當(dāng)前電力電纜故障探測(cè)及運(yùn)行維護(hù)的探討

王蕾+林朋

摘要隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力系統(tǒng)也逐漸變得越來越復(fù)雜。電力電纜主要用于電力系統(tǒng)主干線中，承擔(dān)著大功率電能的傳輸和分配，它對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定正常工作起著不容忽視的作用。因此，電力電纜故障的探測(cè)和運(yùn)行維護(hù)就成了一個(gè)值得探討的重要課題。文章主要從電力電纜經(jīng)常出現(xiàn)的故障入手，總結(jié)了當(dāng)前電纜常見故障及其探測(cè)的主要手段和運(yùn)行維護(hù)的常用方法。

關(guān)鍵詞電力電纜；故障；探測(cè)；維護(hù)

中圖分類號(hào)：TM247 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）12-0177-01

電能是能源的重要組成部分，也是經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基礎(chǔ)，是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重點(diǎn)。而電能的傳輸需要以能夠穩(wěn)定運(yùn)行的電力系統(tǒng)為前提。在當(dāng)前的電力系統(tǒng)中，對(duì)大功率電能的傳輸和分配主要由電力電纜完成。因此，電力電纜的安全工作直接影響著電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而在很大程度上對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著巨大作用。如果電力電纜發(fā)生故障，就會(huì)造成電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，最后對(duì)社會(huì)的穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)的建設(shè)帶來不良影響。所以，確保電纜的安全與穩(wěn)定運(yùn)行具有現(xiàn)實(shí)意義，有必要對(duì)電纜故障的探測(cè)和運(yùn)行維護(hù)進(jìn)行深入研究。

1電纜常見故障

電力電纜和其他設(shè)備一樣，在運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)生各種故障。根據(jù)電纜故障的發(fā)生率和種類，可大致將電纜分為三個(gè)運(yùn)行期：運(yùn)行初期、運(yùn)行中期和運(yùn)行后期。其中最容易發(fā)生電纜故障的時(shí)期是運(yùn)行初期和運(yùn)行后期，原因分別是：電纜剛投入使用時(shí)，即運(yùn)行初期，因?yàn)樗旧砗透郊a(chǎn)品的質(zhì)量問題，以及鋪設(shè)過程產(chǎn)生的安裝質(zhì)量問題而發(fā)生故障；運(yùn)行后期由于電纜和附件產(chǎn)品的老化，電纜故障會(huì)隨運(yùn)行時(shí)間的增加而逐年上升。在電纜使用的前5到25年是電纜運(yùn)行中期，在這個(gè)時(shí)期電纜運(yùn)行相對(duì)比較穩(wěn)定，較少發(fā)生故障。為了能夠更加準(zhǔn)確的探測(cè)電纜故障，我們有必要了解故障類型。以下是電力電纜常見的幾種故障。

1）開路故障。當(dāng)電纜相間或?qū)Φ亟^緣電阻在規(guī)定范圍內(nèi)，但是工作電壓不能傳輸?shù)浇K端，或者即使能夠傳輸?shù)浇K端，但是帶負(fù)載能力差，這種故障就是開路故障。其中最典型的情況就是短線故障。

2）低阻故障。由于電纜相間或?qū)Φ亟^緣層受到損壞，使其電阻減小到一定程度，導(dǎo)致電纜不能正常運(yùn)行。其典型形式是短路故障。

3）高阻及閃絡(luò)性故障。電纜高阻故障是電纜線芯對(duì)地絕緣電阻或者相間絕緣電阻低于正常值且高于10Zc。閃絡(luò)性故障是電纜相間或?qū)Φ仉娮璺浅８撸?dāng)對(duì)故障電纜進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，對(duì)其施加高電壓，當(dāng)電壓高于某一數(shù)值時(shí)，故障電纜的絕緣層會(huì)出現(xiàn)突然擊穿的現(xiàn)象，造成泄漏電流也突然增加且泄漏電流出現(xiàn)閃絡(luò)性周期波動(dòng)的特點(diǎn)；當(dāng)電壓稍微減小時(shí)，這種現(xiàn)象又會(huì)消失[1]。

2故障原因

1）機(jī)械損傷。電纜故障中，最常見的是機(jī)械損傷類故障。這種故障產(chǎn)生的原因主要有以下幾種：首先是在電纜鋪設(shè)過程中引起的施工損傷。在施工過程中，由于施工人員不重視施工規(guī)范，從而導(dǎo)致電纜拉損、絕緣層或屏蔽層損傷、電纜剝切尺寸過大、刀痕過深等損傷。其次，由于在城市建設(shè)和地下管線等的施工過程，以及交通運(yùn)輸時(shí)，電纜因受到直接外力而引起損傷。最后，由于電纜的使用時(shí)間長，它的工作環(huán)境可能會(huì)發(fā)生變化，例如土地滑坡、沉降、溫度變化、雷擊等，這些因素也可能會(huì)對(duì)電纜造成機(jī)械損傷。

2）腐蝕損傷。腐蝕損傷主要分為以下兩種情況：電腐蝕和化學(xué)腐蝕。電腐蝕是由于電纜工作環(huán)境中存在強(qiáng)力地下電場(chǎng)，這會(huì)引起電纜的絕緣層破壞而使潮氣侵入；化學(xué)腐蝕顧名思義，是由于電纜經(jīng)過的地方存在較強(qiáng)的酸堿度或存在其他具有腐蝕性的物質(zhì)，這會(huì)造成電纜表皮大面積腐蝕[2]。

