浅析电力电缆质量检测

浅析电力电缆质量检测

王婵琪

（嘉兴市恒光电力建设有限责任公司安大安全工器具检测中心浙江嘉兴314001）

摘要：本文以电力电缆为例，首先按照产品质量影响程度制定了10kV电力电缆缺陷分类表。在此基础上，借鉴GB/T28863-2012《商品质量监督抽样检验程序具有先验质量信息的情形》质量特性的判定准则，提出了产品质量影响程度缺陷分类的局限性，并根据产品质量监督限和质量特性值标准差提出了完善建议。对于使用单位质量管理部门制定电力电缆产品到货质量检测缺陷分类，本文提出了很好的建议。

关键词：电力；电缆；质量检测

前言

随着电力电缆的广泛使用，相应的故障检测技术也在不断的发展，科学的检测技术可以解决电缆故障位置准确定位以及快速修复问题。本文概述了电力电缆在运行过程中故障产生的原因，总结了现有电力电缆故障检测和故障定位的方法。介绍了当前两种常用的电缆检测测试系统，探讨现有研究方法中存在的问题及研究方向。

一、电力电缆检测意义

电缆的正常运行，为社会经济的良好运行提供牢固的电力支持。进过相关的文献查阅发现，绝缘缺陷是导致电力电缆故障的主要诱因。电力电缆故障有很多的原因造成，除去少部分由于自然灾害的等不可抗外力所造成电力电缆事故，在电力电缆投入使用的早期，大致从电缆铺设时起内几年里，主要是由于没有正确的铺设和安装电力电缆设施或者是使用的产品质量不合格所导致；而后面再进入电力电缆稳定运行期间，各种电力电缆绝缘缺陷导致的击穿或者电力电缆附件受潮则会造成电力电缆故障；随着时间推移，当电力电缆工作几十年后到达其寿命年限，此时由于产时间的运行电力电缆会产生绝缘树枝老化以及电热老化附件老化等使电力电缆产生大量故障。电力电缆的健康工作具有重大的经济和社会利益，电力电缆安全运行事关整个电网的安全，更关乎整个社会工业和经济的健康发展。由此必须要重视电力电缆的安全运行，定期的对整个电网中的电力电缆进行预防性试验采取先进可靠的检测技术手段，在故障发生之前尽早的排查出电缆绝缘缺陷，通过对故障电缆的更换和修复，防患于未然，从根本上排除故障[1]。

二、电缆故障产生的原因

电缆故障产生的原因及其表现形式是多样的，主要有以下几种

1）外力破坏：市政工程频繁作业是对电力电缆造成外力损伤事故的主要原因；另一方面电缆敷设在地下后，长期受到车辆、重物等压力和冲击力的作用，也会造成电缆下沉、中间接头断裂等事故的发生。

2）电缆附件质量缺陷：由于制作工艺不良导致密封性差或材料存在缺陷，如塑料电缆密封不良，冷、热缩管厚薄不均匀。

3）敷设施工质量差：电缆敷设施工未按要求和规程进行，敷设过程中牵引力过大，使用的器械、工具不对，对电缆护层造成机械损伤，日久产生故障；单芯高压电缆护层交叉换位接线错误，是护层中的感应电压过高，环流过大引发故障。

4）电缆本身缺陷：造成电缆自身缺陷的主要原因包括电缆绝缘性能下降以及电缆老化。

三、电力电缆检测方法

（一）工频耐压测试方法

交流工频耐压试验方法通过变压电路得到工频高压，将得到的工频高压施加到目标电缆上，激发电路中可能存在的局部缺陷产生缺陷信号，由缺陷信号来判断目标电缆绝缘的介电强度，有得到的数据来判断电缆的绝缘健康状况，由此达到排除和预防电缆绝缘事故的产生。依据《电力设备预防性试验规程》，工频耐压试验试验电压为2。5U0，并且要保持60分钟的试验时长。因为该实验施加电压远远大于电缆额定工作电压，而且直流耐压测试方法以及超低频耐压测试方法相比，工频耐压试验的试验条件更加相似于电缆的实际运行环境，同时所加电压值为2。5U0相对另外两种比较低，对进行工频耐压试验的测试电缆损害相对小一些。通过大量的试验发现，工频耐压试验可以在施加较低工频电压情况下十分准确的查找出电缆绝缘中可能存在的水树枝缺陷。工频耐压试验可以检查出那些危险性较大的集中缺陷，是判断电力电缆能否继续投入使用具有决定性参考因素，是保证电力电缆健康运行、预防绝缘事故的重要试验方法[2]。

