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

雷玉根

（国网福州供电公司）

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，若其能量不足，就应利用高灵敏度的听棒或拾音器来听声辨认，若其回声较大，则在地坪表面即可确定故障点的位置。

3.2声磁信号同步接收定点法

声磁信号同步接收定点法也被人们称为声磁同步法，该方式主要是在故障电缆当中注入冲击直流高压，迫使其放电，在放电时地面与电缆金属保护套上的回路也会出现较为明显的感应环流，因此电缆周围也会产生磁场，用感应接收器可接收到故障点反馈的放电信号和磁场信号。设备可按照探头探测到的磁信号和声信号来确定故障点。通常，二者间隔距离最小的点即为故障点。声磁同步检测法可有效提高抗干扰能力，合理利用声磁信号时间差完成检测工作，可较为准确地估测故障点的具体位置。

3.3跨步电压法

在大地与故障相之间注入直流高压脉冲信号，利用电压测量故障点周围放电时，两点间的跨步电压变化方向及变化的幅度，以此为基础确定故障点的具体位置。这种方法可提高故障点定位的准确性与科学性，对测试人员也具有十分积极的指导意义。但是该方式在应用中也存在一定的局限。其通常只能检测直埋电线外表损伤所引发的开放性故障，无法检测非直埋电缆故障和封闭式故障，由此限制了该方法的应用范围。

4结束语

电缆故障原因的查找与定位是一项综合性较强的工作，其需要多种设备相互配合方可实现。相关人员应充分结合实际选择适当的试验方法，且要求试验人员不仅要熟悉并掌握多种试验仪器设备的基本特点和性能优势，而且还要对故障十分敏锐，不断加强自身的故障判断能力，从而提高电缆故障判断的准确性，保证电缆故障排查的效率，最终为电力系统的平稳运行，电力企业效益的持续提升创造有利条件。

参考文献

[1]周立龙.浅析电力电缆故障判断与查找[J].科技展望,2016,26(30).