電力電纜的故障查找與故障原因分析

單紹奇

摘 要：為保證我國電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，需要做好電力電纜故障點的分析工作。本文從引發(fā)電力電纜故障的常見原因分析入手，分析常見的電力電纜故障點以及電力電纜故障點查找辦法，旨在為我國電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供幫助。

關(guān)鍵詞：電力電纜；故障查找；故障原因

引言

電力電纜是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，所以電力電纜的穩(wěn)定運行是與人們正常生活和工作息息相關(guān)的。一旦電力電纜發(fā)生故障，輕則會影響人們的正常的工作生活，重則會引起火災(zāi)，威脅人們的生命和財產(chǎn)安全。所以，及時對電力電纜的故障進行處理是非常有必要的。

一、電力電纜故障產(chǎn)生的原因

1.1機械損傷

機械損傷主要是由于物理碰撞、拉扯等原因造成的電纜損傷。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計資料顯示，機械損傷是造成電纜故障的最常見原因，具體有以下幾種。首先是直接受到外力影響導(dǎo)致電纜斷裂，常見的原因是施工作業(yè)或者交通運輸造成破壞；其次是安裝過程中由于操作不當(dāng)，導(dǎo)致電纜被碰傷、拉傷或彎曲過度等；最后一種是由于自然條件下，電纜中部接頭或者終端接頭受自然拉力和內(nèi)部絕緣膠膨脹而導(dǎo)致電纜保護套破裂，造成故障問題。

1.2絕緣受潮

電力電纜的絕緣受潮主要是指電力電纜中間接頭或者終端接頭由于密封性較差，而造成外部水汽進入引發(fā)絕緣受潮。此外，如果電纜質(zhì)量較差，保護套上出現(xiàn)小孔或裂縫等缺陷也會引發(fā)電纜受潮。

1.3電纜過熱

在實際情況中，電力電纜絕緣體內(nèi)部出現(xiàn)氣隙游離會導(dǎo)致絕緣體局部過熱，進而引發(fā)電纜絕緣碳化。安裝于電纜密地區(qū)或者通風(fēng)不良的地區(qū)、與熱力管道接近的部分等都會導(dǎo)致電纜過熱。此外，電力電纜在過負荷狀態(tài)下運行時間過長也會導(dǎo)致電纜過熱。

二、常見的電力電纜故障點分析與總結(jié)

2.1短路或接地電力電纜故障

短路故障是電力電纜運行過程較為常見的一種故障問題，短路故障有高電阻短路故障與低電阻短路故障兩種。當(dāng)電纜出現(xiàn)短路故障后，就會導(dǎo)致電纜保護裝置中的熔絲被熔斷，出現(xiàn)跳閘，由于保險絲被熔斷，就會導(dǎo)致電纜絕緣體被高溫?zé)?，此時，電力電纜的故障點就是短路故障。電力電纜的接地故障也分為低電阻接地故障與高電阻接地故障。接地故障與短路故障不同，接地故障的兩種類型差異比較大，可以通過工具以及故障性質(zhì)進行明確的劃分。

一般情況下，低電阻接地故障需要利用低壓電橋檢測，且接地電阻小于20～100Ω，而高電阻接地故障需要利用高壓電橋進行檢測，且電阻值需要大于100Ω。在實際情況中，如果出現(xiàn)接地故障，電力系統(tǒng)專門用于接地檢測的裝置就會發(fā)出故障信號，同時漏電保護裝置也會控制系統(tǒng)跳閘。

2.2斷線電力電纜故障

電力電纜的短線故障主要有兩種情況，按照電阻大小的劃分，一種是高電阻斷線故障，另一種是低電阻斷線故障。造成這一類型故障點的原因主要是由于故障電流過大，而導(dǎo)致電纜被燒斷。此外，如果電纜受到外界因素影響，很容易造成電纜被拉斷，出現(xiàn)斷線故障。

2.3開路或閃絡(luò)電力電纜故障

電力電纜的開路故障也是一種較為常見的故障點。主要是指電路的絕緣部分受損，同時電纜金屬部分出現(xiàn)斷線。此外，電力電纜也容易出現(xiàn)閃絡(luò)故障，閃絡(luò)故障問題主要出現(xiàn)于電壓值過大或者持續(xù)升高之后，使電纜絕緣材料被擊穿，遭遇嚴重損壞。

三、電力電纜故障點查找辦法

一般情況下，電力電纜的故障排查工作需要經(jīng)過故障診斷、故障測距以及故障定點三個步驟。首先，需要檢修人員對電力電纜的故障問題進行診斷，需要對故障的類型、嚴重程度等進行初步的排查。第二步是故障測距，主要指通過專業(yè)設(shè)備對故障點出現(xiàn)的距離進行確定。最后一步是故障定點，主要是根據(jù)故障測距的結(jié)果來確定故障點發(fā)生的確定位置，從而進行故障維修。其中，故障測距是最重要的一個環(huán)節(jié)，主要有以下3種方法。

