電力電纜故障分析與故障點定位

龔道華（荊州供電公司，湖北荊州434000）

電力電纜故障分析與故障點定位

龔道華（荊州供電公司，湖北荊州434000）

隨著中國的快速發(fā)展，中國的城市建設(shè)和不斷完善，在同一時間，社會和經(jīng)濟快速發(fā)展，現(xiàn)在有對電力的需求不斷增長，對電力的依賴程度也越來越高，所以，在對電力設(shè)施的建設(shè)中，必須也不斷完善。而檢測確定電力電纜中出現(xiàn)的問題也需要花費大量的時間精力。因此，本文就如何快速準確的找到電力電纜故障點進行了分析，并相應(yīng)提出建議。

電力電纜；故障分析；故障點定位

1 引言

因各種原因電源電纜往往會出現(xiàn)不同程度的故障，該故障會導(dǎo)致電網(wǎng)的非正常運行，出現(xiàn)停電事故，影響人們的正常生活。隨著社會的發(fā)展，利用電力電纜的范圍越來越廣，特別是在城市，電力電纜化的趨勢逐步加強。但是，如何準確的找到電力電纜的準確故障點確實困難的。因為城市電纜會廣泛使用各種交聯(lián)電纜，這給診斷電力電纜的故障點帶來了更多的困難。

2 電力電纜常見故障及原因分析

2.1 電力電纜絕緣性下降

電力電纜在運行的過程中由于電流較大的緣故會使得電力電纜產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，電力電纜在受到電纜發(fā)熱以及化學(xué)及機械的作用下會使得電力電纜的絕緣介質(zhì)產(chǎn)生較為明顯的物理或是化學(xué)變化，從而使得電力電纜的絕緣介質(zhì)的絕緣性大幅下降，影響電力電纜的安全使用。同時在電力電纜的使用過程中，由于周邊環(huán)境的水分含量較高或是電力電纜的中間接頭因密封性不好而導(dǎo)致電力電纜受潮都會造成電力電纜的絕緣性的下降。在電力電纜的生產(chǎn)過程中如電纜包鉛時留有砂眼或是裂紋等缺陷都會使得電力電纜的受潮幾率大幅增加。

2.2 電力電纜過熱

電力電纜在運行過程中會產(chǎn)生一定的熱量，如出現(xiàn)故障會導(dǎo)致電力電纜過熱從而影響電力電纜的正常使用。造成電力電纜過熱的原因較為復(fù)雜，其中內(nèi)因多是由于電力電纜內(nèi)部的絕緣氣隙游離所造成的局部受熱，從而使得電力電纜的絕緣炭化。外因可能是由于電力電纜安裝的位置處電力電纜分布較為密集，處于干燥管中的電纜數(shù)量較多會使得電纜的散熱不暢而導(dǎo)致電力電纜的絕緣性加速下降。

2.3 電力電纜遭受外部機械損傷

電力電纜所造成的外力損傷主要是由于車輛振動等原因所造成的，機械外力的作用會使得電力電纜受力變形從而使得電力電纜內(nèi)部的絕緣氣隙遭到破壞從而使得電力電纜的絕緣性大幅下降。

2.4 電力電纜外護層遭到腐蝕

電力電纜由于受到外界環(huán)境的作用會使得電纜的鉛包由于化學(xué)或是電解作用而遭到腐蝕，在電力電纜的鉛包腐蝕過程中由于腐蝕的程度和性質(zhì)的不同會使得電力電纜的鉛包腐蝕呈現(xiàn)出不同的色彩及化合物，這類腐蝕現(xiàn)象會使得電力電纜的絕緣性及使用性能大幅下降，影響電力電纜的正常使用。

2.5 過電壓所造成的電力電纜擊穿問題

在電力電纜的使用過程中，會由于大氣過電壓和內(nèi)部過電壓而使得電力電纜絕緣所承受的應(yīng)力超過許用應(yīng)力而造成電力電纜的擊穿，從而使得電力電纜故障。據(jù)統(tǒng)計，造成電力電纜擊穿的所發(fā)生在戶外接頭端且多是由于大氣過電壓所造成的。

2.6 電力電纜中間接頭制作不當(dāng)而導(dǎo)致的電力電纜故障

在電力電纜接頭制作的過程中，損壞電力電纜的內(nèi)絕緣層電力電纜接頭處密封不當(dāng)都會使得電力電纜在使用的過程中因潮濕問題而導(dǎo)致電力電纜的絕緣性受損，進而影響到電力電纜的正常使用。

