輸電線路電力電纜常見故障及其機理探討

高小奇

（國網寧夏電力公司檢修公司，寧夏 銀川750011）

0 引言

在電纜的運行中，經常會出現(xiàn)各方面的故障，電纜運行的可靠程度，對各大電力系統(tǒng)都有重要的影響，這一點也越來越受到電力運行部門和使用部門的重視。分析電纜發(fā)生故障的主要原因，掌握相關的電力電纜故障防范措施，能及時發(fā)現(xiàn)電力運行中隱患，預防意外事故的發(fā)生，防止停電事故或者人員傷亡。為解決這個問題，筆者經過反復實踐和探索，也積累了一定的經驗，現(xiàn)對電纜故障發(fā)生的原因、性質和防范措施，進行探討。

1 輸電電路故障分析及排查方法

輸電電路故障分析是電路檢修的基礎，它指導著電路檢修的全過程。電阻電路圖是電工電子實驗電路中以及電氣設備中最為常見的單元電路，電阻電路的故障分析在排查障礙中顯得尤為重要。下面對電阻電路存在的故障逐一進行分析。首先輸電電路中經常出現(xiàn)的兩種狀態(tài)：

1.1 短路

電路中，負載兩端被一電阻為零線連接，這種現(xiàn)象稱為短路，此時電源處于短路狀態(tài)。短路后的電路狀態(tài)有以下特征：

1）由于短路，使負載兩端的電壓U=0，這樣流過負載的電流I=0。

2）由于短路，電源處于短路線所在的回路中，所以此時的電流很大，這一電流稱為短路電流。

3）由于短路時通過電源的電流很大，大于電源所能承受的能力，所以會燒壞電源。在使用中，要防止電源短路現(xiàn)象。

4）由于短路，相當干負載的電阻為零，此時短路線變成了電源的負載，此時流過負載(短路線)的電流很大，這一電流是電源輸出的，超出了電源的承受能力，這稱為過載。

5）在短路時，電源的端電壓等于0V。

1.2 開路

電路中負載與電源之間的導線斷開，這種現(xiàn)象稱為開路，此時電路中沒有電流，即沒有電流流過負載和電源奉身。對干電源而言，這種狀態(tài)稱為空載，電源相當于沒有接入負載。

關于開路還要說明以下幾點：

1）開路時負載中沒有電流。

2）開路后負載兩端的電壓為零。

3）電源的端電壓U等于電源電動勢E。

4）在開路后，對負載沒有危害，一般情況下對電源也不存在危害，但有例外。

電路故障分析對檢察故障具有決定性指導作用，沒有正確的電路故障分析過程和結果，就不會獲得檢修的成功。

這里再說明一下電路故障分析過程中的運用步驟和方法：

1）檢杏故障過程中，首先遇到的是具體故障現(xiàn)象，根據(jù)故障現(xiàn)象先從整體上進行電路故障分析，即通過具體的故障現(xiàn)象分析出故障可能出現(xiàn)在哪些電路中。

2）有了相對具體的電路部位之后，通過電路圖在這些電路中找到關鍵的測式點決定是測量電壓還是電流或其它數(shù)據(jù)，根據(jù)所測得數(shù)據(jù)進行故障分析，確定這一電路是否工作正常。

3）對于工作不正常的電路，再次進行更深層次的電路故障分析，這一步分析要確定是電路中的哪些元器件出了故障，出現(xiàn)什么性質的故障(如是開路還是短路故障，或是性能變劣故障等)。

