电力电缆故障检测

电力电缆故障检测

赵冠荣

乌兰察布市供电公司察哈尔供电分公司   内蒙古自治区乌兰察布市  012000

摘要：高压电缆是电力企业输电项目工程重要设施之一，高压电缆主要故障来自不同时期的多个方面。在日常运行过程中，要积极对其运行状态进行实时监控，当出现使用故障时，要积极找出故障点并设计出排除故障方案，第一时间出具解决方案并排除故障。为了减少电缆故障的发生，应当做好设计安装施工工作，有效使用检测技术，尽快排除故障，确保高压电缆的正常使用，使整个电力网络恢复供电。

关键词：高压；电力电缆；故障检测

1高压电力电缆故障主要类型

   高压电缆因其可靠性、适应性强和占地少的优点，在电力系统中被广泛使用，是供电网络的命脉。高压电力电缆故障类型多种多样，  其中经常见到的故障有如下 5 种。第一，接地故障。所谓的接地故障， 指导体与大地的意外连接。在高压电缆运行过程中，接地故障的发生，  会使其工作性能、潜在应用价值、电力生产效益等受到不同程度的影响，制约着高压电缆科学应用水平的提升，无形之中加大了其运行风险，导致供电计划实施中缺乏有效保障。同时，在接地故障的影响下，  会使高压电缆的应用质量有所降低，给电力生产活动开展中埋下了一定的安全隐患。第二，断线故障。高压电力电缆在实际运行的过程中，  在外力的作用下会出现各类突发状况，如被大风刮断等，电缆断开之后，电力输送也会中断，该区域中的电能供应就会出现瘫痪的情况。第三，绝缘故障。（1）受潮：电力电缆一旦受潮，电缆输送的电流会出现暂时性的增加，电缆的绝缘电阻也会出现短暂性的降低， 最终导致电力电缆的连接器具发生损坏。通过分析电缆受潮的原因， 质量不过关以及电缆密封工作没有做好等，都会导致电缆线路出现受潮类问题。（2）老化变质：目前应用的电缆材料如果长期暴露在环境中，很容易出现老化现象，使得电缆绝缘层的保护功能被削弱， 同时气体进入到绝缘层后，高压系统会出现电离作用，导致气体被瞬间加热，温度骤增，这种现象的出现加剧了电缆的老化问题。第四，   短路。电力电缆短路后，可以会造成火灾，亦或是烧毁电力设备。第五，  闪络故障。电流值异常升高，监控电力表针存在闪络摆动的情况， 电压下降之后此情况会消失，但电缆绝缘阻值居高不下，表明高压电缆存在故障。

2高压电缆故障原因

  高压电力电缆故障原因较多：电缆敷设过程中，施工人员技能水平不足使本体外护套受损或架设时牵引力太大引起电缆损伤，导致潮气进入电缆，使得电缆在投运前就存在严重缺陷；选择的电缆质量不过关，绝缘达不到相关的标准，导致出现风化、裂口、受潮等情况；随着人们用电需求的不断增加，电缆长期持久输送电能，有些处于超负荷运行状态；城市基建项目为了赶工期，往往不能及时清楚辨析电缆的走向就施工，导致直埋电缆遭到外力破坏；电缆在输送电能的过程中会产生热量，这些热量不能有效排解，就会加速电缆的老化。

3高压电力电缆故障检测技术

    一旦高压电力电缆出现故障情况，相关人员必须及时对故障进行检测，分析故障发生原因，进而正确处理故障，确保电力系统的稳定  运行。在检测电缆故障时，所采用的方法包括以下几项：
3.1万用表法

    万用表法是检修人员对高压电力电缆进行故障检测时，最为常用的一种方法，该种方法的操作原理是：短接缆芯、终端电缆金属屏蔽层，并使用万用表在其起始段对两者之间的电阻值大小进行测量，若电阻值测量结果为无穷大时，即为开路故障，而电阻值测量结果为原电阻的 2 倍以上时，就可对电缆故障类型进行判断，即为断线类故障。

3.2直接高压闪络法

   直闪法一般应用在闪络击穿故障的检测工作中，此类故障的特征是：在故障点的位置，电阻值极高。因此，闪络的出现会产生电流脉冲波，并在电缆和故障点之间出现行波形式的反射。检测人员需要监测电缆的测试端口，捕获相关的电磁波数据，然后根据波形计算出电波的反射时间，最后推算出故障点的所在位置。直接高压闪络法具有检测准确且测试效率高的特点。

