中低压电缆早期缺陷诊断技术研究

中低压电缆早期缺陷诊断技术研究

田飞龙詹乐贵陈稳黄旭波

（贵州电网有限责任公司铜仁供电局贵州铜仁554300）

摘要：随着我国乡镇和城市化的发展，电力电缆的应用更加的广泛，电缆已经成为了现代生活中不可缺少的一部分。但是，在电力电缆的发展和应用过程中，电缆的高架线路已经渐渐的被地下线路所代替，电缆设备的安全运行与人们的生产、生活息息相关。如果发生了事故不仅会影响用电设备的正常运行，严重时更是会造成安全事故，危害人们的生命及财产安全。所以必须要加强对电缆缺陷诊断技术的研究。

关键词：电力系统；中低压电缆；缺陷诊断

一、电力电缆故障的常见类型

电力行业作为对各个领域都有深刻影响的关键性行业之一，其生产运行的安全可靠有着极其重要的意义。在电力电缆的使用过程中，常常由于各种原因造成电力电缆的故障出现。一般的，相对常见的电力电缆故障包括机械损伤、绝缘受潮、绝缘老化严重、原材料缺陷和制作工艺缺陷、雷击或其他冲击过电压而损坏等等。造成以上问题的原因有很多，大部分状况是气候问题以及认为破坏所造成。在上述的问题中，电力电缆的机械故障占据了主要，在近年来的统计中，电力电缆的机械故障占据了总故障的八成左右。在长期统计中发现，电力电缆故障主要发生在电缆本体与电缆的接头处。机械损伤造成的电力电缆故障主要状况为低阻故障、短路故障、断路故障等等。低阻、断路、短路故障主要是由于电流的过大导致。另外，还有主绝缘故障。主绝缘故障是由于电阻和击穿间隙所引发。主绝缘故障在实际中也有表现为低阻故障、高阻故障、闪络故障。

二、造成电缆缺陷的原因分析

常用的高压电缆主要有：绝缘绕包型、交联聚乙烯绝缘挤包型以及橡胶绝缘挤包型等。现阶段的电力电缆常见为绝缘材料，例如：油纸、橡胶等。这些材料不仅价格低廉而且使用寿命较长，如果在符合标准的制作过程和正常的使用条件下，该些材料的使用具有较高的性价比，相比较其他材料具有较为明显的优势。因此，电缆绝缘质量水平，对于电力电缆的故障的产生有着重要的影响。

1、机械性的损伤。机械性的损伤是最为常见的电缆事故之一，其中机械性的损伤包括外力损伤，例如：在外力拉伸的环境下，发生外力损伤、在安装施工的进程中，对电力电缆的施工损伤、由于车辆挤压或者环境腐蚀造成的自然损伤。这些损伤因素的存在会使得电力电缆在使用过程中遭受到很大的损害，长时间的损害就会使得电力电缆的寿命降低，并且会引发一系列的故障。

2、绝缘受潮。绝缘受潮也是造成电力电缆故障的又一大因素，主要指得是中间接头，两端接头和接头失效的发生，还有可能是由于外包装的损坏造成的电力电缆的受潮。

3、绝缘老化。绝缘体在使用过程中易发生氧化反应，引起绝缘体的老化，从而造成绝缘效果的下降。

4、过电压。电缆的绝缘层设备都有一定的电压承受上限。如果在大气过电压及内部过电压情况下运行，就会超出其限度而导致绝缘层被击穿。许多室外环境中的终端头故障都是由过电压导致的，过电压现象会使电缆自身的某些缺陷放大，从而发生事故。

5、材料缺陷。材料缺陷有以下三种。第一种，电缆缺陷。不但包铅及包铝可能会留下缺陷，且包缠绝缘操作不当也会造成纸绝缘的褶皱、破裂、重叠或缝隙等缺陷。第二种，电缆附件缺陷。这方面缺陷包括铸铁件有砂眼、机械强度差、零部件不合技术标准、组装不严密等。第三种，绝缘材料缺陷。这主要体现在日常检修和管理的不到位方面，使得电缆中段及两端接头的绝缘介质老化、污染及受潮，降低了街头的质量。

