电力电缆故障测试技术在供电企业的应用

王传宝

摘要：电力系统能否安全运行，和电力电缆具有密切的关系。如果电力电缆发生故障，电力系统就不能顺利运行。而目前的大形势下，一旦造成断电停电的现象，国民经济就会遭受损失，如果不能够及时排查故障所在地，及时解决问题，造成长时间停电的现象，那么整个经济损失是十分巨大的。因此，如何快速准确地在整个电网中判断出故障点，已然成为世界上所有国家在电力工程领域的专家们争相研究的热点问题。本文主要介绍了在几种不同情况下，其相应的故障排除法，降低故障的发生率，减少经济损失。

关键词：电力电缆 故障测试 测试技术 设备；

中图分类号：TM247 文献标识码：A 文章编号：1009-5349（2018）09-0251-02

近年来，我国经济水平快速提高，电缆电网的数量和密度也越来越大。电缆数量增多和长时间的工作环境，导致故障频率增加。由于电缆线路的隐蔽性很强，测试设备和技术有限等原因，电缆故障检测的效率很难提升。因此，如何有效地进行电缆故障检测，确保电力供应的安全性，是电力电缆运营管理的重要内容。

一、电缆故障的原因

总结分析导致电缆发生故障的常见原因，可以减小电缆损坏的程度与频率，有利于找出故障发生部位。通常情况下，导致电缆发生故障的原因有：

（一）机械损伤

（1）在安装电力电缆的时候由于过大的牵引力，对电缆造成损伤，也可能是电缆过度弯曲，导致电力电缆遭到破坏。（2）完成安装工作后，在电缆附近具有其他工程的施工，电力电缆受到外力损伤。（3）在电缆附近行车荷载的作用下，损害电缆的铅铝包。（4）受自然灾害的影响造成电缆损伤：比如因为土地沉降造成拉力过大，使得導体、中间接头拉断。[1]

（二）绝缘受潮

电缆受潮的原因有以下几点：第一，金属护套腐蚀穿孔，或者被外物刺伤；第二，电缆制造不良，金属护套产生裂缝或者小孔；第三，由于安装不良、结构不严密，终端盒、接头盒进水。

（三）绝缘老化变质

受到电场的影响，电力电缆绝缘介质中的气隙产生游离现象，进而使得绝缘性能降低。温度过高会造成绝缘老化变质。电缆中气隙发生游离，会导致局部温度过高，进而使得绝缘碳化。造成电缆温度过高的重要原因之一是电缆过负荷。如果电缆所在区域的通风情况不好，会使得电缆温度增加，加快电缆绝缘损坏的速度。此外，如果电缆铺设于干燥的管道或者其附近具有热力管道，也会增加电缆温度。

（四）过电压

在大气过电压的影响下，可能会使得电缆绝缘发生击穿，进而导致电缆发生故障，一般情况下是因为击穿点存在问题导致的故障。

（五）制作、设计工艺不良

终端头、中间接头电场分布、防水设计不严密，选用的材料不合适，没有按照规程进行制作、工艺不良等导致电缆发生故障。[2]

（六）材料缺陷

材料上的缺陷体现在以下方面：（1）对绝缘材料的维护、管理不善，导致电缆老化、受潮；（2）电缆附件上存在问题，比如零件组装不严密、不符合规定，瓷件机械强度不够，铸铁件存在砸砂眼等等；（3）电缆制造上存在的问题，铅铝护层上存在缺陷；包缠绝缘的时候，纸绝缘存在重叠间隙、破口、裂损、褶皱等问题。

