浅谈电力电缆故障测试及原因分析

浅谈电力电缆故障测试及原因分析

严磊

（国网河南省电力公司洛阳供电公司河南洛阳471000）

摘要：电力电缆作为电力系统的组成部分，对供电安全起着重要的作用。电力电缆在运行的过程中，由于各种原因会产生不同类型的故障，因此，电力电缆故障测试已经成为电气设备故障检修中的一项重要工作。文章首先介绍了电力电缆发生故障的原因和分类，然后又分析了电力电缆测试信号消噪及电缆测距方法，最后又重点阐述了基于LABVIEW电缆故障测距系统中的硬件组成设计和软件模块设计。

关键词：电力电缆；故障测试；原因

前言

社会经济不断发展，人们生活水平和生活质量不断提升，使得人们的生活和工作对电力供电系统的依赖性变得越来越大。而在供电系统中，电力电缆是最基础也是最重要的组成部分，是支持整个供电系统运行的基础，因此，要想确保供电系统运行的高效性，就要确保电力电缆运行的稳定性和安全性，避免出现故障。但是，在实际的管理工作中，由于电力电缆运行时间长，并且有部分电力电缆运行线路比较隐蔽，不利于检查，所以，在电力电缆实际运行过程中，依旧存在不少问题影响着整个电力电缆运行的稳定性和安全型。因此，为了能有效解决该问题，就需要加强对电力电缆故障的检测，接下来，本文就以提升电力电缆测试工作效率为主要目的，对电力电缆故障测试新技术进行详细分析。

1电力电缆故障发生的原因

由于电力电缆运行环境复杂多变，类型众多，发生故障的原因也多种多样，主要可以分为以下几个方面：①机械损伤，在所有电力电缆故障中，机械损伤是最常见的一种故障，对电力电缆运行的稳定性和安全性具有较为重要的影响。机械损伤，指的是在电力电缆正常运行的过程中，由于受到震动或者是冲击性负荷的影响，导致电缆的绝缘包皮出现损伤，而由于电缆损伤没有被及时发现，运行时间长久之后就会对电力电缆的正常运行造成影响。②绝缘受潮，主要是中间接头和终端结构密封不良或安装不合理造成。③过电压，主要由电缆内部过电压和雷击过电压造成。④设计和安装的原因，例如防水设计不合理，材料选择不当，机械强度不符合要求等设计原因。安装时没有按照规范施工、在潮湿的气候条件下制作接头等。⑤绝缘老化对于一些特殊环境中的电力电缆，其在运行过程中容易受到外界环境因素的影响，导致电力电缆绝缘老化速度加快，进而出现绝缘开裂、穿孔以及绝缘性能下降等问题，形成故障。⑥过压在电力电缆运行过程中，由于受到外部大气或者是内部过压因素影响，导致绝缘击穿，造成电力电缆故障。

2电力电缆故障分类及测试步骤

电力电缆故障分类方法很多，按照故障位置分为电缆本体故障和接头故障；按照故障现象分为封闭性故障和开放性故障；按照接地现象分为相间故障、多相接地、单相接地和开路故障等。电力电缆故障测试一般要经过三个步骤，分别为：故障性质诊断、故障测距、精确定点。故障性质诊断是故障测试的首先步骤，目的是确定故障的严重程度和故障的类型。故障测距又叫粗测，是指在一定的误差范围之内诊断出故障的位置，根据工作原理可分为行波测距法和阻抗测距法两种；精确定点，又叫精测，是根据故障的范围，沿着电缆的路径走向，找出精确的故障位置的过程，常用的方法有音频感应法、声测法和声磁同步检测法。

3电力电缆故障测试方法

3.1电桥法

通常情况下电桥法是用在完全短路的故障或者是开路故障的测试过程中，该检测技术可以在高精度的电桥测试基础上精确计算电缆故障的发生点距离。在实际测试的工作中，电桥法虽然操作起来相对简单，但会因为故障测试的范围受限与电缆材质等因素而受到影响，因此，在电力电缆故障测试的过程中基本不会使用这种测试的方式。