3.1電橋法測距

電橋法測距主要是根據(jù)在一段均勻長度的電力電纜中，電纜纜芯與長度成正比的關(guān)系，在故障點兩端引入電流電橋，并計算比值，多次計算后就可以大概測定測量位置距離故障位置的距離。利用電橋法來進行故障點測距的精確度比較高，但需要注意的是，這一方法對于高電阻故障的測距結(jié)果精確度比較低。也就是說，電橋法的應(yīng)用范圍主要是低電阻故障問題，要求電力電纜故障點的電阻小于20kΩ才能夠保證精確度。

3.2低壓脈沖反射法與高流電壓脈沖法測距

低壓脈沖反射法也被成為雷達法，在實際應(yīng)用中，主要是通過向故障點發(fā)射脈沖信號并記錄故障點反射脈沖信號的時間差來進行測距。低壓脈沖反射法對于電力電纜故障問題類型判斷有突出的優(yōu)勢，利用這一方法能夠有效判斷電纜短路、電纜開路、低阻擊穿、斷路等故障，同時能較為精確地確定故障的位置。但是，這一方法對于電力電纜的閃絡(luò)故障或者是高電阻故障的診斷與位置確定的準(zhǔn)確性比較低，需要應(yīng)用其他方法進行檢查。針對這兩種故障問題，常見的測距方法是高流電壓脈沖法。高流電壓脈沖法相比低壓脈沖反射法的一個巨大優(yōu)勢就是故障點不需要燒穿就能夠進行故障點的測距。

3.3行波法和閃絡(luò)法測距

行波法也是目前較為常見的一種電力電纜故障點測距方法。在實際情況中，電流行波與電壓在電力電纜中的傳播速度是相對固定的，因此將行波往返與測量點與故障點的時間進行記錄，就能夠大致確定故障點的位置。由于行波信號有電流信號與電壓信號兩種，因此根據(jù)行波信號的不同，也有兩種常見的行波測距法。其中，由于電流行波信號的強度要高于電壓行波信號，因此電流行波信號測距法的應(yīng)用范圍要更大一些，但具體測距方法的選擇需要結(jié)合實際情況進行考慮。此外，閃絡(luò)法也是電力電纜故障點測距中的常見方法。在實際情況中，在故障點故障問題產(chǎn)生的瞬間往往會放電并形成反射波，對這一結(jié)果進行分析就可以得到故障點距離。直閃法和沖閃法都是較為常見的閃絡(luò)法，其中直閃法的測量精度比較高，同時測量結(jié)果也比較直觀簡單，操作難度也比較低。沖閃法精確度雖比直閃法低，但是在適用范圍方面要高于直閃法，因此在實際情況中，需要根據(jù)具體狀況來進行測距方法的選擇。

四、故障點查找過程中的幾點建議

（1）為提高電力電纜故障點查找的效率，建議運行部門必須完善電力電纜運行基礎(chǔ)資料，如電纜路徑圖、電纜電路電子地理分布圖及其敷設(shè)方式、電纜中間接頭分布圖及其地理坐標(biāo)圖并做好現(xiàn)場標(biāo)識。

（2）在查找過程中，無論使用哪種方法測試故障點波形，若故障點距離測試端太近，均會產(chǎn)生盲區(qū)，使得測試波形難以判斷識別，此時可嘗試到電纜的另一端進行測試，建議每次查找電纜故障點時最好電纜兩側(cè)各測試一次以作對比，這樣的成功率較高。

（3）在精確定點時，設(shè)備應(yīng)在距故障點近的一端，這樣能量沿電纜衰減較小，便于聲磁同步法的定點，快速查出故障點。要充分利用各種試驗設(shè)備與身體感官，在粗測點的范圍內(nèi)反復(fù)進行查找，要仔細分辨故障點處聲音與金屬屏蔽層上傳輸聲音的差別，不斷比較，才能發(fā)現(xiàn)故障點。

（4）在使用二次脈沖法粗測時，若波形不明顯，應(yīng)該用高壓脈沖進行多次充放電，一般為5～10min，在聽到清脆放電聲后，立即使用二次脈沖法，此時的波形一般較為典型，如還未出現(xiàn)典型波形，可重復(fù)幾次。

五、結(jié)束語

綜上所述，電力關(guān)系到了我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活的正常運行，所以，電力系統(tǒng)的正常工作具有重要意義。但是，產(chǎn)生電力電纜故障的原因有很多，除了有其自身的質(zhì)量影響還會受到運行的環(huán)境和自然條件的影響。所以，對不同種類的故障進行不同方法的查找和解決是有必要的，像是脈沖電壓法、脈沖電流法、低壓脈沖法和燒穿故障點法等。

參考文獻：

[1]艾飛.電力電纜故障查找方法與測距分析[J].通訊世界，2015（24）：138-139.

[2]李旻松.電力電纜故障點分析及查找[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（10）：168.