摘　要： 電力電纜作為電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，它的安全運行具有重要意義。本文首先分析了電力電纜故障常見的原因,并在此基礎(chǔ)上介紹了電力電纜常用的故障檢測步驟及探測技術(shù)。

關(guān)鍵詞：電力電纜　故障　探測

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和社會現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快，對電力的需求量越來越大。而作為連接各種電氣設(shè)備、傳輸和分配電能的電力電纜，已經(jīng)得到越來越廣泛的應(yīng)用。目前，電力電纜所產(chǎn)生的故障在所有供電故障中占了相當(dāng)大的比重。如何快速、準(zhǔn)確地確定故障點位置和判斷出故障類型已成為電力電纜使用和運行過程中十分關(guān)鍵的技術(shù)之一。

1.故障的類型

電力電纜根據(jù)故障性質(zhì)可分為低電阻接地或短路故障、高電阻接地或短路故障、斷線故障、斷線并接地故障和閃絡(luò)性故障。

2.形成電纜故障的原因分析

致使電纜發(fā)生故障的原因是多方面的，現(xiàn)將常見的幾種主要原因歸納如下：

2.1機械損傷

機械損傷引起的電纜故障占電纜事故很大的比例。有些機械損傷很輕微，當(dāng)時并沒有造成故障，但在幾個月甚至幾年后損傷部位才發(fā)展成故障。造成電纜機械損傷的主要有以下幾種原因：

(1).安裝時損傷：在安裝時不小心碰傷電纜，機械牽引力過大而拉傷電纜，或電纜過度彎曲而損傷電纜;

(2).直接受外力損壞：在安裝后電纜路徑上或電纜附近進行城建施工，使電纜受到直接的外力損傷;

(3).行駛車輛的震動或沖擊性負(fù)荷會造成地下電纜的鉛(鋁)包裂損;

(4).因自然現(xiàn)象造成的損傷：如中間接頭或終端頭內(nèi)絕緣膠膨脹而脹裂外殼或電纜護套;因電纜自然行程使裝在管口或支架上的電纜外皮擦傷;因土地沉降引起過大拉力，拉斷中間接頭或?qū)w。

2.2絕緣受潮

絕緣受潮后引起故障。造成電纜受潮的主要原因有：

(1).因接頭盒或終端盒結(jié)構(gòu)不密封或安裝不良而導(dǎo)致進水;

(2).電纜制造不良，金屬護套有小孔或裂縫;

(3).金屬護套因被外物刺傷或腐蝕穿孔;

2.3絕緣老化變質(zhì)

電纜絕緣介質(zhì)內(nèi)部氣隙在電場作用下產(chǎn)生游離使絕緣下降。當(dāng)絕緣介質(zhì)電離時，氣隙中產(chǎn)生臭氧、硝酸等化學(xué)生成物，腐蝕絕緣;絕緣中的水分使絕緣纖維產(chǎn)生水解，造成絕緣下降。過熱會引起絕緣老化變質(zhì)。電纜內(nèi)部氣隙產(chǎn)生電游離造成局部過熱，使絕緣碳化。電纜過負(fù)荷是電纜過熱很重要的因素。安裝于電纜密集地區(qū)、電纜溝及電纜隧道等通風(fēng)不良處的電纜、穿在干燥管中的電纜以及電纜與熱力管道接近的部分等都會因本身過熱而使絕緣加速損壞。

2.4過電壓

大氣與內(nèi)部過電壓作用，使電纜絕緣擊穿，形成故障，擊穿點一般是存在缺陷。

2.5設(shè)計和制作工藝不良

中間接頭和終端頭的防水、電場分布設(shè)計不周密，材料選用不當(dāng)，工藝不良、不按規(guī)程要求制作會造成電纜頭故障。

2.6材料缺陷

材料缺陷主要表現(xiàn)在三個方面。一是電纜制造的問題，鉛(鋁)護層留下的缺陷;在包纏絕緣過程中，紙絕緣上出現(xiàn)褶皺、裂損、破口和重疊間隙等缺陷;二是電纜附件制造上的缺陷，如鑄鐵件有砂眼，瓷件的機械強度不夠，其它零件不符合規(guī)格或組裝時不密封等;三是對絕緣材料的維護管理不善，造成電纜絕緣受潮、臟污和老化。

2.7護層的腐蝕

由于地下酸堿腐蝕、雜散電流的影響，使電纜鉛包外皮受腐蝕出現(xiàn)麻點、開裂或穿孔，造成故障。

2.8電纜的絕緣物流失

油浸紙絕緣電纜敷設(shè)時地溝凸凹不平，或處在電桿上的戶外頭，由于起伏、高低落差懸殊，高處的絕緣油流向低處而使高處電纜絕緣性能下降，導(dǎo)致故障發(fā)生。

3.電纜故障探測的步驟?

