电力电缆的故障检测技术探讨

摘 要 近年来随着经济社会的不断发展以及城市整洁性要求的不断提高，传统的外架式電缆方式开始向地面隐藏方式转变。采用这种方式的好处是节约了土地资源，美化了环境，但是也存在线路维护管理困难的问题。当电力电缆出现故障时会造成大面积的停电，给社会经济带来巨大损失。因此，需要快速对电缆故障进行检测，并定位出电缆出现故障的位置，从而及时修复问题。本文将从电力电缆故检测的必要性、检测方法以及检测方法的发展趋势上进行探讨分析。

关键词 经济社会;城市整洁性;环境

引言

地埋隐藏式电力电缆受气候环境因素、人员活动因素的影响较小。一般来说，性能良好稳定环境下的电缆生命周期可达20年。但是由于地下电力电缆在不同区域下的环境因素有所不同，如有些区域内环境的腐蚀性较强，这会对电缆的表面保护层造成破坏。此外由于电缆的质量不同，以及施工因素的影响，电力电缆在服役周期内也会发生故障。当电力电缆发生故障时会造成大面积的停电，企业无法正常工作，对社会经济发展与人们的日常生活造成了影响。相比于国外，我国的电力电缆的故障发生率要高很多，据统计我国的电力电缆的故障发生率是国外的5倍。因此，需要对电力电缆状态进行监测，当发生故障时采取有效的措施对故障原因分析，并定位发生故障的位置，及时的排除故障，降低由此带来的经济损失。

1电力电缆故障检测的必要性

社会经济的发展使得城市用电量不断增加，用电负荷的不断增加使得电力电缆出现故障的风险提高。电力电缆出现故障会造成大面的停电，对居民生活与企业生产造成了影响。地埋式的电力电缆一旦发生故障，其故障诊断与修复较为困难，首先地埋是电缆的故障位置较难发现，此外，维修施工需要大面积挖开地面寻找故障位置。因此，对于电力电缆的故障类型进行检测对于其故障位置进行准确定位是一项十分重要的工作。降低电力电缆故障造成的经济损失需要及时检测发展的类型并准确定位出发生故障的位置。为此，世界各国都在积极探寻电力电缆的智能监测与故障检测定位技术[1]。

2电力电缆故障检测方法

电力电缆由于受到环境因素、施工因素以及工作负荷的影响容易发生不同形式的故障，综合来看，依据这些故障的性质，电力电缆的故障可以划分为以下类型。

低电阻的短路故障，电力电缆对地绝缘体的电阻值不高于某一特定的数值，此外导体的连续性能较好。

高电阻的短路故障，电力电缆对地绝缘体的电阻值高于某一特定值，导体的连续性能较好。

开路故障，导体经过连续性试验测试后发现某一段存在不连续，但是电缆导体的绝缘性能符合各项规定。

闪络故障，此类故障的检测为当电压高于某一特定值时，电力电缆容易发生击穿[2]。

针对这些故障类型，需要采用科学合理的方法对故障类型进行检测。常用的电力电缆的故障检测方法如下：

阻抗检测法，阻抗检测法主要是根据欧姆定律来推断故障发生的位置。根据欧姆定律电缆的阻抗值为：，对于均匀的电缆，其两端的电阻值与电压成正比。因此，可得故障发生点与测量点之间的距离正比于电缆的阻抗值。据此，能够推断出电缆故障的发生点。阻抗检测法简单方便，但是由于电力电缆不完全是均匀的，因此其测量精度较差。

信号注入法，信号注入法又称故障定位法，主要是将电压互感器或者信号发生器在设备中注入特定的电信号，当注入的信号与接收到的信号特征一致时，可判断设备发生故障。使用探测器对线路进行查找，故障位置即为信号消失位置。

行波法，行波法主要通过检测入射波和反射波的间隔时间，计算故障点和测量点的距离，对故障类型进行定位判断。其中测量信号根据脉冲信号的特点进行判断，当脉冲脉宽窄时行波现象易分辨，反之，传输线短，信号发生相互叠加现象，现象不是很明显。行波法种类比较多，包括低压脉冲法，脉冲电流法，脉冲电压法，二次脉冲法，每种方法有各自的特点，依据不同特点实现故障检测。

分布式光纤法，分布式光纤法主要是利用分布式光纤推断电缆故障发生位置。电缆配备光纤系统是未来发展趋势，利用分布式光纤温度传感器进行故障检测，其故障监测原理与行波法相似[3]。

3电力电缆故障检测发展趋势

近几年随着微电子技术不断发展，电力电缆故障检测设备逐步向体积小，易于携带等方向发展，此外随着电力电缆数据量的不断增加，电力电缆的运行状态的智能化监测将成为电力行业状态监测的主要趋势，相对电力电缆事后故障检测与维修的方式。智能化的状态监测将能够充分利用电力电缆运行过程中的数据进行实时监测。如通过监测不同区域内电缆的用电负载量判断电缆的状态，并预测未来一段时间内的电缆的用电负荷，以及运行状态，从而提前做好预防性的措施，避免电缆出现故障引起大面积停电。综上所述，未来电缆的智能化监测将呈现以下特点：①监测方式将融合数字化信息技术，全方位提升故障检测与定位精度;②监测方式将融合智能学习算法，能够自主决策电力系统状态具有远程监控，自动报警的能力。随着电力电缆数据量的不断增加，自适应学习模型的不断更新与强化，电力电缆的智能化预测预警水平将不断提高[4]。

4结束语

电力电缆的故障检测与定位技术对于电缆维护具有重要的作用。本文详细分析了电力电缆故障诊断技术的必要性，常用的故障检测的方式，以及未来的发展趋势。综上所述，未来电力电缆的故障诊断技术将朝着数字化，智能化的方向发展，该技术将能够提前预知电力电缆的装填，并能够积极有效的诊断故障发生的原因，以及准确定位故障位置，从而保障社会生产中正常的供电需求。

参考文献

[1] 王巍，刘石川. 电力电缆故障测试技术研究[J]. 电线电缆，2013（1）： 37-40.

[2] 李秋菊，姜淑恒. 电力电缆故障测试技术研究[J]. 技术与市场， 2015（9）：120-121.

[3] 黄小茹，程仕山. 电力电缆线路故障检测技术研究[J]. 科技创新导报，2011（3）：122.

[4] 党军然，李成. 电力电缆故障诊断与监测[J]. 商品与质量， 2016（14）：358-359.

作者简介

宋钰铭（1992-），男，上海奉贤人;毕业院校：上海电力学院， 学历：本科，职称：助理工程师，现就职单位：国网上海奉贤供电公司，研究方向：电力电缆。