電力電纜故障原因與檢測(cè)技術(shù)

解成新

摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)電能的需求量不斷增大，由于電力電纜具有運(yùn)行可靠、易于布局等優(yōu)點(diǎn)，因此它的使用范圍越來(lái)越廣，而在實(shí)際使用電纜時(shí)，很多電纜都在地下埋設(shè)，特別是在城市或一些特殊地段。文章對(duì)電力電纜故障原因分析及檢測(cè)方法進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：電力電纜;電力故障;檢測(cè)方法;

1電力電纜故障分類(lèi)

各項(xiàng)電力電纜故障并不是同一種類(lèi)，在未對(duì)其進(jìn)行明確劃分的情況下，故障診斷和檢測(cè)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一系列問(wèn)題。從時(shí)間角度進(jìn)行劃分，電力電纜故障主要分為運(yùn)行故障和試驗(yàn)故障，在電力電纜運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)因故障問(wèn)題運(yùn)行不當(dāng)，試驗(yàn)過(guò)程中還會(huì)因電纜絕緣問(wèn)題出現(xiàn)故障;從故障部位的角度進(jìn)行劃分，需要對(duì)電纜中的重要部位進(jìn)行分類(lèi)，如本體、中間頭、戶內(nèi)頭、戶外頭是常見(jiàn)的故障發(fā)生部位。在電力電纜運(yùn)行過(guò)程中，造成故障的原因不僅有人為因素，還有自然環(huán)境、絕緣老化和腐蝕等，這就需要根據(jù)責(zé)任的不同進(jìn)行劃分，短路、開(kāi)路、接地和其他情況下，都需要確定故障的性質(zhì)，才能夠有效地處理這些故障，減少損失。

2電纜故障的形成原因

有很多因素都會(huì)導(dǎo)致電纜出現(xiàn)故障，分析造成電纜故障的原因，有助于科學(xué)、合理地選擇電纜故障檢測(cè)方法，快速查找電纜故障點(diǎn)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐總結(jié)，筆者認(rèn)為機(jī)械損傷、過(guò)負(fù)荷運(yùn)行、電纜頭故障以及絕緣受潮是造成電纜故障的主要原因。

2.1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。

2.2過(guò)負(fù)荷運(yùn)行

電纜長(zhǎng)期運(yùn)行在過(guò)負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，電纜實(shí)際溫度會(huì)明顯升高，電纜會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象，使電纜老化加速，甚至擊穿電纜絕緣薄弱部位。

2.3電纜頭故障

電纜最常出現(xiàn)故障的部位為電纜中間連接頭部位或終端頭部位，下面為電纜頭故障的具體表現(xiàn)：（1）電纜制作工藝存在問(wèn)題，致使雜質(zhì)、氣隙混入電纜頭內(nèi)部，這樣的電纜在投入運(yùn)行后，由于受到了強(qiáng)電場(chǎng)的作用，電纜內(nèi)部雜質(zhì)會(huì)出現(xiàn)游離現(xiàn)象，引發(fā)樹(shù)枝放電，造成電纜故障;（2）電纜接頭處的金屬屏蔽，不能有效接地，致使電纜接地電阻過(guò)大，形成高感應(yīng)過(guò)電壓，致使擊穿電纜部分絕緣，引發(fā)電纜故障。

2.4絕緣受潮

絕緣受潮是我們比較常見(jiàn)的電纜故障，電纜絕緣電阻過(guò)低與泄漏電流過(guò)大是其具體表現(xiàn)，以下為電纜絕緣受潮的主要原因：（1）電纜中間接頭密封不良或終端接頭密封不良，造成外部潮氣侵入電纜，對(duì)電纜絕緣造成破壞;（2）電纜自身質(zhì)量不合格，在電纜包鉛或包鋁制造過(guò)程中有砂眼或裂紋存在;（3）異物刺穿電纜護(hù)套，化學(xué)物腐蝕電纜護(hù)套或電解物腐蝕電纜護(hù)套，致使保護(hù)層失去保護(hù)功效。

3電力電纜故障檢測(cè)技術(shù)分析

3.1電橋檢測(cè)法

電橋檢測(cè)法也被稱(chēng)之為“經(jīng)典電橋法”，是各種電力電纜故障檢測(cè)技術(shù)當(dāng)中運(yùn)用最為廣泛、同時(shí)也是運(yùn)用歷史最為悠久的一種方法，電橋檢測(cè)法是將故障導(dǎo)體與非故障導(dǎo)體連接成一個(gè)小橋，先通過(guò)調(diào)節(jié)電阻讓小橋處于平衡狀態(tài)，然后再進(jìn)行測(cè)量，并通過(guò)橋臂的電阻比推算出測(cè)量結(jié)果。一般情況下，電橋檢測(cè)法多用于故障檢測(cè)中單相接地的情況。