電纜故障的探測一般要經(jīng)過診斷、測距、定點三個步驟。

(1).電纜故障性質(zhì)診斷

電纜故障性質(zhì)的診斷，即確定故障的類型與嚴(yán)重程度，以便于測試人員對癥下藥，選擇適當(dāng)?shù)碾娎|故障測距與定點方法。

(2).電纜故障測距

電纜故障測距，又叫粗測，在電纜的一端使用儀器確定故障距離。

(3).電纜故障定點

電纜故障定點，又叫精測，即按照故障測距結(jié)果，根據(jù)電纜的路徑走向，找出故障點的大體方位來，在一個很小的范圍內(nèi)，利用放電聲測法或其它方法確定故障點的準(zhǔn)確位置。

3.1電纜故障性質(zhì)的診斷

所謂診斷電纜故障的性質(zhì)，就是指確定：故障電阻是高阻還是低阻;是閃絡(luò)還是封閉性故障;是接地、短路、斷線，還是它們的混合;是單相、兩相，還是三相故障。

3.2常用的電纜故障測距檢測方法

3.2.1電橋法

將被測電纜終端故障相與非故障相端接，電橋兩臂分別接故障相和非故障相，通過調(diào)節(jié)電阻使得電橋達到平衡，通過公式計算出故障點的距離。目前現(xiàn)場中電橋法用的越來越少，但是對于一些沒有明顯的低壓脈沖反射，又不容易用高壓擊穿的特殊故障，使用電橋法往往可以解決問題。電橋法的優(yōu)點是簡單、方便、精確度高，但其主要缺點是不適用于高阻抗與閃絡(luò)性故障以及相間短路性故障。

3.2.2低壓脈沖反射法

測試時向電力電纜的故障相注入低壓脈沖。該脈沖沿電纜傳播到阻抗不匹配點即故障點時，脈沖產(chǎn)生反射回送到測試點由儀器記錄下來，根據(jù)發(fā)射脈沖與反射脈沖的往返時間差和脈沖在電纜中傳播的波速度，便可計算出故障點離測試點的距離。該方法的優(yōu)點是簡單直觀，不需要知道電纜的準(zhǔn)確長度等原始資料;缺點是不能適用于高阻抗與閃絡(luò)性故障，需要知道電纜的走向。

3.2.3脈沖電流法

脈沖電流法是將電纜故障點用高壓擊穿，使用儀器采集并記錄下故障點擊穿產(chǎn)生的電流行波信號，通過分析判斷電流行波信號在測量端和故障點往返一趟的時間來計算故障距離。脈沖電流法采用線性電流耦合器采集電纜中的電流行波信號。

3.2.4二(多)次脈沖法

針對高阻接地時波形難判斷的情況，近幾年出現(xiàn)了二次脈沖理論，并在實踐中取得良好的效果。首先對故障電纜發(fā)射一個低壓脈沖，脈沖在高阻的故障點由于特性阻抗變化不大，不會產(chǎn)生反射。脈沖在另一終端被反射回來后，儀器將這個“完好”波形存儲起來。然后對故障點電纜發(fā)射一個高壓脈沖，故障點被擊穿，擊穿瞬間變成低阻故障，此時儀器觸發(fā)一個低壓脈沖，低壓脈沖在被擊穿的故障點處被反射回來。儀器把兩次低壓脈沖的波形疊加起來，交叉點的位置就是故障點位置。這種方法使操作者很容易判斷故障點波形，而且誤差較小。

3.3常用的電纜故障定點方法

3.3.1聲測定點法

聲測定點法是電纜故障的主要定點方法，主要用于測量高阻與閃　 絡(luò)性故障，測量時使用高壓設(shè)備使故障點擊穿放電，故障間隙放電時產(chǎn)生的機械振動，傳到地面，便聽到“啪、啪”的聲音，利用這種現(xiàn)象可以十分準(zhǔn)確地對電纜故障進行定點，缺點是受外界干擾較大。

3.3.2聲磁法

在向電纜施加沖擊高壓信號使故障點放電時，會在電纜的外皮與大地形成的回路中感應(yīng)出環(huán)流來，這一環(huán)流在電纜周圍產(chǎn)生脈沖磁場，在監(jiān)聽到聲音信號的同時，接受到脈沖磁場信號，即可判斷該聲音是由故障點放電產(chǎn)生的，故障點就在附近。

3.3.3音頻感應(yīng)法

音頻感應(yīng)法一般用于探測故障電阻小于10Ω的低阻故障，探測時，用1 kHz的音頻信號發(fā)生器向待測電纜通音頻電流，發(fā)出電磁波;然后在地面上用探頭沿被測電纜路徑接收電磁場信號，并將之送入放大器進行放大，將放大后的信號送人耳機或指示儀表，根據(jù)耳機中聲響的強弱或指示儀表的指示值大小而定出故障點的位置，當(dāng)探頭從故障點前移l~2 m時，音頻信號中斷，則音頻信號最強處為故障點。

4.結(jié)束語

在電力電纜故障檢測中，應(yīng)認(rèn)真、冷靜的分析故障的類型和性質(zhì)，正確應(yīng)用查找方法和儀器，多積累故障查找經(jīng)驗。目前，電力電纜故障檢測的方法中還存在著一些局限性，國內(nèi)外的電力電纜故障診斷儀器和技術(shù)還有一定的差距，隨著科技的進步，電力電纜故障診斷技術(shù)正在不斷提高。