3）過負(fù)荷運(yùn)行。如果電纜長時(shí)間處于過負(fù)荷運(yùn)行，將導(dǎo)致電纜過熱。電纜過熱將導(dǎo)致其絕緣材料發(fā)生變硬、失去彈性、出現(xiàn)裂紋等老化現(xiàn)象。另外，其他原因也會(huì)造成電纜過熱現(xiàn)象，例如在電纜比較密集、電纜隧道通風(fēng)不良的地方會(huì)因熱量不能快速有效的散失而導(dǎo)致電纜過熱。

4）其他原因。除了以上原因可引起電纜故障外，其他原因也會(huì)令電纜產(chǎn)生故障。這些原因有：電纜附件故障、絕緣受潮、電纜絕緣物質(zhì)的流失、設(shè)計(jì)不良以及產(chǎn)品缺陷等。

3電纜故障探測(cè)方法

當(dāng)前對(duì)電纜故障的探測(cè)方法主要有低壓脈沖發(fā)射法、脈沖電壓法、二次脈沖法這幾種，不同的故障探測(cè)方法適用于不同種類的故障檢測(cè)，其中低壓脈沖反射法主要用于開路故障和低阻故障的檢測(cè)，沖擊閃絡(luò)法主要用于檢測(cè)高阻故障，直流閃絡(luò)法用于閃絡(luò)故障的探測(cè)。

1）低壓脈沖反射法。低壓脈沖反射法是通過在電纜中輸入脈沖信號(hào)，利用電纜的電波反射現(xiàn)象，計(jì)算脈沖源與反射脈沖之間的時(shí)間間隔來進(jìn)行測(cè)距。利用這種方法進(jìn)行測(cè)量時(shí)，先向電纜輸入一低壓脈沖，低壓脈沖將沿電纜傳播，當(dāng)傳播到阻抗不匹配的地方時(shí)，脈沖就會(huì)被反射回來，此時(shí)記錄下脈沖傳輸所用的總時(shí)間，最后通過脈沖在電纜中的傳播速度就能求出阻抗不匹配點(diǎn)離發(fā)射源的距離。低壓脈沖反射法的優(yōu)點(diǎn)是：簡(jiǎn)單、直觀，對(duì)電纜的原始資料不作要求，還能通過反射脈沖的極性判斷故障類型[3]。

2）脈沖電壓法。脈沖電壓法的測(cè)量原理是利用故障擊穿產(chǎn)生的瞬間脈沖信號(hào)進(jìn)行測(cè)距。測(cè)量時(shí)，先對(duì)故障電纜施加高壓，用高壓將電纜故障擊穿，然后與低壓脈沖法類似，通過記錄脈沖在測(cè)量點(diǎn)與故障點(diǎn)之間作一次往返所需要的時(shí)間，用已知的電脈沖傳播速度求出故障點(diǎn)與測(cè)量點(diǎn)的間距。

3）直流閃絡(luò)法。直流閃絡(luò)法是脈沖電流法中的一種，主要用于閃絡(luò)故障的檢測(cè)。由于電纜的實(shí)際情況差異比較大，因此閃絡(luò)法在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)該格外小心，以防止多次擊穿后導(dǎo)致無法繼續(xù)進(jìn)行測(cè)試。

4電纜維護(hù)

從電纜故障的產(chǎn)生原因可知，有很多故障是可以避免的。首先，在電纜施工時(shí)，施工單位應(yīng)該制定完善的施工規(guī)則，從制度上杜絕因不當(dāng)施工而造成的電纜故障。第二，施工人員應(yīng)該具備專業(yè)的技能，熟悉電纜施工，并且在施工過程中重視施工質(zhì)量，嚴(yán)格履行施工規(guī)則。第三，應(yīng)在電纜線路周圍設(shè)置警示牌，以防止因施工而造成電纜破壞；應(yīng)注重電纜的防腐，以防止電纜因外皮的腐蝕而遭到破壞；積極探索電纜制造的新工藝，使用新品種高質(zhì)量的電纜；同時(shí)還應(yīng)建立安全有效的管理制度，使電纜維護(hù)工作更加有效。最后，在電纜運(yùn)行過程中，需要加強(qiáng)電纜的日常維護(hù)工作，定期巡查，嚴(yán)格監(jiān)視，以便盡早發(fā)現(xiàn)問題。

5結(jié)論

電纜的故障探測(cè)及其維護(hù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，在日常工作中，電纜線路往往存在一些常見的故障類型。通過分析其產(chǎn)生原因，并找出脈沖電壓法幾種常用的檢測(cè)方法并加以應(yīng)用，結(jié)合實(shí)際做好制度建設(shè)、施工規(guī)程，加強(qiáng)巡視。通過以上討論，可以看出電力電纜的故障探測(cè)手段已經(jīng)比較成熟，而對(duì)電纜的維護(hù)還是需要相關(guān)人員認(rèn)真落實(shí)相關(guān)規(guī)則。

參考文獻(xiàn)

[1]趙強(qiáng).城市電網(wǎng)地埋電力電纜常見故障及防范措施[J].硅谷，2011（12）.

[2]董玉昕.淺談電力電纜線路故障探測(cè)及防范措施[J].華北電力技術(shù)，2012（09）.

[3]唐艷峰.淺析電力電纜故障常見的原因與檢測(cè)辦法[J].廣東科技，2011（08）.

endprint