电力电缆故障原因及检测技术

电力电缆故障原因及检测技术

包金山

锡林郭勒供电公司苏尼特右供电分公司 内蒙古锡林郭勒盟 011200

摘要：在电力系统中，电力电缆是一种重要的输配电线路，其安全运行关系到整个电网的正常运行。随着社会经济的发展和城市化进程的加快，人们对电力供应的要求越来越高，对电力电缆故障的检测和预防也越来越重视。

关键词：电力电缆；故障原因；检测技术

引言：电力电缆故障是指电力电缆线路中发生故障点或线路阻抗发生变化，导致输电能力下降或无法正常供电的现象。常见的电力电缆故障有绝缘老化、绝缘击穿、过电压、高阻放电等。这些故障导致了电缆线路发生短路，影响到电力系统的正常供电。电力电缆故障检测方法有多种，例如：脉冲法、感应法、高阻法等。本文将重点介绍脉冲法在电力电缆故障检测中的应用，以及各种方法在实际工作中的应用情况。

一、电力电缆故障原因

  电力电缆故障是指在运行过程中，由于各种因素导致的电力电缆出现的故障。由于电缆本身的特性，以及运行环境和外界因素的影响，电缆故障很难完全避免，常见的电缆故障有以下几种：

（一）绝缘老化

  绝缘老化是一种常见的电缆故障，主要原因是由于电力电缆长期受到各种外力的作用而产生的损伤。例如，在高压架空线路中，如果没有对架空线路进行保护，就会发生外力破坏事故。在实际工作中，我们经常遇到这种情况：当电力电缆发生故障时，需要对电力电缆进行维修，但由于工作人员缺乏相关技能和经验，因此不能及时发现电力电缆存在的问题。

（二）绝缘击穿

  绝缘击穿是指电力电缆绝缘层或护套层中的电气点被击穿，导致电力电缆发生故障。由于电力电缆故障的原因多种多样，因此，绝缘击穿需要根据具体情况来进行具体分析。[1]

（三）过电压

  过电压是指在正常运行过程中，由于过电压或操作过电压的作用，导致电力电缆发生故障的现象。当电力电缆中的电流超过额定值时，会产生电弧，电弧产生的高温会损坏电力电缆中的绝缘层，导致电力电缆故障。在实际工作中，当电力电缆受到过电压影响时，其绝缘性能将受到严重影响。为了避免过电压对电力电缆造成损害，必须采取相应措施防止过电压。

二、电力电缆检测技术

（一）脉冲法

 脉冲法是目前比较常用的一种方法，在电缆故障检测中得到了广泛的应用。脉冲法的基本原理是，利用脉冲电压从故障点发出，通过反射波到达电缆另一端，通过对反射波进行分析，就能确定故障点的位置和故障类型。这种方法具有一定的局限性，只能确定电缆故障点的大致位置。例如，在高压电缆故障检测中，如果采用这种方法，就需要将低压脉冲发生器置于故障点附近进行放电测试，直到发出故障脉冲为止。脉冲法使用简单，方便快捷，但其结果不准确。脉冲法存在着一些问题，例如：高压发生器在放电过程中会产生噪音；脉冲发生器可能会损坏；在放电过程中，测量距离会受到多种因素的影响。因此，脉冲法只适合于检测低压脉冲发生器的故障。高压电缆故障检测技术中最常用的方法是低压脉冲反射法和高压闪络法。下面我们将详细介绍这两种方法。[2]

（二）感应法

  感应法是利用信号发生器产生的低频率脉冲，通过测量脉冲通过故障点时产生的感应电压来确定故障点的方法。该方法是一种比较简单的测试方法，但是却有一定的局限性。首先，感应法使用的测量仪器必须是能够产生低压脉冲信号的设备，否则无法达到故障点定位的要求。其次，要想准确地寻找到故障点，必须要对电缆线路进行充分了解。在实际检测过程中，需要使用与故障点频率相同或相近的脉冲信号，这样才能得到比较准确的测试结果，感应法适用于阻抗比较小、介质损耗较小的电缆故障。但是感应法也有一定的缺点，如：对绝缘性能要求比较高、灵敏度较低等。另外，感应法还具有一定的危险性。

