電力電纜故障診斷與檢測(cè)分析

周宏 王學(xué)軍 杜科

摘要：21世紀(jì)以來(lái)，國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)呈現(xiàn)速增態(tài)勢(shì)，綜合國(guó)力顯著提升，國(guó)內(nèi)國(guó)際皆取得了輝煌成就，這無(wú)不與中國(guó)電力、能源事業(yè)的科學(xué)、健康發(fā)展密切相關(guān)。城市現(xiàn)代化進(jìn)程的加速發(fā)展，對(duì)城市的供電系統(tǒng)也提出了更高的要求。電力能源從發(fā)電、輸電、變電、配電直至用戶側(cè)，電力電纜的作用舉足輕重。詳細(xì)分析高壓電纜故障原因，對(duì)給出高壓電纜故障防范措施具有指導(dǎo)意義。歸納高壓電纜故障類別，研究故障檢測(cè)方法，對(duì)電纜運(yùn)行維護(hù)具有指導(dǎo)性意義。

關(guān)鍵詞：電力電纜；故障診斷；檢測(cè)

目前，從城市的發(fā)展和人們的生活水平狀況來(lái)看，城市的整體建設(shè)規(guī)劃正在不斷完善，電力電纜線路在城市規(guī)劃中也得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，與傳統(tǒng)的線路類型相比，電力電纜能起到更好的電力資源傳遞效果。在電力電纜發(fā)生故障的時(shí)候，需要在第一時(shí)間完成故障地點(diǎn)的定位，然后盡快查找故障發(fā)生的原因，解決故障，減少中斷供電的時(shí)間，提高供電的穩(wěn)定性，以免影響人民群眾正常的用電需求。

1電力電纜故障產(chǎn)生的原因

1.1材料缺陷

在電力電纜線的制造上，由于制造的不規(guī)范，在施工過(guò)程中也沒(méi)有仔細(xì)檢查，會(huì)導(dǎo)致電纜線外部的絕緣體留下缺陷，造成破損。電纜連接上需要有接口或者零部件，這些零部件在制作上的缺陷會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)電纜線之間的接觸不嚴(yán)，密封性不佳。電力電纜線的外層絕緣介質(zhì)是保證電纜線穩(wěn)定發(fā)揮作用的基礎(chǔ)，在電纜線的絕緣材料質(zhì)量上，由于管理問(wèn)題和保護(hù)問(wèn)題，會(huì)造成絕緣介質(zhì)材料受到環(huán)境的影響老化，影響接口處的質(zhì)量。

1.2超負(fù)荷運(yùn)行

隨著用電量的增加，電纜長(zhǎng)期處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)在電纜正常運(yùn)行過(guò)程中，由于其暴露在空氣中，尤其是在高溫環(huán)境下超負(fù)荷運(yùn)行會(huì)使電纜產(chǎn)生大量熱，嚴(yán)重影響電纜壽命，加速電纜老化，電纜絕緣性下降，擊穿事故也很容易發(fā)生，存在大量隱患。如果運(yùn)行環(huán)境惡劣，有腐蝕氣體、高溫?zé)嵩吹鹊拇嬖跁?huì)進(jìn)一步降低電纜保護(hù)層的壽命，使得隱患發(fā)生的概率增加。

1.3機(jī)械損傷

在敷設(shè)電纜時(shí)，拉力過(guò)大或過(guò)度彎曲都有可能損壞絕緣與防護(hù)層以及在運(yùn)輸電纜時(shí)，外力直接作用于電纜也會(huì)誤損傷電纜，造成電纜機(jī)械損傷。

1.4絕緣老化變質(zhì)

一般來(lái)說(shuō)，導(dǎo)致電纜絕緣老化變質(zhì)的因素主要有電熱化學(xué)作用、地下酸堿腐蝕和雜散電流等幾個(gè)方面，絕緣老化變質(zhì)主要表現(xiàn)為電纜外皮開(kāi)裂或穿孔，進(jìn)而影響電纜的正常使用，導(dǎo)致故障發(fā)生。

1.5施工缺陷

在電纜施工過(guò)程中，施工人員沒(méi)有嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行施工，導(dǎo)致電纜接頭接觸不良、電纜敷設(shè)不符合要求等問(wèn)題普遍存在，這些問(wèn)題都會(huì)造成電纜故障。

