电力电缆故障定位方法研究

电力电缆故障定位方法研究

西日恒

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摘要：在我国现阶段的经济发展状况下，电力行业是其中十分关键的一个环节，其可以为我国生产出需要的能源，是我国经济发展最基础的阶段，电力行业的技术革新能够使得我国经济更加快速的发展。电力电缆的正常使用对电力负荷的安全、运转都有非常重要的作用。电缆出现故障率的情况和其他电力装置一样，都是表现为典型浴盆曲线，即使用1到5年产生故障的几率相对比较大，5到25年故障率非常低，超过25年以后，故障率又快速上升。鉴于此，本文对电力电缆故障定位方法进行分析，以供参考。

关键词：电力电缆；故障原因；安全性；分析

由于我国现阶段经济发展的需要，电力行业发展的非常迅速，但是电力行业的施工环节相对比较复杂，如果在某一方面处理不好就会造成很大的影响，所以在整个项目施工过程中要完善管理制度，结合国内外相关的管理理论以及管理经验，确保施工能够有序的进行，保证电力行业的安全性以及高效性。作为电力行业中最重要的部分，电缆的运行经常出现故障，这给当地的经济建设带来了很大程度上的影响，所以就要求相关部门对故障产生的原因进行详细的分析，并提出合理的措施。

1电缆故障原因分析

1.1外力破坏

电缆的铺设一般情况下都是和其他管线交叉，所以在其他管线施工时非常容易对电缆产生破坏。有些单位没有经过许可就私自进行机械挖掘，这非常容易对电缆造成破坏；在安装过程中电缆不牢固，在外力的作用下很容易出现故障；地面下沉也会使得电缆发生变形，从而对其造成破坏。上面几种情况都会使得电缆的保护外层出现破损情况，从而使得水分渗入到内部，造成电缆运行故障。

1.2电缆本身存在质量问题

电缆本身存在质量问题的情况相对比较少见，但是也不可以被忽视。因为近些年来许多生产厂家为了节约成本，在生产过程中没有按照要求进行操作，或者是选择的材料不符合生产要求，使得电缆的质量出现很大的问题，比如杂质的超标和绝缘层中存在区域微孔都可能会造成电缆进水。

1.3绝缘损坏

绝缘损坏主要指电力电缆中间以及端头位置密封工艺不合理或者电力电缆出现密封失效。电力电缆制造过程不符合相关标准规定要求，会导致电缆外部的保护层出现裂纹；如果电力电缆实际选型不合理，会导致电缆长期处于高负荷运行状态，从而导致其提前老化；如果电缆在运行过程中周边环境存在能够与电缆绝缘层发生化学反应的物质，也会导致电缆提前老化。

2电力电缆故障探测技术

2.1冲击放电法

冲击放电法是现有电力电缆故障探测技术中实用性较强的一种。该技术在针对电力电缆中存在高电阻接地或者短路等故障进行探测时效果显著。冲击放电法主要是充分利用高压脉冲设备对电力电缆进行冲击，从而使电力电缆故障点出现击穿放电现象。在放电过程中，电缆会产生机械振动，使得相关维修人员能够在地面上听到类似于锤击的声音，从而快速准确地判断出电力电缆的故障位置。但是，利用冲击放电法进行电力电缆故障探测必须要通过多次放电才能完成，而反复的放电冲击会对电力电缆绝缘层造成损伤。尤其是一些额定电压相对较低的电力电缆，在冲击放电法放电的过程中会出现明显损伤。因此，实际应用冲击放电法时要充分考虑这一问题。

2.2音频感应法

实际运行过程中，电力电缆经常会出现短路接地故障。而在所有的短路接地故障中，实际故障电阻不超过10Ω低阻故障非常普遍。电力电缆实际发生故障时，如果电阻较低，故障位置就会产生非常微弱的放电声音，此时如果利用冲击放电法进行故障位置确定相对困难，尤其是针对出现金属性连接的短路接地故障，不能通过放电声音具体确定故障位置。这种情况下，可以充分应用音频感应法探测故障。音频感应法在探测电力电缆两相短路接地、三相短路、三相短路并接地等故障时，能够起到很好的效果。实际故障探测过程中，将发生故障的电力电缆短路线芯中输入一个1kHz音频信号，能够在电缆线芯的周边环境中产生一个磁场，然后在地面利用接收线圈接收磁场信号，并将其传输到接收机中进行放大处理。在地面接收的磁场主要有2个导体通过电流而产生，且这个磁场会随着电缆扭距的变化而产生一定变化。

3电缆故障定位方法

3.1阻抗法

电桥法是阻抗法的一种，在电缆故障定位技术发展初期应用最多的即是电桥法。采用电桥法进行故障定位时，忽略电缆线路的分布参数影响将电缆当作集中参数进行处理，因此在相同时刻下，电缆任何一点的电流大小相等，且不存在相位偏差，电缆的本体电阻与电缆长度呈正比关系。进行故障定位前，应将故障相一端与非故障相一端相连，电桥两臂分别接在故障相与非故障相的另一端，然后调节电桥上的变阻器使得电桥平衡，电桥平衡时电流计指针为0。电桥平衡后利用简单分压关系和已知电缆长度即可求出故障点与观测点的距离。对于低阻类型电缆击穿，一般用低压电桥，而对于断线击穿，则采用电容电桥。电桥法测量结果准确，但需要完好的非故障相作为测量回路，此外，试验电压不能过高。

3.2行波法

行波定位法在架空线路故障诊断中应用广泛，定位精度高，且响应及时，可以快速定位故障点。行波法在电缆中的应用首先是以低压脉冲法出现的，该方法基于电磁脉冲折返射原理，当人为向故障电缆中注入高频电流脉冲时，前行的电流脉冲在遇到故障点时会产生反射，通过记录起始脉冲与反射脉冲的时间差，并利用单端行波定位即可实现故障点的精确定位。最新的低压脉冲法已不需要监测记录的波形主波与反射波来判断时间差，而是通过仪器自动计算，大幅提升了诊断效率，但这种方法也存在着缺陷与不足，如脉冲电压幅值较低，当遇到高阻故障时，反射波微弱以至于无法识别。

3.3声测法

声测法是一种精确定位方法，其通过探听电缆故障点产生的声音进行精确定位，由于声波在介质或空气中传播时衰减极快，通过声音信号即可判定故障点是否在被测点附近。如果电缆敷设较浅或者护层已被破坏，对外会产生较为强烈的放电声音，无需借助外在仪器即可听到放电声音；反之，如果电缆护层未被烧穿，放电声音很小，则需要高精度的声音接收仪器，通过测量微弱振动信号并进行转换以及放大后才能变成可听声音。声测法仪器结构及原理简单，价格相对低廉，定位精度高，缺点是容易受噪音干扰，当现场环境噪声较大时可能无法利用该方法进行故障诊断。

结束语

实际应用中发现，充分利用电力电缆取代传统的地面架空线供电模式，不仅能够有效节约占地面积，而且电力电缆运行不会受到外界因素影响，整体运行安全性较高，且后期运行维护也相对简单，能够充分保障整个供电网络运行的安全性与可靠性。但是，电力电缆在实际应用中故障发生频率较高。由于电力电缆通常采取地下敷设的方式，所以发生故障后定位故障点位置非常困难，给整体抢修工作增加了难度，影响了动点网络运行的可靠性。因此，针对电力电缆故障检测技术进行深入研究，能够为电力企业创造更多的经济效益和社会效益。

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