电力电缆故障判断检测技术与预防技术措施 刘红阳

电力电缆故障判断检测技术与预防技术措施刘红阳

发表时间：2017-11-24T11:02:42.360Z 来源：《电力设备》2017年第19期作者：刘红阳

[导读] 摘要：近年来，电力电缆故障判断检测与预防问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。

（国网南阳供电公司河南南阳 473000）

摘要：近年来，电力电缆故障判断检测与预防问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了电力电缆的结构，以及电力电缆故障点定位与检测方法，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就预防电缆故障的主要技术措施展开了研究。

关键词：电力电缆；故障；判断；检测；预防

1前言

作为一项实际要求较高的实践性工作，电力电缆故障判断检测与预防的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对电力电缆故障判断检测技术的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。

2电力电缆的结构

电力电缆按其内芯的数量划分，可分为单芯电缆和三芯电缆两种。不论是单芯电缆还是三芯电缆，电力电缆按其导线截面划分，又可分为各种截面的型号规格。但是，不论是单芯还是三芯电缆，也不论是哪种截面型号规格的电缆，其基本结构都是一样的，即都是由导体、绝缘层和保护层组成。其中：导体在电缆最中央，起电流电能传导的作用；绝缘层在导体和外保护层之间，起绝缘作用；保护层在最外层，起保护电缆承受一定的拉力的作用。目前应用最广泛的是由铜导体、交联聚乙烯绝缘和高密度聚乙烯材料构成的电缆。在电力系统中，高压部分，如110kV、220kV、500kV电缆常采用单芯电缆；中低压部分，如10kV和低压电缆线路采用三芯电缆。

3电力电缆故障点定位与检测方法

3.1电桥法

这种方法适用于短路故障、低阻故障、外护套故障。电桥检测法是采用双臂电桥检测出电力电缆芯线的电阻值，准确测量电力电缆的实际长度，根据电力电缆长度和电阻值之间的正比例关系，计算出电力电缆的故障点位置。

该公式是电桥法故障距离计算公式。值得注意的是，采用电桥检测法应确保检测的精确度，电桥的连接线应尽量短，接线直径要尽量大，与电力电缆的芯线连接需采用压接方式或焊接方式，整个计算过程的小数点需全部保留，不得进位。惠斯通电桥的基本原理是利用故障点两侧的电缆线芯电阻与比例电阻构成Whitestone/Murray电桥，是传统、经典的定位方法。另外，电桥检测法检测电力电缆故障除了双臂电桥外还应与兆欧表或万用表配合使用，从而为快速检测电力电缆故障点提供保障。

3.2低压脉冲法

低压脉冲法一般适用于低阻短路或接地性故障、断线性故障，它的工作原理是通过发射低压脉冲，该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点，如短路点、故障点，脉冲产生反射，回送到测试点仪器被记录下来。根据波形上发射脉冲与反射脉冲的时间差乘以脉冲的传播速度，就可计算出电缆的故障距离。

lx=v/2*tx

式中：v为波速度；tx为脉冲往返时间；lx为电缆长度；v/2为波速的一半。

3.3冲击高压闪络测试法

采用冲击高压闪络检测法进行故障检测分为两类，包括电感冲闪法和电阻冲闪法。二者最大的不同在于球形间隙相互串联的电感线圈L可换为电阻。两种方法的工作原理相近，但前者应用更为宽泛，高阻电力电缆故障查测多使用本方法。下面介绍电感冲闪法的工作原理：系统接通电源，电流经过调压器、变压器整流器对电容器充电，如充电电压升至一定值后，球间隙波击穿，电容器的电压通过球间隙短路电弧和小电感直接加设到电力电缆测量端。此冲击电压波沿着电力电缆方向朝故障点进行传播，电压峰值足够大，故障点因电离放电，故障点放电产生短路电弧同时沿着电力电缆发送电压波并反射。判断冲击高压闪络测试法的关键是判断故障点是否击穿放电方法如下：（1）故障点击穿时，球形间隙放电声清脆响亮，火花较大；（2）故障点击穿时，电流表指针摆动范围大。可以检测波形第一个上突跳拐点与下一个下突跳点的时间间距，可利用计算故障点距离测试端的距离。

