关于电力电缆故障判断与查找的思考 雷玉根

关于电力电缆故障判断与查找的思考雷玉根

摘要：现阶段我国电网规模明显扩大，但是受到多种因素的影响，配电网电缆

运行的过程中出现了多种故障。而配电网电缆故障的迅速定位可有效提高电力系

统的运行质量。所以，电力企业应重视电力电缆故障判断与查找工作，确保电力

系统的平稳运行。

关键词：电力系统；电力电缆；故障判断

电缆在供电网络中发挥着十分重要的作用，且电力电缆长期运行的过程中也

会受到多种因素的影响而出现老化和腐蚀等问题，进而引发电力电缆的运行故障，这也严重影响了人们的生产和生活，因此必须及时查找故障，并采取有效的解决

措施，保证电力系统的运行稳定性。

1电力电缆故障的主要原因

电力电缆运行的过程中会受到诸多因素的影响，因此其极容易在运行中出现

多种故障，以下笔者要就将对电力电缆故障的主原因进行简要分析。

1.1机械损伤

机械损伤是导致电力电缆故障的关键要素，细小的机械损伤起初并不影响电

缆的属正常运转，但是长期得不到控制后，机械损伤就会逐渐发展，从而引发电

缆运行故障。电力电缆在受到外力作用和自然因素的腐蚀后，其运行性能也会产

生较为显著的变化。温度升高时，电力电缆内部的绝缘胶体积膨胀，移动电缆时

需承受较大的拉力与摩擦力，接头和导体比较脆弱，极易出现断裂现象。若电缆

承受较大冲击负荷，就会破坏供电负荷平衡，进而引发接地故障和短路问题，绝

缘介质的作用也因此明显减弱。

1.2绝缘受潮

电力电缆在相对潮湿的环境中容易出现受潮的问题，电力电缆外层保护套受

到腐蚀影响或被外物损坏时，外保护套上就会出现裂缝，湿气就会进入电力电缆，进而引发电缆的运行故障。

1.3绝缘老化

长期温度过高会引发电力电缆绝缘层变质问题，电力电缆在运行中也会出现

明显的故障。这主要是由于电力电缆运行中，其承受的负荷过大，若通风条件较

差或与热力管道距离较小时，就会使电力电缆绝缘层出现老化，从而造成电缆运

行故障。

2电力电缆故障查找方法

2.1脉冲法

脉冲法主要应用行波信号测量电缆故障测距，其主要有三种形式，分别为二

次脉冲法、闪络法和低压脉冲法。

2.1.1测试原理

测试中，应将脉冲信号自测试端缓慢输入电缆，从而确保信号可沿电缆运动。若电缆中出现阻抗不匹配点时，则会出现波反射现象，测试端可接受反射波，专

业记录仪会记录下反射波，若自仪器中发出脉冲信号到仪器接受脉冲信号的时间

为△t，也就是说，将脉冲信号测试端与阻抗不匹配点往返一次的时间设为△t，

脉冲行波在电缆中的传播速度为v，且其为已知条件的前提下，应按照v△t/2来

确定测试端到阻抗不匹配点的距离L。

脉冲行波在电缆中的传播速度也被人们称为波速度，研究发现波速度只与电

缆绝缘介质材料有关，与绝缘厚度、线芯材料和电缆的线径均无直接的联系，交

联电缆的博速度通常为170-172m/μs，油浸纸绝缘电缆的波速度为160m/μs。

2.1.2二次脉冲法

二次脉冲法是当前应用较为广泛的测试方法。其科学地利用了高压发生器，

为产生闪络故障和高阻故障的电缆输入高压脉冲，促进故障点弧光放电。由于弧

光电阻较小，燃弧时出现闪络故障和高阻短路故障发生率也明显降低。此时可应

用偶尔装置在故障电缆中注入低压脉冲，并准确记录低压脉冲反射的波形。故障

电弧熄灭后，应在故障电缆中再注入脉冲信号，然后记录低压脉冲反射的波形。

此时故障电阻成功转化为高阻，低压脉冲信号在故障点基本无反射，比较无电弧

波形与有电弧波形，在相同故障点位置，两个波形会存在较为明显的差异，波形

分歧点较为明显的位置到测试端的距离即为故障点距离。

2.1.3闪络法

高阻故障或闪络故障均可采用闪络法来测量，其可减少电缆损坏，同时也缩

短了用于故障电缆检测的时间。闪络法的运行原理与低压脉冲法的原理比较相似，其也是通过电波在估做账线缆中遇到故障后会出现反射现象的原理，记录电波在

故障点与故障电缆测试段之间往返一次所消耗的时间，以材料的波速度确定电缆

故障的具体位置。由于电缆故障电阻的阻值较高，低压脉冲不能在故障点位置发

生反射现象，因此应在电缆上施加冲击高压和直流高压，从而引起故障点放电，

产生突跳电压波，其会在故障点与故障测试端间多次反射，之后应用闪络测试仪

记录两次反射波消耗的时间，以L=v△t/2的计算公式为基础，确定故障点的具体

位置。

2.1.4低压脉冲法


低压脉冲法在电缆低阻接地、短路和断线故障距离测量中应用较为广泛，另

外其在电缆波速度、长度测量以及电缆终端头、T形接头和中间头识别中均有着

十分重要的作用。


2.2电桥法

最为传统的测试方法是利用直流电桥测量电缆故障，这种方式一直沿用，且

其在短距离电缆故障测试中具有较大的优势，精确度较高。电桥法在两相短路故

障测量和低电阻单相接地故障测量中应用较为普遍。

2.2.1两相短路故障测量


两相短路故障测量与单相接地故障测量的原理十分相似，但是两相短路故障

测量主要是借助两短路相当中的一相，当作单相接地故障当中的地线，将电桥回

路接通，且二者计算公式完全相同。

2.2.2单相接地故障测量

在单相测量中，假设电缆长度是L，故障点到初始端之间的距离为Lx，那么

当电桥达到平衡状态时，若将电缆长度设为L,故障点到初始端的距离为Lx，则电

桥处于平衡状态时有如下公式：

3电缆故障精确定位的策略

确定故障点的具体位置在电缆故障检测中尤为关键，跨步电压法、声磁信号

同步接收定点法和冲击放电声测法应用较为普遍。

3.1冲击放电声测法

冲击放电声测法主要利用直流高压试验设备为电容器储蓄能量，补充电能，

若电压达到要求后，区间间隙会瞬间被击穿，电容器和高压试验设备中的能量可

透过区间间隙向故障点放电，进而产生振动声波，听闻振动声波的声音就可大致

确定电缆故障的具体位置。击穿放电的效果会受到声波强度的影响，若其能量不