论述高压电缆故障的判断及故障点查找

论述高压电缆故障的判断及故障点查找

高压电缆與传统的电缆相比优势明显，但为了更好地使其满足社会发展的要求，对其展开的故障判断与查找等工作也要不断优化，尽可能减少给人们的生活产生的影响。

标签：高压电缆；故障判断；故障点查找

1、高压电缆故障概述

1.1电缆老化，绝缘性能下降

电缆在投入使用一段时间后，其绝缘性能就会大大降低，这是由于电缆绝缘老化导致的，这个阶段电缆的故障率会大幅上升。老化是指电缆的绝缘材料在一定的内外因素的综合影响下发生物理与化学反应，使得材料的物理性能出现不可逆转的下降，最后丧失其使用价值。高压电缆投入运营以后，会受到电、机械、光、热以及化学等因素的作用而发生老化，影响运行寿命。老化的原因主要有局部放电、电树枝老化、水树老化和热老化。对于高压电缆，运行时间超过30年的老化属于正常老化，而由于各种因素在较短年限内发生的老化属于过早老化，其主要原因有以下几点：电缆选型不合适，长期超负荷工作，大大加速了电缆的老化进程；线路靠近热源，使电缆局部或整体长期受热，引起热老化；电缆周围环境中有能与电缆绝缘层发生不利化学反应的物质，从而引起电缆过早老化。

1.2附件故障

若不出现人为破坏和自然灾害等影响，电缆一般都能稳定运行。电缆最容易出现故障的就是电缆之间的接头和终端等附件处。电缆附件的制作工艺要求很高，气孔、杂质等都要严格控制在一定范围内，若达不到要求，电缆在运行过程中就很容易引起局部放电和绝缘击穿。附件故障具体原因如下：电缆的中间接头、终端制作质量不高，例如在剥离半导体、导线压接、电缆接头与密封、导体连接管压接、终端或中间接头金属屏蔽层接地的制作过程中，工艺不符合相关技术要求，从而引起故障；选材不当很可能导致电缆附件的热膨胀系数和本体相差较大，这就很容易造成电缆附件和本体不能同时收缩膨胀，致使密封性能降低，导致水分或空气进入电缆附件中，造成短路故障的发生；制作电缆接头时忽视周围环境湿度，导致击穿事故发生。

1.3电缆护层故障

电缆护层的存在是为了保护电缆主体免受侵蚀损坏。电缆敷设过程中一般都选择最短路径，因此很可能途经各种复杂的腐蚀环境。电缆的外护套就是为了使有金属护套的电缆免受环境侵蚀，对无金属护套的电缆还能起到密封的作用。电缆护层还应保证良好的绝缘性，使有金属护层的电缆能保证对地绝缘，避免在金属护层上形成感应电压。电缆护层故障会引起金属护层环流增大，对电缆传输容

量构成影响，也会导致空气和水分与金属护层接触发生腐蚀反应，进而危害电缆主体。电缆护层故障原因主要有以下3种：电缆本体及附件在生产过程出现质量问题，电缆护层有缺陷；电力电缆施工时没有严格按照工艺要求进行，施工质量较差，导致护层故障；由于市政、地铁、房地产建设等野蛮施工，电缆护层受到外力破坏。

2、高压电缆故障分析判断

当前高压电缆故障主要可以划分为以下四大类：①高阻或低阻故障；②闪络或封闭故障；③接地、断线以及短路等混合故障；④单相、两相以及三相故障。在高压电缆出现故障后，根据长久积累的经验与方法，简单分析判断故障类型，为进一步检测定位故障点提供基础方向。通过检测电缆故障电阻状态时，根据万用表可以分析判断是高阻故障还是低阻故障；通过直闪法测量，可以判断是否出现闪络故障；在故障点电阻为零时，可以采用低压脉冲法进行分析判断；在故障点电阻无穷大的情况下，可以采用低压脉冲法进行测量，判断断路故障原因。在分析判断高压电缆的过程中，需要先判断故障类型，然后采取相应科学的措施对故障原因和故障类型进行进一步检测确定，提高诊断效率，降低判断出现错误的概率。

3、故障点查找

3.1电缆故障测距

（1）电桥法。电桥法是一种经典测试方法，操作简便、测量精确度高，适用于除高阻和闪络型故障以外的其他故障检测。这是因为一般灵敏度的电表无法检测出高阻故障导致的微小电流。故障电阻甚至会由于故障点烧断而升高，亦或是故障电阻过低导致永久短路，这都影响后期放电声测法测定具体的故障点。

（2）低压脉冲反射法。运用低压脉冲反射法测试时，向电缆注入一低压脉冲，该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点，如短路点、故障点、中间接头等，脉冲产生反射，回送到测量点被仪器记录下来，通过识别反射脉冲的极性，可以判定故障的性质。这种方法可用于测量电缆的低阻、短路与断路故障。它通过观察故障点反射脉冲与发射脉冲的时间差测距，因此比较简单和直观，同时不需要知道电缆的准确长度等原始技术资料。根据脉冲反射波形还可容易地识别电缆接头与分支点的位置，但其不能用于测量高阻与闪络型故障。

（3）脉冲电压法。高阻与闪络性故障常用脉冲电压法测定。这种方法使用了半个世纪之久，测定一直很精确。这种方法是对故障电缆通入直流高压或脉冲高压信号使故障处击穿，通过测量观察点和故障点之间脉冲电压的间隔时间确定故障点位置。这种方法不需将故障点烧穿，且测试速度较快，测试过程也相对简单且易于操作。

3.2故障点的精确定位

通过以上几种方法进行电缆故障测定后，可对电缆故障发生的位置有一个模糊的定位，但进一步精确定位故障可使故障的排除工作更加便捷。在进行电缆故障精确定位前，要先了解电缆材料的具体信息、电缆敷设的方位走向以及接头位置等。如果原始施工资料不齐全，即使知道电缆的故障距离，也不知道具体位置，则可借助电缆路径探测仪先测定电缆的具体敷设路径，再进行下一步的动作。利用声磁同步法可测定高阻和闪络型故障发生的具体位置。在电缆一端施加高压脉冲后，故障点会发生伴随声音信号和电磁信号的放电，由于交联聚乙烯电缆内部存在大量无规则的气隙，放电时击穿处发出的声音会在电缆的填充物内漫射。这种方法最好选择在夜间比较安静时使用，既能收到明显的磁场信号，还可避免噪声对放电声音的影响，有利于监听具体的故障位置。

4、结束语

在高压电缆故障中，电缆接头处的故障占了比较大的比重，这种故障肉眼就能很快发现，易于检测，而线缆中间段的故障检测难度则比较大。作为现场测试人员，一定要加强学习，注意分析各种故障波形与正常波形的区别，在实际工作中认真总结、积累经验，提高故障分析与检测的水平。

参考文献：

[1]电力电缆故障分析及探测技术研究[J].段发强.中小企业管理与科技（上旬刊）.2009（11）.

[2]电力电缆故障点查找方法及其现场应用[J].张宏伟，刘运超，单银忠，孙晨.黑龙江电力.2007（03）.

[3]高压电力电缆故障点查找定位[J].张存生，刘文峰.山东冶金.2003（01）.