3.2烧穿法

烧穿法主要包含大容量高压的直流法、交流法、体育高压的冲击法三种测试方式，因为操作过程相对简单，因此在传统电缆故障的测试过程中比较常用。该种方式在电缆故障测试过程中，主要就是对故障的发生点实行定点测试。这种方式虽然操作比较简单，但是测试效果非常不理想，偶尔还会出现故障点的碳化情况，这在很大程度上加大了电缆的故障。例如：有的时候产生故障点的碳化现象，导致故障阻值不断升高，加上长时间高压运行，会造成部分绝缘出现潜在故障。

3.3高压的脉冲法

目前高压的脉冲法能够对各种类型的故障实行测试，特别是测试泄漏高阻情况比较有效。但是电缆所加冲击电压的大小时，选择的故障点需要可以充分进行闪络并放电，以及仪器可以自动记录冲闪波形最好，坚决不可以在开始就把球隙调到很大。一旦故障点的放电比较困难，需要尽可能加大冲击电压或者是提高贮能电容的容量，不可以加压与冲闪。

3.4低压的脉冲法

目前低压的脉冲法主要是按照微波的传输理念，在电力电缆故障的相上加上脉冲的信号，一旦电波传送到故障的位置就会反射会部分电波，然后仔细分析反射波和入射波之间时间的差值，精确计算故障点距离。因为输出信号电力比较低且安全，所以经常将这种测试方式叫做低压的脉冲法，这种方式能够用来测试电缆长度、低阻故障与开路故障等，

4防止电力电缆故障的措施

4.1加强电缆巡视，防止电缆线路的外力破坏

1)电缆线路本身的事故很大一部分是由于外力机械损伤而造成的。为了防止电缆线路的外力破坏，必须重视电缆线路的巡视工作。制定相应的巡视制度，确定巡视周期。2)巡视人员在巡视中应认真填写巡视记录，应了解各地区挖掘情况，应特别注意电缆线路周围有无建筑及挖土情况，电缆线路上有无重物堆放。巡视中如发现有对电缆线路有损害的行为，应及时进行劝阻、制止，必要时应向有关部门汇报，依据《电力设施保护条例》的有关条文采取必要的强制措施。对于已经因挖掘而暴露的电缆应采取防护措施，如安全悬吊于基坑边上，加上防护罩，增加巡视次数，与施工单位签订电缆保护协议等，将可能发生的外力破坏消灭在萌芽之中。3)当电缆线路周围将有道路施工、建筑物开挖等工程时，应要求施工单位到供电部门进行管线调查，供电部门亦应向土建施工单位对已有电缆线路进行交底，如电缆的埋深、敷设方式、电缆条数等，使施工单位在制定施工方案的同时制定电缆线路的保护措施。建设单位的野蛮施工对电缆的损伤往往是严重的，这也是电缆外力破坏的主要原因。

4.2监视负荷电流，预防过负荷产生绝缘击穿

电力电缆运行规程规定，电缆线路原则上不允许过负荷运行。超负荷运行，由于电缆温升的增加，加快了电缆绝缘的老化，使电缆的寿命大大降低，运行中使电缆绝缘薄弱处(如接头)发生击穿事故。所以根据电缆敷设方式、运行条件、环境温度、并列条数对电缆的长期允许载流量进行校核并作出规定，运行中依据所定的规定值对电缆载流量进行测量监视，在负荷高峰期应用红外线测温仪对电缆的节点测温，防止电缆温度过高、过热，及时掌握电缆的运行情况，以避免发生电缆长期过负荷运行造成的电缆故障。

总结

电力电缆作为电力系统的组成部分，对供电安全起着重要的作用，当电力电缆发生故障之后，如何快速的找出故障点，解决故障问题，迅速的恢复安全供电，对电力系统的可靠性和经济性有着重要的作用。因此，本文对电力电缆故障测试方法进行的研究具有重要的现实意义和经济价值。但是由于电力电缆故障测试工作本身的技术性、复杂性，下一步还需要加强对电力电缆信号消除噪声的研究。

参考文献

[1]包磊.浅谈电力电缆常见故障测试方法[J].科学咨询(科技•管理),2016,(07):50.

[2]丁永生.浅谈电力电缆故障的测试[J].知识经济,2009,(18):125-126.

[3]饶德仁.浅谈电力电缆故障测试方法[J].机车电传动,1993,(06):42-45.