（三）高压冲击闪络法

  高压冲击闪络法是通过对电缆线路进行冲击放电，使故障点击穿并产生放电电流，测量放电电流的大小和波形，从而确定电缆故障点的位置和距离。这种方法在应用中不需要对电缆进行放电，不会对电缆造成损伤，同时，该方法具有较高的分辨率，适用于复杂的电缆故障。该方法是在电缆线路故障发生后，利用直流高压将故障点击穿并产生放电电流，利用脉冲电压测试仪对电流波形进行采集并进行分析。在对波形进行分析时，通常使用波形发生器或者信号发生器作为测试设备。这种方法需要使用一定的电源和放电设备，并需要经过复杂的接线才能完成测试工作。该方法不适合大规模电缆线路的测试和改造工作。

（四）声测法

  声测法是利用声波在不同介质中传播速度不同的原理，将电缆故障点定位在声源上，对声源进行定位。声测法主要用于电力电缆的定点测试，也可以用于查找电力电缆的断路故障。该方法的优点是测试速度快、精度高，但其缺点是只能用于定点测试。该方法最大的优势在于：电缆故障点周围会产生声波，可以清晰地听到故障点发出的声音，因此可以利用声波探测法进行快速定位。声测法在实际应用中仍存在一些不足之处，例如：只能检测电力电缆的断路故障；设备复杂、成本高、不利于携带等。

（五）电桥法

  电桥法是利用电桥的基本原理，对电力电缆进行故障检测的方法。在故障发生时，电桥的两端会产生电压差，通过测量电压差，可以计算出故障点的位置。通常情况下，电力电缆故障都是由短路引起的。当出现短路故障时，两端会出现较大的电压差。电桥法在实际工作中的应用范围很广，例如：电缆线路敷设施工过程中，通过测量电缆长度计算敷设长度；在电缆线路交接试验过程中，测量电缆长度计算交接试验误差；电力电缆运行过程中，测量电缆绝缘电阻和泄漏电流等。电桥法具有操作简单、方便快捷、适合远距离、远距离测量等优点。但是该方法也存在一定的不足之处：测量时间长；容易受到外界干扰，例如：温度、湿度、阳光照射等。随着科技的不断发展和进步，越来越多的先进技术应用到电力电缆故障检测中，例如：数字信号传输技术、宽带传输技术等。[3]

（六）高阻法

  根据电力电缆线路阻抗变化情况，可以计算出故障点的位置，实现对故障点的快速准确定位。高电压闪络放电是一种非接触式的放电现象，具有瞬间释放大量能量和高电压的特点。高阻法主要利用高压闪络仪测量闪络放电电流，根据电流的大小计算出故障点的位置。另外，高电压闪络放电有一定的辐射范围，所以高阻法也适用于对长距离电缆线路进行检测。由于电力电缆线路在运行过程中会受到各种因素的影响，因此电缆故障很难进行精确定位。对于一些距离比较远、电缆长度比较长的故障，只能采用其他方法进行检测。例如：低压脉冲法、感应法、冲击闪络法等，这些方法虽然也可以检测出故障点位置，但是测量结果不准确。因此，需要结合其他检测方法进行综合分析判断，实现对电力电缆故障点的快速准确定位。

（七）高压脉冲放电故障诊断技术

  在电力电缆故障中，高阻放电是一种常见的故障。当高压电缆发生高阻放电时，其表面会产生电荷，导致局部电场强度增加。由于局部电场强度的增加，会导致电场中的电荷发生流动，从而引起局部放电。局部放电会对电缆绝缘造成损害，引起绝缘击穿。通常情况下，高阻放电会导致电缆绝缘性能降低，最终导致电力电缆故障。为了判断电力电缆故障的类型，必须通过高压脉冲放电来检测高压脉冲放电。

总结：电力电缆故障检测技术的发展对电力系统的安全稳定运行具有重要意义。目前，在电缆故障检测中，使用最广泛的技术是脉冲反射法。不同方法适用于不同类型的电力电缆故障。因此，在实际工作中，应该根据电缆故障类型选择相应的检测技术，并结合实际情况选择合适的检测方法。

参考文献：

[1]李志刚;杨国练. 电力电缆故障原因及检测技术 [J]. 中国科技信息, 2022, (01): 58-59.

[2]周波. 电力电缆故障原因与检测技术分析 [J]. 现代工业经济和信息化, 2021, 11 (10): 200-201+223.

[3]张玲. 电力电缆故障原因与检测技术分析 [J]. 大众标准化, 2021, (06): 262-264.