6、护层的腐蚀。在电解及化学作用下，电缆外的铅包极容易受到腐蚀。护层的腐蚀情况可因其发生因素及程度的各不相同，使铅包表面呈现出红色、黄色及橘色的化合物或海绵状的细孔。

三、电缆故障检测方法对比分析

1、测量电阻电桥法。此种方法应用比较广泛，一直以来为人们所利用。电桥法是利用电桥平衡时＂对应桥臂电阻的乘积相等＂，而电缆的长度和电阻成正比的原理完成测试的。

2、低压脉冲反射法。低压脉冲反射法指得是在不通过高压冲击器的情况下，可以独立的测量电力电缆的断路故障，在电缆发生开路故障时产生的脉冲信号。可见当电波到达故障点时信号就会反射回来。此方法主要用来测量低阻故障，开路故障以及测试电缆长度。

3、脉冲电压取样法。首先使用直流电将故障点击穿，然后通过脉冲点的往返时间来进行测量距离，这种方法也是近年来较为常用的方法，并且很好的应用于电力电缆的故障定位方向。

四、中低压电缆缺陷诊断技术探究

1、确定电缆的故障性质。为了对电力电缆故障进行合理的诊断并加以排查，首先应做到对其故障性质做出准确判断。通常来说，故障类型可依据不同的划分方式分为高阻故障和低阻故障，闪络故障和封闭性故障，接地、短路、断路故障或以上的综合，以及单相、两相或三相故障。故障判断的方法一般可根据其现象先做出简单判断。如果故障中有单相接地信号的提示，则单相接地故障的可能性很大；如果发现过流保护动作跳闸，就可将故障类型缩小到两相、三相及接地或接地与短路综合故障的类型范围内。这些故障发生后，由于断路或接地电流会将电缆线芯烧坏，因此在原有故障的基础上又增加了断路故障。通过故障表象完成初步判断以后，应对电缆的绝缘电阻进行测量，并同时进行电缆导通测试，这样就可进一步了解电缆故障的性质。测量机测试方法一般会采用兆欧表来完成，得出各电缆线芯之间以及线芯与大地之间的绝缘电阻，从而可知是否存在短路及接地故障。如果测量结果显示绝缘电阻正常，则需另外进行导体的连续性检验。将实际检验结果与计算结果进行对比，若实际结果偏高，就能够确定电缆的导体内部有断线情况。如果以上测试均未发现任何异常，就应对运行线路做严格的耐压测试，从而发现闪络故障的存在。

2、故障点的粗测。在进行故障定点精测之前，应先行完成故障点的粗侧工作。故障点的粗侧方法较多，但从工作原理上可大致分为两类，即电桥法和脉冲反射法。在工作实践中，其方法的选择应以故障性质为根本依据。单相故障、低阻故障、两相短路或接地故障以及三相短路故障均可采用直流电桥法来进行测量；而高压直流电桥则只对较稳定的高阻接地故障有明显的测量效果，却不适合用来直流中含有闪络及放电现象的高阻故障；在故障区域的电阻小于或等于100kΩ情况下，低压脉冲反射则能够派上用场；如果脉冲反射法无法使用，往往可用闪络发射法代替完成测量。

3、测寻故障电缆的敷设路径。确定埋地敷设电缆的埋设路径及深度是十分必要的工作，能为精测做充分的准备。路径的测寻是通过对电缆导入音频直流信号来实现的，可另设接收装置获取反馈信号对电缆路径做出判断。

4、故障点的精测。精确判断故障定点需利用多种技术手段，通常包括声测、感应及接地电位测量等等。对于高阻故障，一般采用声测即可实现定点。对于低阻故障，声测法效果往往不太理想，可用音频反应法来进行精测。

结束语

综上所述，在电力电缆的使用过程中，常常由于各种原因造成电力电缆的故障出现。一般的，相对常见的电力电缆故障包括机械损伤、绝缘受潮、绝缘老化严重、原材料缺陷和制作工艺缺陷、雷击或其他冲击过电压而损坏等等。将传统的电力维护方法与智能化电网系统进行结合是未来电缆电缆线路诊断及定位的重要发展策略。

参考文献：

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