3.4跨步电压法

跨步电压法对于单相接地故障或两相、三相短路并接地故障，外护套故障适用。其工作原理是在故障相与地之间，加上负极性的直流电源，从故障点流入土壤的电流在土壤表面形成漏斗状电位分布，通过探棒寻找土壤中的电势最低点。当仪表的指针偏向右侧，则向右测寻找，偏向左方，则向左方寻找，逐渐缩小故障的距离位置，直到指针位于正中间。跨步电压法的操作步骤如下，首先在目标电缆加脉冲电源升压3～5kV，然后把跨步电压指示器，通过专用连线与探棒相连，把功能键旋至跨步和最大灵敏度，探棒相隔2m左右，在初测故障点附近，插入土壤，选择合适灵敏度，观察指针指向，若电压为+，指针往+方向有规律摆动，说明故障点在红棒方向，向红棒方向移动一间隔，若电压仍为+，说明故障点仍在红棒方向，继续移动红棒，直到电压为-，指针往-方向摆动，调节红棒，使跨步电压为0，两棒中心为故障点位置。

4预防电缆故障的主要技术措施

电缆故障的原因，主要是在施工过程和运行环境所导致的，施工过程中，所采取的防御措施主要有：

（1）施工工机具和牵引力的正确性，拐弯路径时拐弯半径的大小，管道施工时，管道口的保护，敷设过程中应时刻注意查看电缆的受力和护套是否损伤的情况。

（2）隧道施工大多数情况电缆的损伤是在隧道内电缆支架的擦伤，施工时应有专人负责、统一指挥，避免擦伤。

（3）运行时，要经常巡查，及时发现运行环境的变化和是否有外力的破坏。此外还有：

4.1选择合适的电缆类型

交联聚乙烯电缆不仅允许温升比高，其工作允许场强也比较高，而且其敷设不受高落差限制，相同截面的电缆，交联聚乙烯电缆允许长期载流量也比较高，这即解决了高落差引起的故障，又扩大了电缆的输送容量，目前已广泛得到应用。

4.2改进电缆附件的安装制作的工艺

环氧树脂电缆附件具有较高的耐压强度和机械强度、化学性能稳定、吸水率低、与金属粘结力强、密封性能好、采用这种电缆终端时，基本上解决了电缆接头漏油等问题，电缆的绝缘性能有所提高。

4.3腐蚀会引起电缆故障，选择电缆通道时应去避免

电缆的周围环境不良，旁边土壤中含有氯化物、酸、碱溶液等化学物质，因此电缆会受到腐蚀，邻近化工厂地区地下水的污染，也会是电缆产生化学腐蚀，所以在选择电缆通道时，必须认真调查或询问相关的地质污染情况。

4.4监视负荷电流、预防过负荷产生绝缘击穿

电力电缆运行规程规定：原则上电缆线路不允许过负荷运行、超负荷运行，由于电缆温升的增加，电缆绝缘加快了老化速度，从事其的寿命大大降低，运行中使电缆绝缘薄弱处如接头发生击穿事故。所以根据电缆敷设方式、运行条件、环境温度、并列回路的条数对电缆的长期允许载流进行校核并作出规定值，运行中依据所规定的值对电缆载流量进行检测，在负荷高峰期应用红外线测温仪对电缆的节点测温，防止电缆温度过高、过热，及时掌握电缆的运行情况，以避免电缆长期过负荷运行造成的电缆故障。 5结束语

综上所述，加强对电力电缆故障判断检测与预防的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的电力电缆故障判断检测过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献：

[1]徐丙垠，李胜祥，陈宗军.电力电缆故障探测技术[M].北京：机械工业出版社.2016（10）：60-62.

[2]杨体.一起10kV电缆单相接地故障的检测分析[J].大众用电.2017（01）：115-116.