高压电缆的故障测试与处理方法

高压电缆的故障测试与处理方法

刘霞

国网晋中供电公司变电检修中心，山西 晋中 030600

摘要：随着社会的发展，人们的用电需求不断提升，而城市化人口的增长导致用电网络中电力电缆不断增加，用电压力也与日俱增。在人们的生活中，高压电缆已经上升到了极其重要的地位，一旦发生故障将会影响人们的正常生活，因此在未来的发展过程中，故障的检修以及快速恢复供电非常重要。而一般来说，电力电缆的输电方式中，高压电力电缆电力输送属于其中相当重要的一环，因此如何通过科学技术来快速的查找电缆故障恢复供电，属于未来电力发展过程中的主要研究方向。基于此，本文对高压电缆的故障测试与处理方法进行深入研究，以供参考。

关键词：高压电缆；故障测试；处理方法

1 降低高压电力电缆故障的重要性分析
任何的电力企业中都少不了电网的发、输、配环节，所以，电力电缆的作用举足轻重。电力电缆有多种，橡胶绝缘高压电力电缆是其中的一种，其功效被国民所认可，很是受国民的青睐。但是，随着其使用数量的增多，一旦发生故障，便会引起一系列严重的后果，有时还会发生短时间内大面积停电事故，影响电力供、配系统的正常稳定运行。所以，高压电力电缆故障分析工作是必不可少的，防止电力电缆发生故障时引发人身安全事故。一般来说，高压电力电缆发生故障时故障原因和故障点难以查找，这不仅在抢救和恢复工作方面造成了非常大的难度，而且在人力方面、物力方面、财力方面上的浪费也是不容小觑的。

2 高压电缆故障发生的原因
       2.1电缆本身存在质量问题
       在生产的过程中，由于技术人员生产工艺等问题，导致高压电缆出现绝缘偏心、绝缘解蔽均匀性差、电缆金属保护套密封性较差等，而这些问题在最终的发展中又将直接影响电力电缆的使用寿命，导致电缆出现故障。
       2.2规划设计因素
       在设计工程的过程中，设计人员由于不具备电缆的相关知识，导致没有从多方面因素考虑电缆的实际使用寿命。一般来说，这种情况主要有电缆转弯半径不足，现场无法缆线铺设等等问题，严重情况下设计人员的电力电缆知识不足还会导致故障的发生。
       2.3测试施工方面的因素
       在实际施工过程中，施工现场环境较为恶劣，电缆接头施工存在着一定问题，与此同时施工流程没有遵照严格的规范进行，这些都会导致电力电缆在使用过程中有出现故障的可能。
       2.4电缆运行过程中出现问题
       如果电缆长期处于超负荷状态下进行运行或者电力电缆运行外界环境较为恶劣，这些都容易导致电缆出现故障。
       2.5外力破坏的因素
       在铺设过程中，电力电缆容易遭受到外力的破坏，这些破坏将会直接导致电缆的质量受到影响。

