电力电缆故障原因及检测方法研究吴超

电力电缆故障原因及检测方法研究吴超

吴超

（国网南阳供电公司河南南阳473000）

摘要：近年来，电力电缆故障检测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，分析了电力电缆故障的种类及原因，在探讨电力电缆故障检测方法的基础上，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面，提出了防范电力电缆故障的有效对策，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

关键词：电力电缆；故障原因；检测方法；研究

1电力电缆故障的种类及原因

1.1电力电缆故障的主要种类

电力电缆虽然可能发生各种各样的故障，但是主要的故障种类有以下几种：第一种是接地故障，也就是指三芯电缆有一芯或者两芯接地的情况，这种故障按照接地电阻的阻值是否大于1000兆欧可以分为高阻接地故障和低阻接地故障；第二种是芯线短路故障，一般短路电阻大于100兆欧时被称为高阻短路故障，小于100兆欧则称为低阻短路故障；第三种被称为闪络故障，是指在电缆出现故障时由于有较高的电压而出现的瞬时击穿现象。

1.2电力电缆故障产生的主要原因

造成电力电缆故障的原因有很多，有外力影响、自身原因以及环境原因等，一般来说，造成电力电缆故障的主要原因有以下几项：第一，机械磨损，电力电缆在使用过程中很可能会遭受到许多机械磨损，例如与汽车之间的摩擦，或者由于地形沉降造成电缆的接头或者导体损伤等，长期轻微的机械磨损会在时间较长之后对电力电缆造成非常大的影响，带来严重的后果；第二，化学腐蚀，电力电缆由于埋藏在地下，如果土壤呈现一定的酸碱性，或者被污染后出现酸碱性，那么会对电缆的外层绝缘层造成较大的腐蚀作用，降低电缆的绝缘性；第三，绝缘层受潮或者老化，电缆的绝缘层在长时间接触到比较湿润的空气、或者使用时间过长之后，很容易出现受潮、老化的现象，绝缘能力降低，很容易产生故障；第四，材料质量不达标，如果制造电力电缆的材料本身就不合格，例如包缠不均匀等，那么就会严重降低电缆的使用期限，很快就可能造成电缆故障。

2电力电缆故障检测方法

2.1直流电桥法

在该方法中，利用其长度与电阻成正比的特点，根据惠斯通电桥，将被测电缆终端故障相与非故障相端接，同时，电桥两臂一端接故障相，另一端接非故障相，调节电桥中电阻的阻值，使其达到平衡，并通过公式计算出故障点的距离。但是对于一些特殊故障：无明显低压脉冲反射且不易被高压击穿，可以使用该方法解决。直流电桥法简单准确度较高，因此是较为常用的测距方法之一；但由于其检测故障类别的局限性，在目前的实地检测运用逐渐减少。

2.2低压脉冲反射法

脉冲法能够探测直流电桥无法诊查的高阻抗与闪络性故障。该方法对于电缆长度和截面积等原始资料的依赖度较低，在实际中的运用也越来越广泛。该方法运用的前提是将电缆理想化为均匀长线，再结合行波理论，测量出脉冲在被测电缆中往返经历的时间，用测量到的时间和脉冲在电缆中经过的速度来计算故障点距离。

低压脉冲反射法，主要用于电缆的低阻、短路故障及断路故障的测距，简单直观。不同的故障有不同的反射波。若发射脉冲和回波脉冲均为正极性，则可判断是故障类别为断路或终端头开路；反之，回波脉冲为负极性，则故障类别为短路接地。

测试时，所施加的低压脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点，用测试仪器记录下脉冲发射到发射的时间，即走完整个故障线路所用的时长，再根据脉冲的速度来计算故障点的距离。该方法无需电缆的准确长度，但不适合高阻抗与闪络性故障的检测。

2.3冲击高压闪络法

冲击高压闪络法，又称冲闪法，线路图如图1所示。对故障电缆始端施加冲击高压，击穿故障点电弧。将故障点击穿瞬间的电压突跳作为测试信号，将此信号往返线路始端和故障点一次所用的时间记录下来用于计算故障点的距离。

常用的信号取样有电压取样法和电流取样法。对比电流取样法，电压取样法更加安全可靠，且多次试验中，测试结果较为准确。在应用冲闪法测试时，不同位置的故障点会产生不同的波形。该方法测试波形如图2所示。

（a）故障点在测试始端的波形（b）故障点在中间段端的波形

（c）故障点在测试终端的波形（d）故障点在没有放电的波形

可以从测试波形看出，在测试始端的波形大致是震荡衰减的余弦波形。我们可以看出，在正脉冲之前有个负的尖峰，这是由于电缆始端施加了负高压之后，负高压的上升需要一定的时间，故障点的放电也需要一段时间，因此在故障点电离放电之前，施加的冲击波已经越过故障点传向测试端。

3防范电力电缆故障的有效对策探讨

3.1对电缆负荷电流进行在线监测，防止出现过负荷运行

由于电缆运行超负荷，会增加电缆温度，使电缆绝缘老化速度加快、电缆寿命大幅降低、电缆接头等绝缘薄弱处容易出现击穿。所以应以电缆敷设方式、运行条件、条数、周围环境温度来校核电缆允许载流量，并做出明确规定。为防止运行中的电缆载流量超过规定值，应实时监测电缆载流量，这样可有效避免由于电缆长期超负荷运行，引发电缆故障。

3.2对电缆温度进行实时监测，防止电缆出现过热现象

电缆发生故障之前，经常会有局部温升出现，安装监测电缆运行温度的装置，可把电缆的运行温度实时反映出来，这样可更好地了解电缆运行情况，防止电缆出现过热现象，在第一时间发现电缆隐患，避免电缆发生故障。

3.3防止电缆化学腐蚀

在选择电缆时，应充分考虑使用环境，选择与使用环境相符的电缆。在电缆敷设路径的选择上，应充分分析土壤资料，对土壤及地下水腐蚀度进行判断，若侵腐严重，应在电缆外层加设外层防护，然后再采用耐腐管道装设电缆，对埋设好的电缆，也应进行电缆腐蚀程度的了解，在必要时可把泥土掘开进行检查。

3.4防止电缆电解腐蚀

可在电缆上加装屏蔽管来强化电缆包皮绝缘周围金属部件的能力，应重视铅包对大地及其他管线的电位差以及防止铅包电解腐蚀，增强电缆的防电解腐蚀能力。

3.5选择质量可靠的电缆

相比于传统油纸绝缘电缆，交联聚乙烯电缆承受温升的能力要高于油纸绝缘电缆，并且这种电缆允许工作场强与载流量也明显高于油纸绝缘电缆，并且高落差也几乎影响不到这种电缆的敷设，因此油纸绝缘电缆与交联聚乙烯电缆相比，交联聚乙烯电缆应作为首选。

3.6提高电缆敷设工艺

隧道敷设、电缆沟敷设、排管敷设以及直流敷设等是比较常见的电缆敷设方式。为更好地防止外力损伤电缆，在实际进行电缆敷设作业时，应充分考虑实际地面建筑与周围环境情况，科学合理地选择敷设方式，严格按敷设标准敷设，这样可更好地保护电缆，防止电缆出现故障。

4结束语

综上所述，加强对电力电缆故障原因及检测问题的研究分析，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]原野，冯成.电力电缆故障的检测及预防[J].中国外资（下半月）.2016（10）：60-62.

[2]张瑞喜.分析和思考电力电缆故障的预防及预防检测[J].城市地理.2017（01）：115-116.