配電電力電纜常見故障及查找方法

劉思議 沈?qū)W宇

摘要：配電電力電纜與架空線路相比，因其具有可靠性高等特點而被越來越多的應(yīng)用，電力電纜的穩(wěn)定安全運行直接影響著電網(wǎng)末端電力的可靠供應(yīng)，與國民生活息息相關(guān)。電力電纜故障的情況也時有發(fā)生，有些為人為原因，有些為電纜老化以及工藝不良等因素，一旦發(fā)生故障，由于其隱蔽性，故障難以查找?；诖?，本文對配電電力電纜常見故障及查找方法展開討論。首先，討論了配電電力電纜的常見故障，其次介紹了電力電纜故障的查找方法，最后分析了電纜故障的實例。本文的討論的實際的工作中具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：電力電纜;電纜故障;故障查找;絕緣老化

1.引言

電能在當前的經(jīng)濟發(fā)展過程中扮演著十分重要的角色，對國民生活與國家經(jīng)濟都有著十分深刻的影響。在經(jīng)濟飛速發(fā)展的進程中，國家電網(wǎng)不斷提升公司的服務(wù)水平，不斷提升自身供電的可靠性與安全性，成為發(fā)展路上有力的后盾。與配電架空線路相比，配電電力電纜因具有占地少、美化市容、受外界影響小、維護工作量小，運行費用低等特點而被廣泛應(yīng)用[1，2]。但一旦發(fā)生故障，排查難度及搶修過程比架空線路要難得多。因此為提高供電可靠性，應(yīng)做好日常的電力電纜運行維護工作，發(fā)生故障時，及時排查故障完成搶修工作，減少停電時長，是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的關(guān)鍵[3，4]。基于此，本文對配電電力電纜的常見故障及故障查找方法展開討論。首先，討論了配電電力電纜的常見故障，其次介紹了電力電纜故障的查找方法，最后分析了電纜故障的實例。本文的討論的實際的工作中具有指導(dǎo)意義。

2.電力電纜常見故障

（1）電纜開路故障

開路故障主要是指電源電壓不能通過電纜設(shè)備正常傳輸?shù)浇K端，或者是不良負載導(dǎo)致電壓傳輸效果差。常見的開路故障是斷線故障。

（2）電纜低電阻故障

電纜中的低電阻故障是電纜中的接地絕緣故障。通常，當電阻下降到一定水平時，電纜將停止工作。例如在短路的情況下，如果電纜短路，電阻幾乎為零，從而電流增大，就會發(fā)生短路。

（3）電纜高電阻故障

電纜高阻故障主要是由于絕緣層被高壓擊穿，電纜電阻值過高，從而造成故障。閃絡(luò)是此類故障的標志。對電纜檢測時應(yīng)施加更高的電壓，當電壓超過臨界值時，會出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象，電流強度瞬間增大，表明出現(xiàn)閃絡(luò)波動現(xiàn)象，當電壓下降時，這種情況逐漸消失。

3.配電電纜出現(xiàn)故障的原因

（1）配電電纜設(shè)備的損傷

配電電纜故障中，較為常見的就是機械故障，導(dǎo)致機械故障發(fā)生的原因主要可體現(xiàn)為以下在配電電纜故障中，機械故障更為常見。機械故障的主要原因體現(xiàn)在以下幾點[5]。一是在配電電纜敷設(shè)過程中，由于施工人員能力不足，施工不規(guī)范，造成電纜損壞或絕緣層損壞。同時，切割電纜時技術(shù)水平低會導(dǎo)致刀具過深或尺寸過大，埋下潛在的安全問題，容易出現(xiàn)故障。二是配電電纜在運輸過程中，電纜受外力影響而損壞。第三，自然和環(huán)境因素的影響會損壞配電電纜并導(dǎo)致故障。

（2）配電電纜設(shè)備的腐蝕性損傷

配電電纜也容易受到腐蝕損壞，主要分為化學(xué)腐蝕和電腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕是指電纜敷設(shè)環(huán)境中存在腐蝕性物質(zhì)，這些物質(zhì)不斷腐蝕電纜，對電纜絕緣層造成嚴重破壞，造成故障。電腐蝕是電力傳輸?shù)倪^程，時長會產(chǎn)生強磁場，電纜長期暴露在強磁場中，電纜外皮容易損壞，環(huán)境中的濕氣和潮氣進入電纜，從而導(dǎo)致電纜故障。

（3）電纜的超負荷工作

隨著各行業(yè)的快速發(fā)展，對電力輸送的要求越來越高，使得電力電纜承受著超重的負荷。在這種環(huán)境下，會加劇電纜的老化，降低絕緣效果，電纜壽命縮短，并且輸送功率的效果也大打折扣。同時，配電電纜長時間過載會產(chǎn)生發(fā)熱問題，如果不能及時散發(fā)產(chǎn)生的熱量，可能會損壞電纜。