3 高压电缆的故障测试与处理方法
       3.1测距方法
       一般来说常见的测试方法是采用惠斯顿电桥法，电桥法中又包含有电阻电桥法、电容电桥法两种。在测距过程中使用惠斯顿电桥法的优点在于简单方便，同时较为精准，而惠斯顿电桥法的缺点在于其不适用于高阻电路或发生了闪络性故障的电路。伴随着电力电子科技的发展，在近几年来电力电缆的故障测试技术已经有了较大的飞跃，除了惠斯顿电桥法之外，又出现了测距的脉冲电流法、路径探测法、脉冲磁场法以及使用声音信号时间差来寻找故障的方法。也就是说在未来的发展过程中，伴随着信息技术的进步，寻找电缆故障的探测技术有了全新的发展方向，进入了智能化的阶段。在以上几种测试方法中，电桥法、驻波法属于从经典测试方法中发展而来，低压脉冲法、脉冲电压、脉冲电流法属于在当下发展过程中逐步演化而来的新型测试方法。新型测试方法主要是根据原有的测试理论，通过对每段线路之间互感的作用来进行详细的分析，通过波动方程计算出故障点的具体位置。与此同时，电力电缆发生故障的原因也直接影响了测试方法。一般来说，不同的故障情况需要采用不同的方法。
       3.2高阻故障
       所谓的高阻故障是指电缆的一芯或者多芯电阻值低于正常值，但略高于几百欧姆的故障。这种故障的测试方法主要有脉冲电压法、脉冲电流法、二次脉冲法。所谓的脉冲电压法是对故障电缆使用直流高压或者冲击高压进行测试，让电缆故障点在高压下进行放电，同时经过精密仪器的观察，可以计算出放电点发出脉冲的来回时间，从而进行测距。这种测试方法在发展过程中有了两大发展方向，首先是直流高压闪络测量法，其次是冲击高压闪络测量法。脉冲电压法有一个较大的优点就是无需将高阻与闪络性故障烧穿，电缆故障点只需要在高电压下进行放电，就可以测试出故障点的详细距离。而这种测试方法的缺点在于，测试仪器与高压部分有直接的连接，存在有一定的安全隐患。而所谓的脉冲电流法在原理上与脉冲电压法一致，但实际上这种方法是在直流高压发生器的接地线上套上一只电流耦合器。电流耦合器的作用主要是采集线路中由于固定点的存在而放电产生的电信号，由于电流耦合器与高压部分不存在直接的连接，这种方法相比较于高压脉冲法来说更为安全。经过长时间的发展过程，二次脉冲法随之出现，所谓的二次脉冲法是一种较为先进的测试方法，这种方法通过高压脉冲发生器来对高阻值或闪络性故障的电缆进行高压脉冲，让故障点产生弧光放电。弧光放电时电阻较小，因此放电过程中原本的高阻故障转变成为低阻短路故障，此时通过耦合装置向故障电缆内发射低压脉冲信号，能够检测出故障点的低阻反射脉冲。在发射结束电弧熄灭后，再次向电缆中注入低压脉冲信号，此时电缆故障点已经恢复为高阻，而低压脉冲信号在故障点处将不会产生反射，通过对比能够精确地找出故障点的位置。使用声磁同步法也能够精确的定位高阻故障发生点。

       3.3平衡电桥法
       平衡电桥法，就是在电桥平衡时按照其电阻与长度之间的比例关系来计算故障距离。这一种方法主要是实现非故障相和被测电缆故障相的短接。其电桥展开的两臂分别接非故障相和故障相，利用电阻改变器的调节，最终满足电桥平衡的要求。这一种方式主要是在短路、低阻接地、外护套所引发的故障之中使用，但是无法对三相电路低阻故障进行检测。一旦出现因为高阻值引起的电路故障，就可以考虑通过转化的方式将其转化为低阻故障，再一次进行测量，在转化中可以考虑用负高压烧穿故障点的方式来进行处理，但是还需要注意不是所有的故障都可以利用这种方式。
       3.4脉冲电压法
       脉冲电压法也被称为闪测法，使用这种方法的核心在于通过脉冲高压信号以及直流高压来击穿故障。随后技术人员需要注意对故障点以及观察点两者之间的脉冲往返时间进行计算，从而精确确定故障点位置。使用脉冲电压法的主要优点在于不会对电缆产生严重的损害以及影响，不需要烧穿高阻以及闪络性故障，在故障被脉冲信号击穿的瞬间会产生脉冲信号反射，随后经过计算之后就能够掌握故障点的实际位置。虽然这种测试方法较为简便，但是需要注意的是，这种测试方法存在着一定的缺陷。首先这种测试方法安全性较低，在测试的过程中仪器和高压回路之间存在电气连接，很容易导致高压电流导入仪器，损坏仪器的同时也有人员伤亡的危险。其次这种方法在测试的过程中，高压电容非常容易产生脉冲信号短路，这种短路会导致电阻以及电感产生电压信号，进而影响维修工作。而如果降低电压，就会导致击穿难度加大，很难直接击穿故障点从而产生脉冲。除此之外，使用这种方法的缺点在于进行冲闪测试时分压器耦合电压形成的波形较为平缓，这为分辨工作带来了困难。

4 结语
总而言之，现如今高压电力电缆在我国的使用范围越来越广泛，这也就造成了故障难免会发生，只有通过最为科学合理的保护手段尽量降低故障发生的次数，从而更好地确保了人们的生命财产安全。这就要求在对电缆故障诊断技术进行不断地研究，使其在诊断故障上发挥更大的作用。
 

参考文献
[1] 祝雄年.电力电缆故障检测与处理措施[J].电子技术与软件工程,2019(05):245.
[2] 徐昱.高压电缆故障测试与处理技术分析[J].通讯世界,2020,342(11):109-110.