电力电缆故障诊断与分析

翟亮++闻玉琨

摘 要：随着我国城镇化建设脚步的不断加快，在很多城市的输电网络建设中，原有的高架空输电网络已经逐渐被电力电缆输电网络所替代。就电力电缆故障诊断进行了论述，希望能够对相关人员有所帮助。

关键词：电力电缆；故障诊断；绝缘结构；电缆芯线

中图分类号：TM755 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.114

目前，随着电力能源需求的增加和城市建设的整体规划，电力电缆线路得到了越来越广泛的使用。不同于架空线路，电力电缆发生故障时，需要快速判断和定位故障，以减少停电时间，提高供电可靠性。

1 电力电缆故障原因概述

1.1 机械受损

电力电缆的故障有很多种，发生较为频繁的就是机械受损故障。该故障的发生会导致停电，所以该种故障非常容易识别。导致机械受损的原因主要有：①受到外界不良作用力的影响，导致机械设备受损。在打桩或在地下线路施工的过程中，会产生不良外力损伤电缆。②在施工过程中保护不到位，导致机械损坏。在对电缆进行机械牵引时，由于没有采取相应的电缆保护措施，也没有考虑到电缆能够承受的拉伸力，导致电缆受到拉伤。③自然损坏。地质结构发生变化时，例如土质结构的不良沉降等，导致电缆承受一定的自然外力，造成损伤。

1.2 绝缘受潮和绝缘老化

通过直流耐压、交流耐压和绝缘电阻试验，能够有效识别绝缘受潮故障的发生，呈现的现象是泄流电流有所增加，绝缘电阻降低。造成绝缘受潮的主要原因是电缆质量不达标，其耐腐蚀性能不良。绝缘老化是电缆在长期运行过程中受到电流和热效应的影响，特性发生了一定的变化，最终导致电流传导媒介损耗严重或绝缘性能降低而引起绝缘老化。该故障往往是因电缆长期处于高温状态，并受到外界不良因素的影响而导致的。

1.3 过热和过电压

长期处于超负荷工作状态；长期暴露在外，受到光照辐射的影响；外界不良事故对电缆造成的灼烧，这些原因都会导致电缆过热。过电压就是输电网络电缆存在一定的问题，电缆在正常工作时，其绝缘结构被击穿，主要原因是电缆质量不满足要求，其绝缘结构中存在杂质或应用期限过长，绝缘老化。

2 电力电缆的故障诊断分析

2.1 声音检测法

应用声音检测法诊断电力电缆故障，就是在放电的过程中识别发出的声音，最终判断故障所处的位置。对于明敷设状态的电缆，可以通过识别放电的声音，最终确定故障所处的位置；如果电力电缆不是处于明敷设状态，技术人员就需要判断电力电缆的埋设走向。由于放电发出的声音很小，所以技术人员可以借助于扩声器等设备来确定发出声音的位置。

2.2 电桥检测法

电桥检测方法就是应用双臂电桥检测电力电缆内部流经的电流阻值，并测量出电缆铺设的长度。依据电力电缆的长度数值与电力电缆电阻数值成正比这一规律计算电力电缆的故障位置。采用电桥检测法检测电力电缆故障时，要保证检测数值的精确度，尽可能地缩短电桥连接线和扩大线径。与电力电缆中的芯线进行连接时，可以采用焊接法或压接方法。另外，数值的计算要保留小数点后的数字。

2.3 脉冲检测法

脉冲检测法是目前较为常用的一种检测方法，包括低压脉冲法、脉冲电压法、脉冲电流法和二次脉冲法。其原理是通过脉冲发生器发出一个脉冲波，脉冲波在电缆传播中遇到故障点时，由于阻抗不匹配而产生反射脉冲，通过记录脉冲波在电缆中传播的波速度和发送脉冲与反射脉冲之间的时间间隔，即可计算出故障点的距离。测试过程中，通过对比故障相与正常相的波形，即可判断出电缆故障距离和类型。

2.4 电容电流检测法

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，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。

2.5 具体案例分析

某变电站35 kV电缆运行中发生停电事故，在断开电缆终端头后，用兆欧表、万用表测量芯线对地绝缘电阻A相、C相为∞，B相的接地电阻为20 Ω，诊断为单相短路接地故障。选择低压脉冲法测试故障距离，首先在变电站内用低压脉冲法测量C相铠装的全长，并根据资料校对波速度，结果为10 426 m，然后通过B相测量铠装的低压脉冲，测得故障距离为4 936 m。比较B相、C相对铠的波形后，确定故障点的距离为4 936 m。低压脉冲比较波形如图1所示。检修人员在4 900 m附近检查后发现故障损坏点，钢丝铠装已断裂，电缆上有小洞。

图1 低压脉冲比较波形图

3 结束语

在应用电缆的过程中，一些故障是不可避免的。在故障发生后，要通过先进的测量仪器和合适的检测方法，快速定位电力电缆故障的位置，保证电缆能够快速恢复正常工作状态，确保供电可靠性。

参考文献

[1]王栋，胡元辉.电力电缆的带电诊断与故障处理的技术研究[J].电子技术与软件工程，2014（2）.

[2]任艳阳，任艳霞.电力电缆故障探测方法研究[J].电气工程应用，2011（1）.

〔编辑：王霞〕