4）有了上述故障分析結，再回到電路中對所懷疑元器件進行針對性檢測和確定，根據(jù)這一步的檢測結果、結合電路圖和電路故障分析，可能找到最終的有問題元器件。

從上述介紹可知，電路故障分析始終穿插在電路檢查全過程中，對電路故障部位的分析范圍從大到小逐漸縮小，對電路故障范圍的每步縮小都與電路故障分析是分不開的。

2 電力電纜故障的分析及排查方法

2.1 可能出現(xiàn)電力電纜故障的原因

1）由于電纜在安裝時或運行中造成的機械損傷而直接引起的電纜接地、相間短路等故障。

2）由于地面的下沉而使電纜垂直受力形變。導致電纜鎧甲、鉛包破裂甚至折斷而造成電纜接地、相間短路和斷線等類型的故障。

3）由于電纜的高低落差懸殊，高處的電纜油流向低處而使高處電纜絕緣物的流失，引起絕緣性能下降，導致電纜絕緣擊穿故障發(fā)生。

4）由于長期過負荷運行，電纜的溫度會隨之升高，常常導致電纜絕緣老化而被擊穿。

5）由于劇烈的震動導致電纜外皮產生彈性疲勞而破裂，形成故障。

6）由于電纜長期在潮濕的環(huán)境中運行導致電纜絕緣層受潮，電纜絕緣性能降低，電纜絕緣層長期受電化腐蝕的作用引發(fā)電纜接地或相間短路。

7）電纜接頭制作工藝不當。在潮濕的氣候條件下制作使接頭封裝物內混入水蒸汽而耐不住試驗電壓往往形成閃絡性故障。由于壓接工藝不當或壓接質量不高，導致接頭在運行中發(fā)熱，使電纜絕緣逐漸老化引起電纜接地、相間短路或斷線等故障。由于接頭封裝物填充工藝不當，使接頭不能良好密封，電纜受潮引發(fā)電纜接地或相問短路。

導致電纜故障的原因概括起來主要有三種：

惡劣運行環(huán)境、施工和檢修工藝質量差及電纜本身質量差。不管哪種原因，快速準確判斷電纜故障，及時處理缺陷，恢復正常運行，是我們探討和研究的對象。

2.2 電纜故障查尋常用方法及原理

1）電阻電橋法：它主要是利用電阻的大小與電纜的長度成正比，利用電橋原理測出故障相電纜的端部與故障點之間的電阻大小，并將它與無故障相做比較，從而確定故障點端部的距離。

2）電感沖閃放電聲測法：利用定點儀尋測故障點，一般是在閃測儀粗測后，已確定大概故障位置的基礎上進行的。一方面在電纜上加沖擊高壓使其閃絡放電，另一方面用定點儀的探頭在估計的故障位置上沿電纜路徑測聽。在聽到故障點放電后還要沿電纜路徑尋測最大發(fā)聲處，直至找到最響點，一般就是故障點。

3）音頻法：音頻法定點是基于電纜兩芯線里流動的電流產生的磁通的相位差和故障點前后磁通變化的規(guī)律發(fā)展起來的，是查找電纜斷線的一種有效方法。其測試原理是同種規(guī)格的電纜芯線的對地電容與長度成正比例，采用交流差動電橋法測量兩相電纜對地電容比值從而確定故障點。

實踐證明，在電纜故障測尋時，利用電感沖閃法可以方便又快捷地初步測定電纜故障的大致位置，再用電感沖閃放電聲測法和音頻斷線測試法，便可方便迅速準確地確定故障點的精確位置，為故障的迅速處理贏得寶貴的時間。測尋中應注意以下幾個問題。

1）用電感沖閃法定點時應特別注意電纜的耐壓等級。一般情況下，沖擊電壓的幅度不應超過正常運行電壓的1.5倍。

2）精確定點是電纜故障尋測的關鍵。定點時應降低周圍環(huán)境噪聲，加強耳機的隔音效果，減少外界噪聲干擾。

3 結束語

總之，輸電電路電力電纜的安全運行有著重要意義。一旦發(fā)生故障將直接影響著機組的安全穩(wěn)定的運行。如果不及時的發(fā)現(xiàn)處理，有可能引發(fā)火災等事故，擴大事故范圍，將導致停電。將帶給我們巨大的財產損失。尤其是在多雨、潮濕的夏季，電纜最容易受潮，從而導致電纜故障的發(fā)生。可以說輸電電路電力的故障排查尤為重要，通過我國的多起輸電電路電力電纜的故障?？偨Y出一種能夠快速、準確、方便地查找輸電電路電力電纜故障的方法，為及時排除輸電電路電力電纜故障創(chuàng)造條件。

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