2檢測(cè)電纜故障的方法

2.1低壓脈沖法

低壓脈沖法的原理是在故障電纜上加上一個(gè)低壓脈沖信號(hào)，當(dāng)脈沖遇到故障點(diǎn)或者電纜接頭、電纜終端時(shí)，由于電氣參數(shù)突變的原因?qū)?huì)對(duì)脈沖信號(hào)產(chǎn)生折射和反射作用，用相關(guān)儀器記錄脈沖發(fā)射和脈沖接收之間的時(shí)間差，通過(guò)計(jì)算可以推導(dǎo)出故障點(diǎn)的位置。該方法適用于開(kāi)路故障和低阻故障，但其局限性在于存在檢測(cè)盲區(qū)。由于測(cè)試儀器一般采用矩形脈沖，如果在脈沖寬度時(shí)間內(nèi)測(cè)得的反射脈沖與發(fā)射脈沖相互重疊，則儀器無(wú)法區(qū)分兩種波形，即不會(huì)測(cè)出故障點(diǎn)的距離。

2.2電橋法

首先在電纜終端處對(duì)電纜的故障相與非故障相短接，然后用單臂電橋在電纜始端對(duì)故障相與被短接的非故障相進(jìn)行連接，最后測(cè)量非故障相電阻與故障相故障點(diǎn)之后的電阻，并相加兩者（R+RL。），用它們的和來(lái)比故障相故障點(diǎn)之前電阻（R），綜合考慮電纜長(zhǎng)度，就可把電纜故障點(diǎn)的詳細(xì)位置計(jì)算出來(lái)。簡(jiǎn)單、方便、高精確度是電橋法的主要優(yōu)點(diǎn)，電橋法的缺點(diǎn)是在檢測(cè)高阻故障與閃絡(luò)性故障時(shí)，電橋法不適用，這主要是由于當(dāng)故障電阻很高時(shí)，電橋電流通常都比較小，探測(cè)比較困難。另外，應(yīng)用電橋法進(jìn)行檢測(cè)作業(yè)時(shí)，應(yīng)事先知道電纜長(zhǎng)度，當(dāng)遇到組成電纜線路的各電纜截面不同時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行換算，然后再進(jìn)行檢測(cè)。

2.3阻抗法

阻抗法最大的特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，同時(shí)與經(jīng)典法有著很深的淵源。這種測(cè)試方法是通過(guò)電橋比例和平衡進(jìn)行推算。這種方法的缺點(diǎn)就在于復(fù)雜的故障和電纜阻力過(guò)大時(shí)無(wú)法順利進(jìn)行測(cè)量，它的優(yōu)勢(shì)就在于測(cè)量誤差小。對(duì)于其適用性差的特點(diǎn)，目前已經(jīng)有了相應(yīng)的解決措施，這種措施雖然能增強(qiáng)其適用性，但同時(shí)也會(huì)增強(qiáng)其信號(hào)干擾和誤差。

3防范電纜故障的對(duì)策

3.1加強(qiáng)電纜質(zhì)量檢驗(yàn)工作

生產(chǎn)質(zhì)量是企業(yè)的生命線。電纜生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格按照生產(chǎn)規(guī)定進(jìn)行生產(chǎn)，加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部電纜質(zhì)量的管理，提高質(zhì)量意識(shí)，嚴(yán)格地按照規(guī)定對(duì)生產(chǎn)的電纜產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)工作，杜絕問(wèn)題電纜流向市場(chǎng)。

3.2故障性質(zhì)的分析和判別

當(dāng)故障產(chǎn)生以后，首先應(yīng)該分析和判別該故障的性質(zhì)類型，掌握其導(dǎo)致的原因，比如：常見(jiàn)的存在著高阻和低阻的差別；很多故障是集合了多種因素的故障，還有一些為單項(xiàng)性質(zhì)的故障；當(dāng)然也包括了一些電纜短線與短路的情況，那么結(jié)合故障間的差異，應(yīng)該予以更有針對(duì)性的解決方案。而借助監(jiān)測(cè)方面的技術(shù)，可以有效分析當(dāng)前的數(shù)據(jù)參數(shù)，以便達(dá)到最為理想的維修護(hù)理成效。

3.3加強(qiáng)維修

要高度重視高壓電力電纜故障問(wèn)題，安排專門的維護(hù)人員加強(qiáng)對(duì)電力電纜日常運(yùn)行的維護(hù)檢修，對(duì)電纜的運(yùn)行參數(shù)制定詳細(xì)的檔案，定期進(jìn)行安全檢查，加強(qiáng)高壓電力電纜施工管理，對(duì)于電纜的故障頻發(fā)地點(diǎn)，增加維護(hù)人員的日常巡檢，嚴(yán)格落實(shí)責(zé)任制度。

總之，隨著我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力電纜的使用范圍越來(lái)越廣，要想更好地防范、處理電纜故障，我們就必須了解電纜故障性質(zhì)與故障分類，明確電纜故障產(chǎn)生原因，掌握電纜故障檢測(cè)方法，并采用科學(xué)、合理的對(duì)策來(lái)防范電纜故障，更好地保障我國(guó)電力供應(yīng)的連續(xù)性、可靠性，促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)的長(zhǎng)期健康可持續(xù)發(fā)展。