3 電力電纜故障定位

3.1 低阻故障測量方法

使用電橋法最初的最典型的電纜故障檢測方法。用電橋法確定電纜故障時所使用的電橋是電壓為恒定E的，成品電橋。由于電壓已經(jīng)確定不會改變，所以電流的大小只取決于電纜接地故障電阻阻值r。電橋法對于那些故障電阻阻值較小的故障點的測定非常準確；但是，如果故障點的電阻阻值過大，遠大于電源電壓E，則會造成所測出的故障點不準確。因為橋電源電壓將會在測量該電阻時損失大的一部分，導(dǎo)致電流過小，電流表無法檢測出來，從而造成最終的測量誤差增大。因為電橋法十分簡便，在操作過程中接線不復(fù)雜，所以容易掌握這種方法，在加上電橋法使用時間較長，所以成為了一種典型的確定故障點的方法。為了繼續(xù)使用這種經(jīng)典的方法需要解決電橋法中因故障電阻阻值過大而導(dǎo)致的電流過小，對最終測量造成影響甚至出現(xiàn)錯誤的問題，需要提高電橋的電壓E，或者增加電流表測量過程中的靈敏度，使用精確度更小的電流表，這樣可以一定程度上減少誤差。但是，改進的這兩個措施的成效是有限的。提高電流計靈敏度的方法是通常將直流放大器安裝在電流計的前面，但高增益放大器零點上下浮動問題嚴重。增加電源電壓卻會對電橋和人員的安全產(chǎn)生一定的影響。因為當(dāng)電源電壓上升到一定值時，故障接地電阻r經(jīng)常在這時表現(xiàn)出在極不穩(wěn)定的問題，如果故障電阻突然被破壞，則會造成電流過大，直接燒毀電流表和電橋系統(tǒng)，甚至可能對工作人員的安全產(chǎn)生威脅。綜上可以看出，使用電橋法確定故障位置還是有較大的局限性。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)，可以用電橋法直接確定故障點的故障占總故障的不到40%。剩下的60%故障則需要使用燒穿法。這個方法對常充油電纜很有效。而如今使用最多的方法是科學(xué)技術(shù)含量較高的低壓脈沖法。其原理是向電纜線發(fā)射低壓脈沖，觀察遇到的特性阻抗是否匹配，以檢測故障反射的位置。經(jīng)證實，這種方法成功率最高。

3.2 高阻故障測量法

閃沖法是確定高阻故障中的典型方法。如果故障點在沖閃測試后還未被確定，則可以就以下幾方面進行考慮。①電容過低是一個常常被忽視的問題。由于高壓電纜電壓固定不變，恒定為U，不能無限增長，所以若要準確找到位置需要增大電容。但是，由于制造電容的材料一般選擇的比較廉價，所以容易出現(xiàn)電容過小，進而出現(xiàn)故障點不放電的問題。②如果電纜大面積受潮則需要很大能量，所以要保證電纜不要受潮。③可能是交聯(lián)電纜的屏蔽層被破壞，不能形成一個閉合回路，從而造成儀器不能獲波形。這樣就造成無法通過閃沖法定位。高阻故障測量的另一方法是用直閃法來確定電纜閃絡(luò)性高阻故障的位置。使用直閃法需要特別注意安全問題，對于人員和設(shè)備，一定要注意電流采樣的安全性；電纜接地線必須合格。確保這些問題是成功使用直閃法的前提條件。

3.3 精確定位

精確定位前，需要針對不同的情況選擇不同的測量方法先做一個粗測量，通過分析粗測量的結(jié)果進行判斷，進而確定故障位置。然而，一個故障點的精確位置，必須通過一個定點才可以得出。早期需要使用聲音判斷故障點的位置，這樣環(huán)境影響對故障點的確定造成很大影響。工作人員只能在特定環(huán)境下測量。但現(xiàn)在有了音頻法、振動法、聲測法等多種高技術(shù)含量的方法供電纜故障精測使用。音頻法主要在純短路或定點斷線中使用?？朔搪饭收宵c純凈的聲音太安靜，整個電纜的區(qū)別；斷開不會在這兩種情況下放電。由于封閉故障常常是在中間接頭處出現(xiàn)，所以在此種情況下常常使用振動法，可以更好的尋找其震動點。可替代地，在電纜端頭移動關(guān)節(jié)的直流電阻測量。在實踐中多次使用的方法。采用聲測法則要注重與其他故障點的放電聲音之間的差異。抓住非交聯(lián)電纜故障聲音更小，更安靜而故障點聲大而清脆的特點。離開位置聲音立即變得不一樣。此外，還要區(qū)分是否存在電磁的干擾。提起探針法仍然是聲音，那聲音是電磁干擾，非故障點放電聲。

4 結(jié)語

綜上所述，電力電纜是電力傳輸?shù)闹匾橘|(zhì)，做好對于電力電纜故障點的準確定位以便于能夠?qū)崿F(xiàn)對于電力電纜故障的快速排除，確保電力的正常供應(yīng)。廣泛使用的電力電纜故障測試也將被越來越多的人們的關(guān)注。只要正確應(yīng)用確定故障位置的方法，在實際測量過程中便可以較為輕松地完成對故障位置的粗測。在粗測量過程中要做到認真，同時還要膽大，不要畏手畏腳，不敢去做。只要正確的操作，還是可以盡快粗略的確定故障位置的。

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TM755

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2095-2066（2016）35-0095-02

2016-11-9

龔道華（1987-），男，本科，主要從事線路運檢工作。