试述电力电缆常见故障分析及处理

马骥

【摘  要】电力电缆故障问题的发生，会给电力企业供配电系统的日常使用安全造成严重的威胁。目前常见的电力电缆故障类型包括断线性故障、短线性故障及接地性故障的等几种，故障产生的原因和造成的危害程度也不尽相同。本文主要分析了电力电缆常见故障问题，并结合其产生原因提出了有效的故障分析与处理方法。

【关键词】电力电缆故障;绝缘;短路

引言

城市的发展与社会的进步带动着国民生活质量和用电需求持续上涨，而电力电缆及相关设备作为电力企业为城市居民进行供配电与传输电力资源的重要途径，对于居民用电安全和电力企业经济效益影响至关重大。然而目前在电力电缆应用的过程中仍然存在有很多故障问题，相关电网工作人员只有准确的找出电缆故障产生的根本原因，才能够更好的通过选择高性能电缆材料、优化电力系统设计和加强日常管理与维护等方式，保障我国电力电缆及供配电系统的运行安全。

1 常见电力电缆故障问题及成因分析

现阶段大部分电力电缆故障问题，都可以按照短路、断线、接地和混合型故障进行分类。其中短路型故障主要为两相短路或三相短路;断线故障指的是电缆芯受机械损伤问题影响，而发生完全或不完全断线;接地性故障指电缆芯在高压情况下被击穿而产生的故障问题，通常称绝缘电阻在10kΩ以上的为高阻接地，低于这一范围的为低阻接地。

1.1 断线性故障

（1）机械损伤

很大一部分电力电缆断线性故障，均是受到机械損伤原因影响而产生的，而机械损伤问题也可以进一步细化为由于长期磨损或者突然事件导致。例如电网工作人员在进行电力电缆套管安装以及管线铺设时，由于没有严格按照工程设计要求控制尺寸与间距，因此很容易造成由于套管磨损或电缆弯曲过度而损伤电缆。其次，长期处于低温环境下也会使电缆的外部绝缘保护层产生轻微损伤，但是通常造成这种损伤恶化的主要原因还在于人为因素影响。由于突然事件造成的机械损伤则更难进行把握，例如在土方开挖过程中由于碾压过度或拉扯也会导致电缆断裂。

（2）地形影响

地形影响因素主要指的是自然界的地质变化及环境变化影响，例如地震或洪水等自然灾害会导致埋设电缆的地层产生剧烈运动，而通常这种情况下对于电力电缆造成的损害是较为严重的，也是凭借人力和技术手段都难以抗拒的。

（3）闪络故障

闪络故障指的是电缆在低压条件下状态良好，但是在电压持续升高的过程中或达到某一电压值时，电缆绝缘保存会由于高压被瞬间击穿。通常这种闪络故障的产生原因，与电缆材料和绝缘层材料性能有密切的关联。

1.2 短路性故障

（1）三相芯线短路

三相芯线短路故障的产生与电缆或用电设备的接地电阻大小，有着直接的影响关系。同时电网工作人员在判断三相芯线短路故障的类型时，会根据接地电阻是否超过1000Ω，作为高阻短路故障与低阻短路故障的判断依据。

（2）绝缘老化变质

电缆绝缘层老化或变质问题，很容易进一步演化为漏电或局部放电很严重的危险事故，通常造成绝缘老化或变质问题的原因主要为人为因素与自然因素影响两方面。其中人为因素包括不科学的电缆绝缘设计造成散热效果差，或者长期过负荷运行等设计与管理问题，导致电缆温度升高加快了绝缘层的老化;而自然因素影响则主要表现为年久失修的电缆由于内部存在较大的气隙，因此游离的电场便导致绝缘性能下降。

