电力电缆故障诊断与检测分析

周宏 王学军 杜科

摘要：21世纪以来，国内经济社会呈现速增态势，综合国力显著提升，国内国际皆取得了辉煌成就，这无不与中国电力、能源事业的科学、健康发展密切相关。城市现代化进程的加速发展，对城市的供电系统也提出了更高的要求。电力能源从发电、输电、变电、配电直至用户侧，电力电缆的作用举足轻重。详细分析高压电缆故障原因，对给出高压电缆故障防范措施具有指导意义。归纳高压电缆故障类别，研究故障检测方法，对电缆运行维护具有指导性意义。

关键词：电力电缆；故障诊断；检测

目前，从城市的发展和人们的生活水平状况来看，城市的整体建设规划正在不断完善，电力电缆线路在城市规划中也得到了越来越广泛的应用，与传统的线路类型相比，电力电缆能起到更好的电力资源传递效果。在电力电缆发生故障的时候，需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。

1电力电缆故障产生的原因

1.1材料缺陷

在电力电缆线的制造上，由于制造的不规范，在施工过程中也没有仔细检查，会导致电缆线外部的绝缘体留下缺陷，造成破损。电缆连接上需要有接口或者零部件，这些零部件在制作上的缺陷会导致两个电缆线之间的接触不严，密封性不佳。电力电缆线的外层绝缘介质是保证电缆线稳定发挥作用的基础，在电缆线的绝缘材料质量上，由于管理问题和保护问题，会造成绝缘介质材料受到环境的影响老化，影响接口处的质量。

1.2超负荷运行

随着用电量的增加，电缆长期处于超负荷运行状态在电缆正常运行过程中，由于其暴露在空气中，尤其是在高温环境下超负荷运行会使电缆产生大量热，严重影响电缆寿命，加速电缆老化，电缆绝缘性下降，击穿事故也很容易发生，存在大量隐患。如果运行环境恶劣，有腐蚀气体、高温热源等的存在会进一步降低电缆保护层的寿命，使得隐患发生的概率增加。

1.3机械损伤

在敷设电缆时，拉力过大或过度弯曲都有可能损坏绝缘与防护层以及在运输电缆时，外力直接作用于电缆也会误损伤电缆，造成电缆机械损伤。

1.4绝缘老化变质

一般来说，导致电缆绝缘老化变质的因素主要有电热化学作用、地下酸碱腐蚀和杂散电流等几个方面，绝缘老化变质主要表现为电缆外皮开裂或穿孔，进而影响电缆的正常使用，导致故障发生。

1.5施工缺陷

在电缆施工过程中，施工人员没有严格按照规范进行施工，导致电缆接头接触不良、电缆敷设不符合要求等问题普遍存在，这些问题都会造成电缆故障。

2检测电缆故障的方法

2.1低压脉冲法

低压脉冲法的原理是在故障电缆上加上一个低压脉冲信号，当脉冲遇到故障点或者电缆接头、电缆终端时，由于电气参数突变的原因将会对脉冲信号产生折射和反射作用，用相关仪器记录脉冲发射和脉冲接收之间的时间差，通过计算可以推导出故障点的位置。该方法适用于开路故障和低阻故障，但其局限性在于存在检测盲区。由于测试仪器一般采用矩形脉冲，如果在脉冲宽度时间内测得的反射脉冲与发射脉冲相互重叠，则仪器无法区分两种波形，即不会测出故障点的距离。

2.2电桥法

首先在电缆终端处对电缆的故障相与非故障相短接，然后用单臂电桥在电缆始端对故障相与被短接的非故障相进行连接，最后测量非故障相电阻与故障相故障点之后的电阻，并相加两者（R+RL。），用它们的和来比故障相故障點之前电阻（R），综合考虑电缆长度，就可把电缆故障点的详细位置计算出来。简单、方便、高精确度是电桥法的主要优点，电桥法的缺点是在检测高阻故障与闪络性故障时，电桥法不适用，这主要是由于当故障电阻很高时，电桥电流通常都比较小，探测比较困难。另外，应用电桥法进行检测作业时，应事先知道电缆长度，当遇到组成电缆线路的各电缆截面不同时，应先进行换算，然后再进行检测。

2.3阻抗法

阻抗法最大的特点是操作简单，同时与经典法有着很深的渊源。这种测试方法是通过电桥比例和平衡进行推算。这种方法的缺点就在于复杂的故障和电缆阻力过大时无法顺利进行测量，它的优势就在于测量误差小。对于其适用性差的特点，目前已经有了相应的解决措施，这种措施虽然能增强其适用性，但同时也会增强其信号干扰和误差。

3防范电缆故障的对策

3.1加强电缆质量检验工作

生产质量是企业的生命线。电缆生产企业应严格按照生产规定进行生产，加强企业内部电缆质量的管理，提高质量意识，严格地按照规定对生产的电缆产品进行试验工作，杜绝问题电缆流向市场。

3.2故障性质的分析和判别

当故障产生以后，首先应该分析和判别该故障的性质类型，掌握其导致的原因，比如：常见的存在着高阻和低阻的差别；很多故障是集合了多种因素的故障，还有一些为单项性质的故障；当然也包括了一些电缆短线与短路的情况，那么结合故障间的差异，应该予以更有针对性的解决方案。而借助监测方面的技术，可以有效分析当前的数据参数，以便达到最为理想的维修护理成效。

3.3加强维修

要高度重视高压电力电缆故障问题，安排专门的维护人员加强对电力电缆日常运行的维护检修，对电缆的运行参数制定详细的档案，定期进行安全检查，加强高压电力电缆施工管理，对于电缆的故障频发地点，增加维护人员的日常巡检，严格落实责任制度。

总之，随着我国电网规模的不断扩大，电力电缆的使用范围越来越广，要想更好地防范、处理电缆故障，我们就必须了解电缆故障性质与故障分类，明确电缆故障产生原因，掌握电缆故障检测方法，并采用科学、合理的对策来防范电缆故障，更好地保障我国电力供应的连续性、可靠性，促进我国电力事业的长期健康可持续发展。