电力电缆故障分析及探测技术 曹海兵

电力电缆故障分析及探测技术曹海兵

发表时间：2019-01-18T09:36:59.303Z 来源：《电力设备》2018年第25期作者：曹海兵

[导读] 摘要：电能能源是社会发展过程中必不可少的，与人们的生活生产息息相关。

(呼和浩特供电局金桥分局内蒙古呼和浩特 010010)

摘要：电能能源是社会发展过程中必不可少的，与人们的生活生产息息相关。近年来，人们对电能的需求量逐年上升，对我国电力企业的运营和发展提出了更高要求，人们对电力安全方面问题重视程度不断提升。在电力系统当中，电力电缆是其中电能传输的重要单位，对电网安全工作起到了保障作用。随着使用时间的慢慢增加，电力电缆中的绝缘材料会慢慢出现老化的问题，同时还可能受到环境潮湿问题的影响，造成了电缆附近部件受潮之后产生故障。同时因为城市建筑设施和地下管线的建设原因，对电力电缆的损坏程度也在不断上升，因此，为了防止电力系统产生意外故障，需要对电力电缆中的故障问题进行有效探测和分析，保证电力供应的正常运行。

关键词：电力电缆；故障；探测技术

引言

随着生产建设与百姓用电的需求增长，解决电力系统中电力电缆设备故障与探测技术等相关问题突显重要，更关乎日后电力传输的稳定性与安全性。结合电力电缆故障实际情况，按照有关规定进行科学、合理的处理，并采用先进的探测技术对电力电缆故障进行及时判定与确定，并使其发挥良好的运行性能，进而保障电力系统的正常生产供电工作。

1电力电缆故障分析

1.1开路故障

在城市进程加快的的趋势下，电力电缆的故障频发。为了有效解决电力电缆故障问题，明确当前常见的电力电缆故障种类是极为重要的。首先，开路故障是电力电缆常见的故障之一。如图1所示为开电力电缆故障示意图。根据图1中相关信息显示，电缆相间或是相对地绝缘电阻，在应用时达到了相应规定的范围值，其工作电压将无法快速、及时的传输到终端。此种现象，虽然终端有一定对电压，但是其电压的负载能力相对较差。根据图中的显示，可以发现当A与A点之间存在电阻时，且电阻Rk为∞时，则表明其属于断线故障。换句话而言，其也属于电力电缆开路故障的表现。

图1电力电缆故障示意图

1.2低阻、高阻及闪络性故障

在分析电力电缆故障时，不仅包括开路故障，同时也包括低阻、高阻及闪络性故障。在低阻故障中，其主要从电缆相间或是相对地绝缘受到相应的破损，其绝缘电阻相对较小，且能够采用低压脉冲探测技术，实现对此类把故障的测量和改善。此种故障被称之为低阻故障。同样如图1所示，当B与B点之间存在电阻时，其电阻Rg为0时，则表明其属于短路故障。换句话而言，其也属于电力电缆低阻故障的表现。在高阻故障中，其主要从电缆相间或是相对地绝缘受到相应的破损，其绝缘电阻相对较大，无法用低压脉冲技术实现对此类故障的测量。从某种角度而言，高阻是相对于低阻而言的，通常包括高闪络性高阻故障和泄漏性高阻故障。通常情况下，低阻故障与高阻故障在区分方面，其界限多是从电缆本身阻抗的10倍左右。闪络性电缆故障，其电阻相对较高，在给故障电缆施加电压，使其电压达到相应临界数值时，其故障点会呈现出就闪络击穿的现象。

2故障成因

第一是机械损伤，这种类型问题原因产生，是电路系统经常非正常停电所形成的，这种问题通常比较容易识别，同时也是比较常见的故障类型，在故障发生率方面占到了50%以上；

第二种是绝缘受潮，绝缘受潮所产生的故障类型，主要表现在漏电事故的产生，因为在电缆当中的接头或者是在终端密封性比较差的部分，由于受到潮湿环境长期影响，绝缘层产生开裂，进而产生了漏电事故，这种类型事故的产生率大约在13%左右；