（二）脉冲电压法

与低压脉冲法不同，脉冲电压法中仪器接收到的是故障点放电产生的脉冲信号。通过高压设备先使电缆故障点放电，产生脉冲信号，在测试端用仪器接受故障点的放电信号，通过接受放电信号的时间，计算出故障点的距离。由于脉冲电压法没有实现测试仪与高压部分的完全电气隔离，会存在安全隐患的可能。

（三）直流耐压测试方法

电缆直流耐压测试通过对电缆施加直流高压来绝缘缺陷产生泄漏电流，然后通过测量泄漏电流的大小来判断电缆的绝缘健康状况。直流耐压试验可以很好的测试电缆绝缘介质中可能包含的气隙或者由外部机械力造成的局部绝缘损伤等缺陷，准确的找到绝缘受潮和脏污等整体缺陷，如果绝缘受潮，将会在数据上显著增加泄漏电流；同时又可根据测量到的信号中电流与泄漏电流曲线分布来定位电缆中存在的局部绝缘缺陷。电缆绝缘在直流电压下的击穿强度高达交流电压下的2.5倍以上，由此电缆进行直流耐压测试时，可以通过更高的电压来验证电缆绝缘的耐压强度。在直流电压下，电缆绝缘层中的电场强度按绝缘材料的电阻率成正比分布，如果测试电力电缆存在绝缘缺陷，测试直流电压主要施加在由介质中与缺陷部分相串联介质的电阻上，使得缺陷更容易暴露。综上所述，通过直流耐压试验可以十分可靠的测试出电缆耐压强度和机械损伤等绝缘局部缺陷、发现电缆绝缘介质受潮情况，保障电力的平稳工作。但是直流耐压试验中电缆在直流电压下空间电荷被大量充入，导致电缆一旦使用直流耐压试验进行检测便会在电缆内形成空间电荷的大量积累，这些电荷的存在将直接破坏电缆的绝缘新能，造成绝缘劣化。更重要的是，直流耐压试验由于其固有技术特点无法可靠的诊断电缆的局部绝缘缺陷，只能用来测试电缆的整体绝缘性能。

（四）电缆故障定点方法

测量出故障电缆的故障距离和路径后，就可以知道故障点的大概方位，但为了精确地找到故障点的位置，还需要进一步的工作，就是故障定点。电缆故障定点的方法可归纳如下：1）声测法。提出在规定的放电装置使故障点放电，放电时产生的振动会传到地面，通过适用振动拾音器来接受故障点发出的声音信号，由此可以判断出故障点的位置。该法可应用于所有高压脉冲信号后故障点能产生放电声音的故障[3]。2）声磁同步法。利用故障点放电同时产生的电磁波和声波确定故障点。介绍了将高压脉冲信号加在故障电缆上，故障点在放电时不仅产生声音信号还会产生脉冲磁场信号，这两种信号的传播速度不同，通过找到两者传播时间差最小点来判断故障点的位置。3）音频感应法。音频感应法是通过人耳对声音信号强弱的分辨来判断故障点的位置。文献通过在电缆相与金属护层之间或两相之间加上或其他频率的音频电流信号，音频电流会产生音频磁场信号，在金属性短路故障或距离比较近的开路故障点的正上方形成最强的磁场信号，从而可以找出故障点。4）跨步电压法。用直流高压信号施加在电缆故障位置与大地之间，在故障点处大地表面形成喇叭电位分布，通过高灵敏度的电压表测量大地表面两点电压，在故障点前后电压表指针全指向相反方向，从而可确定故障点的位置。

总结

在电力系统的运行过程中，电力电缆的稳定运行是人们正常生产和生活的保障。加强对电力电缆的管理，积极采取相应的保护措施。同时，根据实际情况和各种检测技术的特点，选取适合的检测方法。电力电缆故障位置及时准确检测定位，对于提高整个电力系统的供电安全可靠性具有重要的意义。随着电子技术的快速发展，电力电缆检测技术将朝着智能化、高可靠性的方向发展。

参考文献：

[1]肖德军.研究电力电缆故障原因和检测方法[J].通讯世界，2017（22）：92-93.

[2]危阜胜，叶俊龙，蔡秀燕.电力电缆检测质量缺陷分类研究[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2016（01）：188-189.

[3]李冠男.电力电缆性能质量检测分析与评价[J].中国电业（技术版），2017（10）：16-18.