電力電纜的故障探測(cè)和預(yù)防措施

摘要：文章基于對(duì)電力電纜常見(jiàn)故障的分析，提出了預(yù)防電纜故障的主要措施。結(jié)論對(duì)幫助搶修人員快速鎖定故障點(diǎn)位，迅速排除故障恢復(fù)供電具有重要的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：電力電纜；故障探測(cè)；預(yù)防措施

電力電纜具有施工方便、安全可靠的優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)代電網(wǎng)尤其是城市電網(wǎng)中得到了日益廣泛的應(yīng)用。但是，電力電纜一般都鋪設(shè)在地下管道中，一旦出現(xiàn)故障查找和確定故障點(diǎn)位十分不便。當(dāng)前經(jīng)常使用的離線(xiàn)定位技術(shù)雖然比較成熟，然而故障定位比較費(fèi)時(shí)，往往會(huì)給給用戶(hù)造成很大的不便。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，各種在線(xiàn)故障定位技術(shù)逐步趨于成熟，而合理選擇故障探測(cè)方法也就備受電纜運(yùn)行人員的關(guān)注。

一、電力電纜故障分類(lèi)

要想在電力電纜發(fā)生故障時(shí)迅速找到故障位置，快速進(jìn)行搶修，保障對(duì)電力用戶(hù)的供電，首先要清楚電力電纜常見(jiàn)的故障類(lèi)型?，F(xiàn)階段，電力電纜的常見(jiàn)故障類(lèi)型主要包括以下幾種：

1.機(jī)械性損傷

根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)，這種故障在電力電纜故障中所占的比例最大，一般會(huì)占到故障總量的半數(shù)以上。此類(lèi)故障主要是由于電纜受外力作用產(chǎn)生損傷繼而引發(fā)的故障。特別是某些機(jī)械性損傷比較輕微，并不會(huì)立即發(fā)生故障反應(yīng)，但是在數(shù)月或數(shù)年之后才逐步發(fā)展為故障。

2.絕緣受潮

由于城市的電力電纜多布設(shè)于地下管道中，由于受到長(zhǎng)時(shí)間潮濕環(huán)境的作用，易使電纜的絕緣度降低，進(jìn)而引發(fā)故障。

3.絕緣老化

電纜的絕緣材料老化一直是電纜制造領(lǐng)域的難題。特別是在惡劣自然環(huán)境中的電纜，其絕緣老化速度會(huì)明顯加快。由于絕緣老化引發(fā)的故障多見(jiàn)于長(zhǎng)時(shí)間使用后的電力電纜線(xiàn)路中。

4.設(shè)計(jì)或制作工藝不良

由于電力電纜的質(zhì)量低劣或?qū)嶋H施工中偷工減料造成電力電纜達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)而誘發(fā)的故障。

二、電力電纜故障的探測(cè)方法

依據(jù)上述電纜故障的類(lèi)型，國(guó)內(nèi)外形成了各種不同的故障探測(cè)與測(cè)試方法。但是這些方法的基本步驟是大致相同的。一般來(lái)說(shuō)，首先要進(jìn)行故障診斷，初步確定故障的類(lèi)型；然后根據(jù)診斷結(jié)果，進(jìn)故障定位，初步確定故障發(fā)生的大致部位；最后，再進(jìn)行故障點(diǎn)的精確定位。具體而言，電力電纜的故障探測(cè)方法主要由以下幾種：

1.電橋法及低壓脈沖反射法

這種方法曾經(jīng)是電力電纜故障探測(cè)的重要方法。這兩種探測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)低阻線(xiàn)路故障的探測(cè)較為準(zhǔn)確，但是對(duì)高阻電路就不太適合了。有部分技術(shù)人員用這兩種方法進(jìn)行高阻故障探測(cè)時(shí)，通過(guò)加大電流的方式燒穿絕緣，以實(shí)現(xiàn)降低線(xiàn)路電阻的目的。這樣做的弊端在于對(duì)電力電纜的完好部分也會(huì)產(chǎn)生不利影響。因此，為了解決電纜線(xiàn)路的高阻故障，技術(shù)人員提出了高壓電流閃測(cè)法，并在實(shí)際探測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用，但是這種方法需要技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)輔助，降低誤差一直是這種方法技術(shù)革新的關(guān)鍵點(diