電力電纜故障原因分析及檢測(cè)方法探討

高立星

摘? 要：電力電纜出現(xiàn)故障會(huì)對(duì)電網(wǎng)的安全供電造成影響，本文對(duì)電力電纜故障形成的原因進(jìn)行深入的分析，并對(duì)電纜故障檢測(cè)辦法展開(kāi)探討。

關(guān)鍵詞：電力電纜;故障原因;檢測(cè)方法;預(yù)防措施

與架空輸電線路進(jìn)行比較來(lái)看，電力電纜有著布局方便、運(yùn)行可靠和便于維護(hù)等特點(diǎn)，在城市供電網(wǎng)和特殊環(huán)境中得到了大量的應(yīng)用?？墒?，由于電力電纜埋設(shè)于地表下面，如果出現(xiàn)電氣故障很難進(jìn)行有效地查找，一般情況下，診斷故障都需要幾個(gè)小時(shí)，疑難故障可能需要幾天的時(shí)間，會(huì)造成大量的資源浪費(fèi)，會(huì)給企業(yè)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失。隨著城市電網(wǎng)改造升級(jí)的不斷開(kāi)展，更多的電力電纜被應(yīng)用到電力系統(tǒng)當(dāng)中，由于電纜接頭施工較為復(fù)雜，施工達(dá)不到質(zhì)量要求容易引發(fā)電纜故障，產(chǎn)生電氣故障后采用何種方式快速查找到故障位置，快速地恢復(fù)正常的供電，是很多電力企業(yè)關(guān)注的問(wèn)題。本文對(duì)電力電纜故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，深入研究電力電纜故障檢測(cè)辦法。

1電力電纜故障形成的原因

1.1機(jī)械損傷

電力電纜產(chǎn)生機(jī)械損傷，主要是由于電纜在鋪設(shè)施工時(shí)由于承受較大的拉力，或者彎曲度超過(guò)規(guī)定值而引起的電纜絕緣及護(hù)套受到破壞，在電纜施工或交通運(yùn)輸是受到外力而使電纜產(chǎn)生損傷。

1.2過(guò)負(fù)荷運(yùn)行

如果電力電纜承受較大的負(fù)荷，電纜會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱問(wèn)題，電纜表層的溫度會(huì)顯著升溫，電纜的絕緣護(hù)套會(huì)產(chǎn)生老化現(xiàn)象，會(huì)在絕緣薄弱的位置產(chǎn)生擊穿問(wèn)題。

1.3電纜頭故障

電力電纜中間連接頭和終端是最容易出現(xiàn)電氣故障的部位，電纜頭產(chǎn)生的電氣故障主要有如下幾方面：1）電纜頭的加工制作工藝達(dá)不到質(zhì)量要求，電纜頭中存在著雜質(zhì)及氣隙等問(wèn)題，電力電纜投入使用之后，在較強(qiáng)的電場(chǎng)施加的作用力下，內(nèi)部存在的雜質(zhì)會(huì)出現(xiàn)游離現(xiàn)象，連接不良的部位會(huì)出現(xiàn)放電現(xiàn)象。2）電纜終端電氣接頭或者中間接頭屏蔽接地達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，會(huì)使接地電阻達(dá)不到規(guī)定值，會(huì)形成較高的過(guò)電壓，從而引起電力電纜出現(xiàn)部分擊穿問(wèn)題。4）絕緣受潮。電力電纜絕緣層受潮是引起電纜故障的重要原因，會(huì)使電纜護(hù)套絕緣電阻變低，會(huì)產(chǎn)生較大的泄漏電流。引起電纜絕緣受潮的原因主要有：1）電纜終端接頭或中間接頭的密封失效，外界的潮氣進(jìn)入到電纜內(nèi)部，從而對(duì)電纜的絕緣性能產(chǎn)生了較大的影響。2）電力電纜制造存在著質(zhì)量問(wèn)題，進(jìn)行包鉛操作時(shí)出現(xiàn)了裂紋或砂眼等問(wèn)題。3）電纜護(hù)套補(bǔ)其它尖銳物品刺穿，或者被化學(xué)物質(zhì)造成了腐蝕，或者被電解腐蝕，從而使保護(hù)層出現(xiàn)了失效問(wèn)題。

2電纜故障檢測(cè)辦法

2.1電橋法

用電橋法來(lái)測(cè)量電力電纜的故障，應(yīng)該先把電纜故障相和其它非故障相終端進(jìn)行短接。在電纜起始端采用單臂電橋來(lái)對(duì)故障相、被短接的非故障相進(jìn)行連接。之后，對(duì)故障相電纜的故障點(diǎn)電阻及非故障相電阻進(jìn)行測(cè)量，并求出兩者的和RL0+ RL1，再與故障相電纜的故障點(diǎn)電阻RLX來(lái)求取比值，并結(jié)合電力電纜長(zhǎng)度來(lái)得到故障點(diǎn)實(shí)際位置。電橋法測(cè)量電力電纜的故障位置具有很高精準(zhǔn)性、操作起來(lái)比較方便，但存在的缺點(diǎn)在于對(duì)閃絡(luò)性故障及高阻方面的檢測(cè)并不適用，如果故障電阻比較高，電橋電流不大，普通靈敏度的檢測(cè)儀表很檢測(cè)起來(lái)很困難。除此之外，采用電橋法進(jìn)行故障檢測(cè)，還應(yīng)該需要了解電力電纜準(zhǔn)確的長(zhǎng)度值，如果電纜是由不同截面組合而成，還應(yīng)該進(jìn)行換算處理，所以，電橋法也無(wú)法對(duì)三相短路或者斷路故障進(jìn)行測(cè)量。

2.2低壓脈沖反射法

采用低壓脈沖法來(lái)對(duì)電力電纜故障進(jìn)行檢測(cè)，需要把低壓脈沖注入到電纜故障當(dāng)中，因?yàn)殡娎|故障點(diǎn)是一種阻抗不匹配點(diǎn)，如果低壓脈沖順著電力電纜傳播到故障端時(shí)，則會(huì)形成反射脈沖信號(hào)，然后依據(jù)形成的發(fā)射脈沖及反射脈沖往返形成的時(shí)間差和脈沖傳播速度，從而可以確定出電纜故障點(diǎn)位置。但該種方法也有一定的局限性，一般情況下，電纜故障測(cè)量?jī)x應(yīng)用的電壓脈沖是矩形脈沖，如果在脈沖寬度時(shí)間里獲取到的反射脈沖和發(fā)射脈沖出現(xiàn)重疊問(wèn)題，無(wú)法有效地對(duì)兩者進(jìn)行區(qū)分，那么就無(wú)法確定故障點(diǎn)具體的位置。所以，采用低壓脈沖反射法來(lái)確定電纜故障存在著檢測(cè)盲區(qū)。

2.3脈沖電壓法

該種電纜故障檢測(cè)方法主要有直流高壓閃絡(luò)法，應(yīng)用直流高壓信號(hào)會(huì)對(duì)電力電纜故障點(diǎn)進(jìn)行擊穿特點(diǎn)，對(duì)放電電壓脈沖在故障點(diǎn)及測(cè)試點(diǎn)相互間的往返時(shí)間過(guò)量行記錄，從而通過(guò)計(jì)算的方法來(lái)獲取到故障點(diǎn)的位置。脈沖電壓法具備的優(yōu)勢(shì)在于可以根據(jù)故障擊穿所形成的瞬間脈沖信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)很快的故障診斷速度。但是在故障位置進(jìn)行放電時(shí)，特別是沖擊閃絡(luò)進(jìn)行測(cè)試，會(huì)經(jīng)過(guò)電阻分壓器來(lái)對(duì)電壓脈沖信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，無(wú)法有效地識(shí)別出分壓器耦合電壓波。

2.4脈沖電流法

脈沖電流法把電力電纜故障點(diǎn)進(jìn)行擊穿，再對(duì)擊穿過(guò)程中形成的電流行波信號(hào)進(jìn)行有效地測(cè)量，然后再結(jié)合故障點(diǎn)和測(cè)試點(diǎn)電流行波的往返時(shí)間來(lái)確定故障點(diǎn)的位置。該種故障檢測(cè)辦法的局限在于它采用互感器把脈沖電流進(jìn)行耦合，形成的波形比較復(fù)雜，無(wú)法對(duì)故障點(diǎn)的準(zhǔn)確位置進(jìn)行識(shí)別，電纜線芯絕緣介質(zhì)損耗而導(dǎo)致的行波信號(hào)衰減和中間接頭等產(chǎn)生的反射及別的干擾因素，故障波表一般會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。

2.5二次脈沖法

二次脈沖接線法是應(yīng)用高壓發(fā)生器沖擊閃絡(luò)的測(cè)量技術(shù)，在故障位置處起弧瞬間和熄滅瞬間，對(duì)低壓脈沖進(jìn)行各自的觸發(fā)，然后對(duì)兩次低壓脈沖波形進(jìn)行對(duì)比來(lái)識(shí)別電纜故障位置。但該故障檢測(cè)方法的缺點(diǎn)在于高壓擊穿故障燃弧時(shí)間不長(zhǎng)，而且極不穩(wěn)定，當(dāng)高壓脈沖消逝時(shí)會(huì)重新回到高阻狀態(tài)，會(huì)使隨后發(fā)射的低壓脈沖無(wú)法擊穿故障高阻，從而無(wú)法獲取到故障波形。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電力電纜在進(jìn)行鋪設(shè)作業(yè)時(shí)，由于機(jī)械損傷、過(guò)負(fù)荷運(yùn)行及電纜接頭故障是引起電纜故障的根本原因，每個(gè)故障檢測(cè)方法都有著優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)該根據(jù)故障情況合理進(jìn)行選擇，對(duì)電纜的運(yùn)行電流和溫度進(jìn)行在線實(shí)時(shí)臨測(cè)，避免由于化學(xué)腐蝕和電解腐蝕對(duì)電纜造成影響，可以快速地查找到故障所在位置，從而保證電網(wǎng)的供電安全。

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