（4）個人及企業(yè)因素

由個人或公司因素引起的故障大致可分為以下幾點。一是由于采購方責任不嚴，采購了質(zhì)量不合格的配電設(shè)備，同時監(jiān)管部門也沒有發(fā)揮獨到的作用。二是配電電纜施工過程中操作不規(guī)范、監(jiān)管不嚴、技術(shù)水平低、埋下了安全隱患。三是配電電纜運維機制不完善，未實施早期預(yù)防。問題往往只有在問題發(fā)生后才解決，處于被動運行狀態(tài)。第四，維修人員能力不足、無法準確判斷故障、缺乏完善的維修工具，影響維修工作效率。

4.電力電纜故障查找方法

（1）脈沖電壓法

脈沖電壓法主要針對電力電纜的閃絡(luò)和高阻故障，高阻故障的發(fā)生率

比較高。這主要是因為電力電纜絕緣層的介電強度比較小，故障點的電阻值比較高。雖然故障點的電流相對較小，但使用敏感設(shè)備無法精確定位電力電纜的故障點。使用脈沖電壓法檢測電力電纜故障時，利用直流或脈沖高壓信號擊穿電力電纜后，根據(jù)脈沖測量點之間的往返時間計算距離。這種脈沖電壓系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)點是可加快電力電纜測試速度，而且有效地簡化了測量過程。缺點，難以分辨電壓波形、安全性差。

（2）低壓脈沖法

在電纜斷路或短路等低阻故障的情況下，可以采用低電壓脈沖法判斷和查找電力電纜故障。當?shù)蛪好}沖施加到電力電纜的故障相時，低壓脈沖沿電力電纜傳播到異常阻抗點，跟蹤器接收到反射的無線電波后，根據(jù)跟蹤器上顯示的變化，結(jié)合測試波形，可以科學(xué)地分析功電纜的故障類型。如果電力電纜故障是低阻故障和短路接地故障，反射脈沖將與發(fā)射脈沖相反;如果電纜頭的終端開路和短路，反射脈沖將與發(fā)射脈沖相同。

（3）脈沖電流法

脈沖電流法由于具有接線簡單、波形簡單、安全性相對較高的優(yōu)點，常被用于檢測電力電纜故障。采用這種方法時，對電力電纜的故障點施加高壓擊穿，由記錄儀采集電力電纜故障時電力電纜故障的行波信號，結(jié)合測量點和故障點之間的往返時間，即能夠準確計算電力電纜故障距離。

（4）音頻感應(yīng)法

聲頻感應(yīng)法主要是利用音頻信號發(fā)生器將語音電流傳送到電力電纜故障線芯位置，然后形成語音磁場。電力電纜的感應(yīng)線圈在磁場中產(chǎn)生感應(yīng)電位，用放大器將其放大，放大后的聲音可用于確定電力電纜故障的位置。

（5）測聲法

測聲法是查找電力電纜故障的重要方法，閃絡(luò)通過絕緣介質(zhì)放電到電力電纜的芯線。采用測聲法時，可以使用直流耐壓測試儀，操作方法相對簡單。當電容器充電時，當達到規(guī)定電壓時，電力電纜有缺陷的線芯放電，該位置的絕緣介質(zhì)發(fā)出火花放電聲。如果電力電纜暴露在明處，工作人員可以仔細檢查電力電纜的運行狀態(tài)。如果電力電纜鋪設(shè)在地下，工作人員可以使用助聽器和聽診器來查明電力電纜故障。這時，工作人員必須慢慢地在電力電纜路徑附近走動。如果聽到“咝咝”聲，應(yīng)加強對該區(qū)域的監(jiān)視，仔細檢查電力電纜是否有故障。

（6）紅外熱像法

當電力電纜上的負載比較重時，電力電纜的工作溫度會急劇上升?？茖W(xué)測量電力電纜線芯溫度有助于準確分析電力電纜的故障點。紅外熱成像不僅在搜索電力電纜故障時相對安全，而且在故障排除方面也相對高效，操作也相對容易。結(jié)合電力電纜的運行狀態(tài)，利用紅外熱像儀獲取溫度場，計算分析溫度場的數(shù)值分布，建立定位較熱電力電纜的模型，從而確定電力電纜的故障點。

5.總結(jié)

總體而言，配電電纜在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著非常重要的作用，關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。但電力電纜的故障率較高，種類繁多，直接影響電力系統(tǒng)的正常供電，容易造成大面積停電。因此，有必要詳細分析配電電纜發(fā)生故障的可能性，了解故障的類型和原因，采取有效措施避免故障的發(fā)生。同時，要做好配電電纜的運維工作，加強人力、物力、財力的投入，積極引進先進技術(shù)和設(shè)備，提高員工的綜合素質(zhì)，有效提高配電電纜的運維質(zhì)量，最終保證電力系統(tǒng)的正常運行。

參考文獻：

[1]趙林啟，孫明，許兆權(quán).電力電纜的運行維護與故障分析[J].中國儀器儀表，2020（3）：62-64.

[2]顧曉璐.電力電纜的運行維護與故障探測[J].設(shè)備管理與維修，2017（10）：17-18.

[3]李觀華.電力電纜故障探測及運行維護的探討[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2014（3）：48-49+52.

[4]張子正.電力電纜故障分析與運行維護[J].科技風，2012（11）：150.

[5]謝麗玲.電力電纜運維檢修及管理[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2020，10（6）：127-128.