电力电缆故障诊断分析与监测研究

电力电缆故障诊断分析与监测研究

张阳阳

国网杭州供电公司 浙江 杭州 310000

摘要：电力电缆品种繁多，规格多样，不同的生产或生活中针对电缆的需求也不尽相同，电缆的使用注意事项众多，差别各异，使用过程中难免也会产生各种故障，影响电力的正常输送。因此，要在第一时间完成故障地点的定位，然后尽快查找故障发生的原因，解决故障，减少中断供电的时间，提高供电的稳定性，以免影响人民群众正常的用电需求。

关键词：电力电缆；故障诊断；监测

1电力电缆故障产生的原因分析

1.1机械损伤

当电力电缆投入到实际使用的过程中，往往会出现一些外部因素造成电力电缆损伤的情况。由于电力电缆的接头处或者绝缘处受到损伤，导致严重影响其正常使用。通常，电力电缆的误伤有以下几方面：在其他项目的施工会对电力电缆造成误伤；在电力电缆的施工过程当中，由于施工不规范造成电缆线绝缘介质和内部保护层的破坏；由于自然因素，电力电缆线的接头受到拉力的影响而造成损坏。

1.2过电压的影响

电缆的绝缘层设备都有一定的电压承受上限。如果在大气过电压及内部过电压情况下运行，就会超出其限度而导致绝缘层被击穿。许多室外环境中的终端头故障都是由过电压导致的，过电压现象会使电缆自身的某些缺陷放大，从而导致事故的发生。

1.3绝缘受潮

由于电力电缆的接头处本身的质量问题以及安装技术问题，通常情况下，电力电缆的接头处都会发生结构不密封的现象。因此，就会导致电缆的接头处经常出现受潮的现象。与此同时，电缆线也会存有一定的缺陷，从而造成了电缆的绝缘介质极其容易受到环境因素的影响，从而使得电缆无法正常使用。

1.4过热的影响

产生过热的原因是多方面的，内部原因主要是电缆绝缘内部气隙游离造成局部过热，从而使绝缘碳化；外部原因主要是长期过负荷运行造成温度升高，尤其是在酷暑，电缆沟和隧道通风不畅或者处在干燥管中的电缆，极易因本身温度过高从而减速损坏绝缘性能。

1.5化学腐蚀

电缆路径在酸碱作业的地区通过，或煤气站的苯蒸汽往往造成电缆铠装和铅(铝)护套大面积长距离被腐蚀。

1.6设计和制作工艺问题

中间接头以及终端接头的防水、电场设计不合理、拙劣的技工或者未按技术要求敷设电缆等往往会造成电缆故障。

1.7材料缺陷

在进行电力电缆线制造过程当中，由于制造材料不规范以及在进行施工的过程中施工人员没有对电力电缆线进行成品检查，所以使得电力电缆线出现了外部绝缘体缺损的现象。同时，由于电缆在进行连接时需要一些零部件进行辅助，而这些零部件在进行加工时没有达到质量要求，所以当对其进行使用时，就会使得两根电力电缆线之间就会出现接触不严的现象，从而造成电力电缆出现故障。

2电力电缆的故障诊断分析

2.1脉冲检测法

脉冲检测法是是电力电缆故障诊断上较为常用的一个方法，包括低压脉冲法、脉冲电压法、脉冲电流法和二次脉冲法几种方法。脉冲检测法原理就是同脉冲发生器发出脉冲波，然后在发生故障的电力电缆线节点位置就会产生反射脉冲，记录反射脉冲的速度和时间间隔，能确定电缆线发生故障的大体位置，然后对反射脉冲波的波形进行对比，判断电缆故障的类型，为电缆故障的解决工作提供必要的参考。

2.2声音检测法

在对电力电缆进行故障诊断的过程中，声音检测法是一种最简单的检测方法，声音检测法的根本原理就是根据电力电缆放电过程中所发出的声音，通过对声音的进而最终判断出电力电缆故障的位置，从而迅速的解决故障。在明敷设的电力电缆线处，可以直接根据其放电声音，然后找出故障的位置，而对于一些在地下敷设的电力电缆线，由于其放电声音过小，很难直接的通过放电声音来判断其故障位置，这样就需要通过分析电缆线的走向，然后利用扩音设备来判断故障声音的发生位置。

2.3电桥检测法

电桥检测法的原理是利用双臂电桥来检测电力电缆线内部的电阻值，然后确定电缆线的长度，根据电缆线的长度和电阻值的变化规律来找出不符合规律的地方，确定电缆线的故障位置。利用电桥检测法检测电力电缆的故障时，需要保证检测数值的准确，尽可能的缩短电缆连接线的路径。

2.4电容电流的检测法研究

电力电缆在正常工作时，其芯线与大地间会存有一定的电容，而且该电容的分布是均匀的，同时，电容量与电缆长度也存在一定的线性关系。电容电流检测方法就是依据此原理来诊断电力电缆故障，适用于检测电缆的芯线故障。应用电容电流测量法首先要检测电缆首端的电容电流，然后检测电缆末端的电容电流，最后对比故障芯线的电流电容与完好芯线的电容电流，确定电缆故障位置所在。

3电力电缆故障监测管理的分析

3.1电力电缆故障性质的确定

当电力电缆的故障产生后，首先相关工作人员应当对故障的性质和类型进行分析和判断，从而明确的掌握故障出现的原因。例如当前电力电缆线路出现故障主要有高阻故障和低阻故障的分别，同时还会有一些电力电缆综合多种因素进而出现多种故障。当然，电力电缆故障还有一些电缆短路以及短线的故障问题。因此，相关工作人员针对不同的电力电缆故障，其应当予更多地解决方案，同时充分借助现代先进的技术，对电缆参数进行修改。

3.2测寻故障电缆的敷设路径

确定埋地敷设电缆的埋设路径及深度是十分必要的工作，能够为精测做充分的准备。路径的测寻是通过对电缆导入音频直流信号来实现的，可另设接收装置获取反馈信号对电缆路径做出判断。

3.3粗测距离

粗测（初步确定）距离是排除电力电缆故障的关键一步。所谓粗测，就是测出故障点到测试端或者末端的距离。通常由具有相当专业技术理论知识和丰富的实践经验的人员来进行操作，以提高效率。粗测也有多种方法，主要可以归为两大类。第一类是经典法，如电桥法及其改进的方法；第二类即为现代法，如脉冲反射法等。现代法与经典法相比较，具有不依赖准确的电缆资料、测试简单、更精确、测试范围广等优点，所以能更好地适于发展。

3.4精测定点

当做出了上述的准备举措之后，通过对故障初始位置的判断，进而依据现有的电缆状况做出故障位置的大概范围锁定，并在此基础上实施更为精准的定位行动，找到最终故障点的具体位置所在。

4结语

总之，电力电缆的正常运行关系着人们日常的生活，其运行过程中故障的及时确定与排除为电力系统的稳定运行提供基础。不过显然，相关的各类技术并不能攻克全部电缆故障问题，应该在实际的处理当中，利用相对精确度高一些的故障距离检测方式，以便在缩短维修故障时间的同时，让其产生的危害影响最小化。

参考文献

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作者介绍：

张阳阳（1988.10.19-）；男；浙江杭州；汉；本科；工程师；主管；安全管理；国网杭州供电公司。