电力电缆故障原因与检测技术

电力电缆故障原因与检测技术

乔震宇

内蒙古电力集团有限责任公司乌兰察布电业局丰镇供电分局 内蒙古 乌兰察布 012100

摘要：随着人民群众生活质量的提升，社会各界对电力能源的需求量日益增加，这就使得电力电缆得到了广泛应用，其故障率相对较低，能够节省大量空间，无需投入更多的人力资源，具有很强的安全性。在现代化城市的快速发展中，老城区改造事业在不断展开，这就需要电力企业实行改造。因此，电力企业需要合理地诊断并检测电力电缆事故，为电网运行的安全性提供基础保障。

关键词：电力电缆；事故原因；检测技术

一、电力电缆故障原因

1.1绝缘介质变质

①长期埋于地下造成的外部绝缘材料发生变化。②接头质量、安装技术等结构不密封造成接头受潮进而引发的绝缘介质受潮。这两种情况都降低了电缆的绝缘水平。

1.2缆线过热

①敷设于地下的缆线绝缘介质内部存在气隙游离而导致的局部过热。②地下敷设缆线通风不良而导致的缆线过热。缆线过热会加速绝缘介质老化，影响绝缘效果。

1.3机械损伤

①不规范施工导致的电缆缆线绝缘介质和保护层受损。

②自然因素导致的缆线接头受拉力作用而受损。

1.4材料缺陷

①生产商对缆线材料选取的不规范。②生产商缆线生产过程的不规范。这2个原因都会给缆线外部的绝缘体留下缺陷，以至于影响到电力电缆的正常工作。

1.5超负荷运行

经济发展带来的用电量骤增使许多电力电缆处于长期超负荷运行状态，超负荷运行的直接后果是会让缆线产生大量热能，加速缆线老化，降低缆线工作寿命。

1.6产品设计不良

如机械强度不充足、工艺程序缺乏严谨性、防水措施不严密等，这些产品设计上的缺陷为电力电缆安全工作埋下了隐患。

二、电力电缆故障检测技术分析

2.1电桥检测法

电桥检测法也被称之为“经典电桥法”，是各种电力电缆故障检测技术当中运用最为广泛、同时也是运用历史最为悠久的一种方法，即使是在新兴检测技术已经在电力电缆故障检测中大面积应用的今天，电桥检测法仍然在一定范围内保有其应用价值和应用市场。电桥检测法是将故障导体与非故障导体连接成一个小桥，先通过调节电阻让小桥处于平衡状态，然后再进行测量，并通过桥臂的电阻比推算出测量结果。一般情况下，电桥检测法多用于故障检测中单相接地的情况。

2.2声音检测法

声音检测法是电力电缆故障检测各种方法当中较为简单的一种方法，这种检测方法主要依据电力电缆放电过程中所发出的声音，故障检测人员通过对放电过程发出声音的甄别来判断故障的位置，并制定解决故障的方案。当遇到电力电缆敷设在明处的情况时，由于放电过程发出的声音比较小，且容易受到外界杂音影响，因而不易通过声音判断来准确确定故障的位置，这时就需要故障检测人员先行对电缆线的走向进行分析，然后借助扩音器对声音进行放大，这样比较容易确定故障的位置。虽然声音检测法操作简单、测试范围广泛，但是专业性很强，须专业人员才能完成操作。

2.3电容电流检测法

当电力电缆处于工作状态时，系统中的线路和设备都会存在一定的对地电容，并在电压作用下产生电容电流，随着电力电缆敷设的不断增加和电力设备的大量投入运转，电容电流也会越来越大。以电力电缆而言，这样就会在缆线的长度和电容量之间发生一种关系，理论上这是一种线性关系，而电容电流检测方法所依据的正是这一原理。在应用电容电流检测方法时，最常见的是对电缆中芯线故障的检测。检测中首先需对电缆头部的电容电流进行测试，然后再对电缆末端的电容电流进行测试，最后对测试结果中正常芯线和故障芯线的电流进行比对，从中判定电力电缆故障的部位。