（3）电缆材料缺陷

材料缺陷问题在多种类型的电缆故障中都充当了重要的影响因素，而引发短路性故障的电缆材料缺陷问题，则主要集中为绝缘层材料工艺不达标或者电缆材料选择不科学等。

1.3 接地性故障

（1）三芯电缆一芯或两芯接地

这种接地性故障表现为三芯电缆中一芯或两芯存在绝缘测试不连续的现象，而通常造成这种问题的原因，在于电缆芯之间的绝缘性能随运行时间延长而下降并低于正常值。

（2）绝缘受潮

部分电缆终端或中部接头处的绝缘保护层由于机械损伤或自然腐蚀而产生破损，因此导致接头处密封性能降低从而引发了绝缘受潮故障问题。另外由于绝缘胶灌注不充实、电缆接头与水源接触过多等，也会导致电阻降低、电流增长，从而引发电力故障。

（3）过压、过载运行

过负荷运行条件下极容易造成绝缘层被击穿，从而引发电缆接地性故障。部分电缆设计没有预留电网运行裕量，是在缺乏有效管理的情况下便会造成长期过负荷运行。

2 电力电缆常见故障的判断方法

2.1 电桥法

电桥法是一种用于检测电力电缆单相接地、或相间短路故障问题的传统方法，工作人员根据电缆的总长度和桥壁平衡参数可以较为准确的找出故障点的发生位置。电桥法的应用优势在于操作便捷并且对故障点定位误差较小，但是缺点在于需要充足的电缆长度资料和对电缆相有较高的绝缘性要求，这实际应用时耗时长、工作效率较低。

2.2 低压脉冲反射法

这种方法是通过发射高频低压脉冲在电缆中运行，这样通过接收遇到故障点而反射的电磁波，便可以精确的判断出故障点类型及发生位置。通常低压脉冲反射法需要配备高精度的测量仪器，因此成本较高。

2.3 直流闪络法与高压闪络法

针对高阻故障点可采用直流闪络法进行加压击穿电缆绝缘，再通过计算测量点与故障点距离获取故障位置。而对于低阻电缆故障则应采用高压闪络法判断故障点是否存在间隙放电现象，相比之下直流闪络法测量精度高、操作便捷，而高压闪络法适用范围更广泛。

3 电缆故障解决方法

3.1 减少机械损伤与绝缘老化

想要有效减少机械损伤，一方面要在电缆铺设过程中减少弯曲和提高安装质量，并加强日常管理与规范力度，提高巡检的频率。而为了防止电缆产生绝缘老化，尽量避免让电缆接触酸碱度较高的土壤，同时要科学优化电缆铺设线路设计方案，使电缆线路远离热力源或散杂电流密集区才能避免长期腐蚀造成绝缘老化或破损。

3.2 防止过负荷运行与电缆受潮

减少过负荷运行现象，便需要通过优化电缆设计选型方案和加强日常操作规范管理入手。进行电缆设计时要综合考虑到实际使用需求并预留出裕量，同时在日常运行的过程中提高监管力度，保障电缆稳定运行从而延长使用寿命。而针对电缆受潮问题，有效解决方案便是做好充足的热备用（即备用多条电缆），在发现电缆受潮故障时及时更换。

3.3 科学选材提高防护质量

提高电缆材料选择的科学性，能够从根本上避免发生运行故障问题。例如选择电缆材料时应充分考虑到导电性和电阻影响，既要保障电力能源的安全快速运输，同时较高的性价比也能够为电网企业创造经济效益。而电缆绝缘层及防护材料的选择既要考虑到保护层的耐腐蚀性、耐高温性和力学强度，同时还不能忽略散热性与绝缘性能要求，这样才能确保电缆保护层材料达到安全使用的性能指标。

结束语

综上所述，在城市电网建设逐步完善、国民日常生活和工作用电需求量进一步提高的社会背景下，只有高效、高质量的解决电力电缆故障问题，才能够为用户提供更好更安全的用电体验。相关工作人员应深化电缆材料应用及性能选择理念，进一步优化电缆设计方案和加强日常运行规范管理，同时还要重点掌握故障判断方法才能有效解决电缆运行安全问题。

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（作者单位：甘肃省天水市秦州区坚家河4号天水铁路电缆有限责任公司）