3.3电桥法

   电桥检测法又被称为“经典电桥法”，是应用最为广泛以及应用历史最为悠久的电缆故障检测技术，但因为无法满足现在电力行业的需求，已经逐渐被淘汰。电桥检测法将被测电缆的故障相与非故障相连接构成小桥，通过调节桥臂上的可调电阻器使得电桥处于一个平衡状态，然后利用桥臂电阻比算出电阻值，而电缆的长度与电阻是成正比的，从而可以根据电阻值算出电缆故障距离。电桥法是比较传统经典的电路故障检测方法，它操作简单、方便而且精确度高，非常适合于电缆接地和短路故障的检测，缺点是不适用于检测高阻与闪络性故障，因为在故障电阻很高的情况下，电桥通过的电流很小，一般灵敏度的仪表很难探测到。电桥法检测时还需要知道电缆的材质、长度等原始资料，若是由不同截面的电缆组成时，还需对电阻等进行换算，此外，电桥法也不能测量三相短路或短路故障，也不适合用于高电阻设备。

3.4脉冲检测法

   （1）低压脉冲检测法。在开路故障、低阻故障的检测工作中，最为常用且适用的方法就是低压脉冲检测法，该种方法的原理在于：在故障电缆上加装一个低压脉冲信号，当脉冲信号与故障点相遇，就会引起电气参数的变化，检测人员只需利用相关设备检测并记录好脉冲发射时间及接收时间差，即可推算出故障点所处位置。（2）二次脉冲检测法。在部分高阻故障、高压电缆闪络故障的检测工作中，最为适用的方法就是二次脉冲检测法，可取得良好的检测效果。该种方法的原理在于：利用故障点灭弧、起弧瞬间触发的低压脉冲，检测人员可依据两次低压脉冲所产生的波形，推断出故障点所处位置。

4电缆故障精确定点

   在进行高压电缆的故障点进行故障测距之后，可以对故障点有一个初步定为，对电缆故障点的精准定位提供了一个良好的数据支持。为了更好的完成故障分析和检测工作，排除电缆故障，应当继续进行故障点的精准定位工作。在进行电缆故障精确定位工作之前，首先要对电缆敷设的具体情况进行详细了解。对电缆的敷设方式、具体走向以及接头的具体位置有一个充分的了解。当出现电缆敷设情况无法了解的情况下，为了探知电缆的具体敷设信息确保故障检测工作正常进行，应当考虑使用电缆路径仪器。使用声磁同步法能够对高阻故障和闪络型故障进行精准定位，当在电缆的一侧施加高压脉冲信号时，会在故障点产生较为明显的放电信号和声音信号。由于交联聚乙烯电缆内部存在大量无规则的气隙，放电时击穿处发出的声音会在交联电缆的填充物内漫射。如电缆位于地下，则会在沟渠内产生比较明显的共振情况，如果在高空电缆中，则会出现明显的噪音。如果测试环境较为嘈杂，对放电信号和声音信号无法进行精准捕捉，可以选在在夜晚安静的时候进行故障点定位监测，这样能够有效的捕捉到故障点发出的声音信号和电磁信号，有利于故障点的精准定位。如果故障电阻比较低时，可以在电缆故障相注入脉冲电压信号来测定故障点的具体位置。当为高阻故障或闪络型故障时，可以向电缆中注入高压脉冲电磁信号，当遇到故障点时会伴随声音信号和电磁信号放电，放电发出的  声响比较明显，能够良好的被捕捉。

5结束语

    综上所述，在高压电力系统中，保护电缆具有十分重要的意义。相关人员应做好故障检测工作，对电缆故障的原因进行深入分析，并采取先进的故障检修技术，在最短的时间内消除故障，恢复电缆正常运行。建议电力企业，加强对高压电缆故障检测技术的研发力度，在改进现有技术的同时采用创新性手段，更好地开展电缆故障检修工作。

参考文献

[1]王沐雪 , 王紫叶 , 陈语柔 , 等 . 高压电力电缆故障分析及相关技术[J]. 通信电源技术,2019,(5):67-68.