3.2聲音檢測(cè)法

聲音檢測(cè)法是電力電纜故障檢測(cè)各種方法當(dāng)中較為簡(jiǎn)單的一種方法，這種檢測(cè)方法主要依據(jù)電力電纜放電過(guò)程中所發(fā)出的聲音，故障檢測(cè)人員通過(guò)對(duì)放電過(guò)程發(fā)出聲音的甄別來(lái)判斷故障的位置，并制定解決故障的方案。當(dāng)遇到電力電纜敷設(shè)在明處的情況時(shí)，由于放電過(guò)程發(fā)出的聲音比較小，且容易受到外界雜音影響，因而不易通過(guò)聲音判斷來(lái)準(zhǔn)確確定故障的位置，這時(shí)就需要故障檢測(cè)人員先行對(duì)電纜線的走向進(jìn)行分析，然后借助擴(kuò)音器對(duì)聲音進(jìn)行放大，這樣比較容易確定故障的位置。雖然聲音檢測(cè)法操作簡(jiǎn)單、測(cè)試范圍廣泛，但是專(zhuān)業(yè)性很強(qiáng)，須專(zhuān)業(yè)人員才能完成操作。

3.3電容電流檢測(cè)法

當(dāng)電力電纜處于工作狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)中的線路和設(shè)備都會(huì)存在一定的對(duì)地電容，并在電壓作用下產(chǎn)生電容電流，隨著電力電纜敷設(shè)的不斷增加和電力設(shè)備的大量投入運(yùn)轉(zhuǎn)，電容電流也會(huì)越來(lái)越大。以電力電纜而言，這樣就會(huì)在纜線的長(zhǎng)度和電容量之間發(fā)生一種關(guān)系，理論上這是一種線性關(guān)系，而電容電流檢測(cè)方法所依據(jù)的正是這一原理。在應(yīng)用電容電流檢測(cè)方法時(shí)，最常見(jiàn)的是對(duì)電纜中芯線故障的檢測(cè)。檢測(cè)中首先需對(duì)電纜頭部的電容電流進(jìn)行測(cè)試，然后再對(duì)電纜末端的電容電流進(jìn)行測(cè)試，最后對(duì)測(cè)試結(jié)果中正常芯線和故障芯線的電流進(jìn)行比對(duì)，從中判定電力電纜故障的部位。

3.4脈沖檢測(cè)法

脈沖檢測(cè)法中常用的有高壓脈沖檢測(cè)法、低壓脈沖檢測(cè)法和二次脈沖檢測(cè)法等，工作性能分別如下。

1）高壓脈沖檢測(cè)法，這種檢測(cè)方法借助于傳輸線特性阻抗發(fā)生回波的現(xiàn)象給電力電纜芯線施以一定電壓，這樣做雖然會(huì)產(chǎn)生放電但不會(huì)讓芯線被燒穿，因而放電脈沖可以在纜線中傳播并發(fā)生反射，這樣故障檢測(cè)人員就可以用數(shù)字示波器測(cè)出反射脈沖的位置比例，從而計(jì)算出故障所在的位置。高壓脈沖檢測(cè)法更適應(yīng)于高阻擊穿的情況，不足之處是波形不容易判斷，檢測(cè)人員面臨的危險(xiǎn)大。

2）低壓脈沖檢測(cè)法，這種檢測(cè)方法主要用于開(kāi)路、短路和低阻擊穿等電力電纜故障，具體做法是讓脈沖訊號(hào)施加在電纜芯線上，使訊號(hào)得以在纜線上傳播并反射，然后由故障檢測(cè)人員利用數(shù)字示波器等示波器儀器對(duì)脈沖波形進(jìn)行測(cè)定，從中計(jì)算出故障發(fā)生的具體位置。低壓脈沖檢測(cè)法不需要借助電纜資料就可以對(duì)纜線故障進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)還能夠根據(jù)反射脈沖極性識(shí)別故障類(lèi)型，這種檢測(cè)方法的不足之處是無(wú)法對(duì)高阻和閃絡(luò)故障進(jìn)行測(cè)定。

3）二次脈沖檢測(cè)法，應(yīng)用這種檢測(cè)方法時(shí)需認(rèn)定故障電纜相對(duì)于低壓脈沖是處于開(kāi)路狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，可以認(rèn)定從脈沖釋放端接收到的反射波形，其芯線絕緣狀態(tài)是良好的電纜的波形，它對(duì)故障電纜釋放的高壓脈沖能夠讓芯線絕緣故障點(diǎn)發(fā)生閃絡(luò)，從而觸發(fā)第二個(gè)低壓脈沖得以釋放，如果這時(shí)故障點(diǎn)電弧還沒(méi)有熄滅，那么故障點(diǎn)對(duì)于低壓脈沖來(lái)說(shuō)就是處在了完全短路的狀態(tài)，這樣在脈沖釋放端所接收到的低壓脈沖反射波形也是一個(gè)完全短路的波形，當(dāng)故障檢測(cè)人員對(duì)這兩個(gè)波形進(jìn)行比對(duì)時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)有發(fā)散點(diǎn)，通過(guò)發(fā)散點(diǎn)就可以判斷故障點(diǎn)的位置。二次脈沖檢測(cè)法具有多功能、易操作等優(yōu)點(diǎn)，不足之處是不適宜對(duì)高阻和閃絡(luò)故障進(jìn)行測(cè)定。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展中，電力電纜網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程日益推進(jìn)，而地埋電纜運(yùn)行環(huán)境相對(duì)比較特殊，電力電纜日常維護(hù)和故障檢測(cè)逐漸成為電力企業(yè)中的關(guān)鍵工作。因此，電力技術(shù)人員需要做好電纜維護(hù)工作，深入分析電纜日常運(yùn)行過(guò)程中的故障特點(diǎn)，及時(shí)地排除其中的故障，為電力運(yùn)行的安全性提供支持，推動(dòng)電力企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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