電力電纜故障診斷與分析

翟亮++聞玉琨

摘 要：隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)腳步的不斷加快，在很多城市的輸電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，原有的高架空輸電網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸被電力電纜輸電網(wǎng)絡(luò)所替代。就電力電纜故障診斷進(jìn)行了論述，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員有所幫助。

關(guān)鍵詞：電力電纜；故障診斷；絕緣結(jié)構(gòu)；電纜芯線

中圖分類號：TM755 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.114

目前，隨著電力能源需求的增加和城市建設(shè)的整體規(guī)劃，電力電纜線路得到了越來越廣泛的使用。不同于架空線路，電力電纜發(fā)生故障時，需要快速判斷和定位故障，以減少停電時間，提高供電可靠性。

1 電力電纜故障原因概述

1.1 機(jī)械受損

電力電纜的故障有很多種，發(fā)生較為頻繁的就是機(jī)械受損故障。該故障的發(fā)生會導(dǎo)致停電，所以該種故障非常容易識別。導(dǎo)致機(jī)械受損的原因主要有：①受到外界不良作用力的影響，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備受損。在打樁或在地下線路施工的過程中，會產(chǎn)生不良外力損傷電纜。②在施工過程中保護(hù)不到位，導(dǎo)致機(jī)械損壞。在對電纜進(jìn)行機(jī)械牽引時，由于沒有采取相應(yīng)的電纜保護(hù)措施，也沒有考慮到電纜能夠承受的拉伸力，導(dǎo)致電纜受到拉傷。③自然損壞。地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，例如土質(zhì)結(jié)構(gòu)的不良沉降等，導(dǎo)致電纜承受一定的自然外力，造成損傷。

1.2 絕緣受潮和絕緣老化

通過直流耐壓、交流耐壓和絕緣電阻試驗，能夠有效識別絕緣受潮故障的發(fā)生，呈現(xiàn)的現(xiàn)象是泄流電流有所增加，絕緣電阻降低。造成絕緣受潮的主要原因是電纜質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，其耐腐蝕性能不良。絕緣老化是電纜在長期運行過程中受到電流和熱效應(yīng)的影響，特性發(fā)生了一定的變化，最終導(dǎo)致電流傳導(dǎo)媒介損耗嚴(yán)重或絕緣性能降低而引起絕緣老化。該故障往往是因電纜長期處于高溫狀態(tài)，并受到外界不良因素的影響而導(dǎo)致的。

1.3 過熱和過電壓

長期處于超負(fù)荷工作狀態(tài)；長期暴露在外，受到光照輻射的影響；外界不良事故對電纜造成的灼燒，這些原因都會導(dǎo)致電纜過熱。過電壓就是輸電網(wǎng)絡(luò)電纜存在一定的問題，電纜在正常工作時，其絕緣結(jié)構(gòu)被擊穿，主要原因是電纜質(zhì)量不滿足要求，其絕緣結(jié)構(gòu)中存在雜質(zhì)或應(yīng)用期限過長，絕緣老化。

2 電力電纜的故障診斷分析

2.1 聲音檢測法

應(yīng)用聲音檢測法診斷電力電纜故障，就是在放電的過程中識別發(fā)出的聲音，最終判斷故障所處的位置。對于明敷設(shè)狀態(tài)的電纜，可以通過識別放電的聲音，最終確定故障所處的位置；如果電力電纜不是處于明敷設(shè)狀態(tài)，技術(shù)人員就需要判斷電力電纜的埋設(shè)走向。由于放電發(fā)出的聲音很小，所以技術(shù)人員可以借助于擴(kuò)聲器等設(shè)備來確定發(fā)出聲音的位置。

2.2 電橋檢測法

電橋檢測方法就是應(yīng)用雙臂電橋檢測電力電纜內(nèi)部流經(jīng)的電流阻值，并測量出電纜鋪設(shè)的長度。依據(jù)電力電纜的長度數(shù)值與電力電纜電阻數(shù)值成正比這一規(guī)律計算電力電纜的故障位置。采用電橋檢測法檢測電力電纜故障時，要保證檢測數(shù)值的精確度，盡可能地縮短電橋連接線和擴(kuò)大線徑。與電力電纜中的芯線進(jìn)行連接時，可以采用焊接法或壓接方法。另外，數(shù)值的計算要保留小數(shù)點后的數(shù)字。

2.3 脈沖檢測法

脈沖檢測法是目前較為常用的一種檢測方法，包括低壓脈沖法、脈沖電壓法、脈沖電流法和二次脈沖法。其原理是通過脈沖發(fā)生器發(fā)出一個脈沖波，脈沖波在電纜傳播中遇到故障點時，由于阻抗不匹配而產(chǎn)生反射脈沖，通過記錄脈沖波在電纜中傳播的波速度和發(fā)送脈沖與反射脈沖之間的時間間隔，即可計算出故障點的距離。測試過程中，通過對比故障相與正常相的波形，即可判斷出電纜故障距離和類型。

2.4 電容電流檢測法

電力電纜在正常工作時，其芯線與大地間會存有一定的電容，且該電容的分布是均勻的，同時電容量與電纜長度也存在一定的線性關(guān)系。電容電流檢測方法就是依據(jù)此原理來診斷電力電纜故障，適用于檢測電纜的芯線故障。應(yīng)用電容電流測量法首先要檢測電纜首端的電容電流，然后檢測電纜末端的電容電流，最后對比故障芯線的電流電容與完好芯線的電容電流，確定電纜故障位置所在。

2.5 具體案例分析

某變電站35 kV電纜運行中發(fā)生停電事故，在斷開電纜終端頭后，用兆歐表、萬用表測量芯線對地絕緣電阻A相、C相為∞，B相的接地電阻為20 Ω，診斷為單相短路接地故障。選擇低壓脈沖法測試故障距離，首先在變電站內(nèi)用低壓脈沖法測量C相鎧裝的全長，并根據(jù)資料校對波速度，結(jié)果為10 426 m，然后通過B相測量鎧裝的低壓脈沖，測得故障距離為4 936 m。比較B相、C相對鎧的波形后，確定故障點的距離為4 936 m。低壓脈沖比較波形如圖1所示。檢修人員在4 900 m附近檢查后發(fā)現(xiàn)故障損壞點，鋼絲鎧裝已斷裂，電纜上有小洞。

圖1 低壓脈沖比較波形圖

3 結(jié)束語

在應(yīng)用電纜的過程中，一些故障是不可避免的。在故障發(fā)生后，要通過先進(jìn)的測量儀器和合適的檢測方法，快速定位電力電纜故障的位置，保證電纜能夠快速恢復(fù)正常工作狀態(tài)，確保供電可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]王棟，胡元輝.電力電纜的帶電診斷與故障處理的技術(shù)研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014（2）.

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〔編輯：王霞〕