（七）护层腐蚀

因为杂散电流、地下酸碱腐蚀等的影响，电缆铅外包受到腐蚀的情况出现穿孔、开裂、麻点等问题，进而导致故障的发生。

（八）电缆的绝缘物流失

在铺设油浸纸绝缘电缆的时候，电杆处于户外头、地沟凹凸不平，因为存在较大的高低落差，绝缘油从高处流向低处，使得绝缘性能降低，造成电缆故障。

二、电缆故障探测步骤

（一）性质诊断

对电缆故障性质进行诊断，也就是对故障程度、类型进行确定，测试人员才能进行对症下药，进而选择相应故障测距、定点方法。

（二）测距

故障测距也叫粗测，使用仪器在电缆一端测定故障距离，通常具有古典电桥法、现代行波法两种。

（三）定点

故障定点也被称为精测，结合电缆的走向以及测距的结果，对故障发生部位进行明确，然后通过放电声测方法，在较小范围中确定故障点发生的精确部位。

一般情况下，探测电力电缆故障需要性质诊断、测距以及定点三大环节。例如没有进行电力电缆故障的测距，仅仅是通过放电声测方法实施定点，这是很难精确判定故障位置的。如果故障距离与大体方位已经明确，在小范围内将定点仪器进行来回移动，通过放电声测法进行故障点的探测就比较容易了。

三、常见的电缆故障测试方法

（一）低压脉冲反射法

这种方法也叫雷达法，是基于二次世界大战雷达发明的方法，通过对故障点发射脉冲、反射脉冲时间差进行测距的。这种方法的优势是直观、简单，不用了解电缆准确长度等资料。结合脉冲反射波能够对电缆接头、分支点位置进行识别。其缺点是在测量高阻与闪络性故障时并不适用。[3]

（二）脉冲电压法

也叫闪测法，这种方法是20世纪60年代发展起来的测试方法。首先在脉冲高压信号、直流高压作用下，将故障击穿，再对故障点、观察点两者之间放电电压脉冲的往返时间进行测定。脉冲电压法最大的特点就是不用烧穿高阻与闪络性故障，在故障击穿过程中会产生瞬间的脉冲信号，具有较高的测试速度，并且测量步骤也极为简便。

脉冲电压法的缺点有：（1）安全性差，可通过电容电阻分压器测量电压脉冲信号，仪器、高压回路两者间具有电耦合，非常容易造成高压信号的串入，进而使得仪器产生损坏。（2）利用闪测法开展测距过程中，高压电容对于脉冲信号极易产生短路问题，电阻、电感就会产生电压信号，进而增加接线的复杂程度，降低电容放电的时候故障电缆的电压，因此很难击穿故障发生部位。（3）故障放电的时候，尤其是冲闪测试时，分压器耦合电压形成的波形在变化上比较平缓，在分辨时非常困难。

（三）高压闪络法（直闪法）

直接闪光法适用于测量高阻闪络故障。高压闪络试验时电压高达数万伏，因此必须按照高压操作程序进行操作。还应特别注意下列事项：

高电压测试设备的功率与闪光灯的工作功率分开，闪光灯的连接应远离高压线路。在试验中，更换接线时应切断电源，调整间隙间距，使电容器和电缆完全放电，然后与地线连接。

高压闪络试验完成后，反复进行电缆、电容放电，利用低压脉冲法进行再一次的测试。电力系统中电缆非常重要，一旦发生故障会影响电力系统的安全、稳定运行，若不能及时解决故障极易造成大规模停电，甚至是火灾。所以，怎样迅速找出电缆故障发生点，降低停电等造成的损失，是目前电力领域研究的热点问题。[4]

（四）脉冲电流法

这种方法是20世纪80年代产生的，具有接线简单、安全可靠等优势。与脉冲电压法相比，这种方法的不同之处是可利用电流耦合器对故障击穿时产生的电流脉冲信号进行测量，将高压回路、仪器电耦合，可以减小电阻、电感，接线非常简单，传感器耦合出的脉冲电流波形也比价容易分辨。

四、结语

电网运行中，电缆是非常关键的部分，电缆发生故障会直接影响整个电力系统的安全性、稳定性。电力电缆故障测试技术是当前电力工程领域中研究的热点问题之一，但是面我国电力电缆故障检测技术有待进一步的提高，需要不断加大科技投入，研发新技术，提高配电可靠性，为社会经济发展提供重要保障。

参考文献：

[1]吴结根.电力电缆故障检测的方法与分析[J].科技与企业，2016（10）：188.

[2]邱伟.电力电缆故障测试技术的相关研究[J].中国战略新兴产业，2017（32）：188+190.

[3]魏金蓉，周亚玲.电力电缆故障测试技术及应用的概述[J].科技资讯，2013（18）：117.

[4]赵培仁.电力电缆故障测试技术在县供电企业的应用[J].企业家天地，2010（10）：68.

责任编辑：刘健