3电力电缆故障探测技术

3.1低压脉冲法

低压脉冲法在现阶段我国电力电缆探测中较为常用。该方法原理是以微波脉冲波传输接受的方式对其故障进行探测。其探测原理是脉冲波在传输的过程中，如遇到故障点就会形成相对的反弹预警，而自动装置会根据传输进程长度与反弹长度之间的差额进行具体核算，其核算进程长度的结果正是其故障点发生的位置。但低压脉冲法由于输送信号电压较低，只能对电力电缆低阻故障与开路故障进行探测。

3.2高压脉冲法

通过对电力电缆实施高压脉冲进而定位故障点的具体方法，在高压脉冲过程中由于其传输的电压脉冲较高，因此遇到故障点就会出现击穿与放电现象。但由于故障点电阻较高，双向高电压与高电阻进行快速碰撞后会产生放电与短路现象，所以，相关技术维修人员可以通过短路点定位进而寻找到故障点。这种方法比低压脉冲法在锁定故障点方面更为快速与高效。

3.3二次脉冲测量法

二次脉冲测量法是根据现阶段我国生产耗电与百姓生活用电应运而生的高效探测技术，充分解决了传统电力电缆电阻偏高且接地等问题。弥补了传统电压检测不足之处，使电力电缆故障探测技术更为完善化与系统化。其探测原理是向电力电缆输出低压脉冲波，当低压脉冲波在经过故障点时，如故障点电阻较高，该低压脉冲波会自动返回，之后随即又向其故障点释放高压脉冲波，高压脉冲波与高压电阻会产生击穿放电效果，然后又会紧随发出低压脉冲波，该脉冲波与故障点进行返回。二次脉冲测量设备会将上述脉冲波流程进行相对保存，进而更为标准、效率、准确地判定其电力电缆故障点。

3.4高压闪络法（直闪法）

直接闪光法适用于测量高阻闪络故障。高电压测试设备的功率与闪光灯的工作功率分开，闪光灯的连接应远离高压线路。在试验中，更换接线时应切断电源，调整间隙间距，使电容器和电缆完全放电，然后与地线连接。高压闪络试验完成后，反复进行电缆、电容放电，利用低压脉冲法进行再一次的测试。电力系统中电缆非常重要，一旦发生故障会影响电力系统的安全、稳定运行，若不能及时解决故障极

易造成大规模停电，甚至是火灾。所以，怎样迅速找出电缆故障发生点，降低停电等造成的损失，是目前电力领域研究的热点问题。

3.5音频感应法

在电力电缆故障探测中，音频感应法也是重要的探测技术。通常情况下，在电力电缆发生短路接地的故障时，其所发生的电阻低于10Ω的低阻故障现象较为普遍。在低阻故障发生期间，受诸多因素的影响，其故障点所表现的放电声音相对较小，采用冲击放电法或是低压脉冲反射法，无法有效的对故障点进行有效和精准的判断。尤其是在金属性连接的电缆短路接地，更不会出现一点放电声音，可能因无法判断故障点而影响电缆的使用。在此种情况下，通常会采用音频感应法实现对电力电缆故障的有效探测。通过对音频感应法的分析，明

确其通常是对两相短路并接地，或是三相短路并接地的方式进行探测。在探测期间，主要借助1kHz的音频信号，根据电缆的情况，将音频电流有效的输入到被测电缆的短路线芯中。由此，使被测电缆线芯的周围能够产生相应的信号，在地面上平行放置接收线圈，实现对电缆信号的接收，在接收信号后直接将其送入到接收机并放大。同时，地面上的磁场通常是在两个通电导体的作用下，产生相应的电流，随着电力路的扭转而不断变化。接收线圈沿着电缆的路径走向进行移动时，会听到有规则的电路声响，接收线圈距离故障点越近，所听到的声响就会越大。由此可以证明，根据声响的强弱变化可以有效识别电缆故障点。

结语

综上，电力电缆设备故障分析与探测技术对电力系统影响颇大。运用更为合理的探测技术，结合电力电缆故障现场实际情况，采用循序渐进逐一排次的测量方式。同时，加强日常电力电缆维护管理模式，让电力电缆与相关设备可以充分发挥其稳定性能，为我国电力企业的发展壮大与基础电力保障打下良好基础

参考文献:

[1]吴结根.电力电缆故障检测的方法与分析[J].科技与企业,2016(10):188.

[2]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，2018，44(9):1197-1197.