2.4脉冲检测法

利用脉冲检测法可以有效检测电力电缆的高阻性接地故障、中阻性接地故障、低阻性接地故障、短路和断线故障、接触不良故障以及电缆的高阻闪络故障等，在应用脉冲检测法的同时，若配以声音检测法，检测效果会更为理想。电力电缆故障脉冲检测法的工作原理是利用脉冲发生器发出脉冲波，在电缆线节点产生反射脉冲，先通过对反射脉冲速度、时间间隔的分析来判定故障的发生位置，再通过对反射脉冲波波形的比对来判定故障发生的类型。脉冲检测法中常用的有高压脉冲检测法、低压脉冲检测法和二次脉冲检测法等，工作性能分别如下。

1)高压脉冲检测法，这种检测方法借助于传输线特性阻抗发生回波的现象给电力电缆芯线施以一定电压，这样做虽然会产生放电但不会让芯线被烧穿，因而放电脉冲可以在缆线中传播并发生反射，这样故障检测人员就可以用数字示波器测出反射脉冲的位置比例，从而计算出故障所在的位置。高压脉冲检测法更适应于高阻击穿的情况，不足之处是波形不容易判断，检测人员面临的危险大。

2)低压脉冲检测法，这种检测方法主要用于开路、短路和低阻击穿等电力电缆故障，具体做法是让脉冲讯号施加在电缆芯线上，使讯号得以在缆线上传播并反射，然后由故障检测人员利用数字示波器等示波器仪器对脉冲波形进行测定，从中计算出故障发生的具体位置。低压脉冲检测法不需要借助电缆资料就可以对缆线故障进行检测，同时还能够根据反射脉冲极性识别故障类型，这种检测方法的不足之处是无法对高阻和闪络故障进行测定。

3)二次脉冲检测法，应用这种检测方法时需认定故障电缆相对于低压脉冲是处于开路状态，在这种状态下，可以认定从脉冲释放端接收到的反射波形，其芯线绝缘状态是良好的电缆的波形，它对故障电缆释放的高压脉冲能够让芯线绝缘故障点发生闪络，从而触发第二个低压脉冲得以释放，如果这时故障点电弧还没有熄灭，那么故障点对于低压脉冲来说就是处在了完全短路的状态，这样在脉冲释放端所接收到的低压脉冲反射波形也是一个完全短路的波形，当故障检测人员对这两个波形进行比对时，会发现有发散点，通过发散点就可以判断故障点的位置。二次脉冲检测法具有多功能、易操作等优点，不足之处是不适宜对高阻和闪络故障进行测定。

2.5跨步电压检测法

之所以称之为跨步电压，是因为进行测量时被测量的对象是地面上的两个点间的电场信号，故而叫作“跨步”。关于跨步电压检测法的工作原理，则是需要在电缆中加入特殊信号并使之对大地漏电，以便能够在故障点周围产生电场梯度，这种电场梯度具有方向性，其由强到弱。当这种情况发生时，故障检测人员就可以使用测量工具沿着电缆的路径来测出信号的方向以及幅度，一般情况下，应用这种方法是能够比较准确的确定故障的发生点的。之所以要在电力电缆中加入一些特殊信号，主要是出于对提高设备抗干扰性能的考虑。

三、结语

综上所述，在科学技术的快速发展中，电力电缆网络化进程日益推进，而地埋电缆运行环境相对比较特殊，电力电缆日常维护和故障检测逐渐成为电力企业中的关键工作。因此，电力技术人员需要做好电缆维护工作，深入分析电缆日常运行过程中的故障特点，及时地排除其中的故障，为电力运行的安全性提供支持，推动电力企业的进一步发展。

参考文献:

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［2］黄伟荣．浅谈电力电缆故障定位技术与方法［J］．科技与企业，2012(16)．

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［4］倪少军．高压电力电缆故障分析及探测技术应用［J］．科技创新导报，2010(9)．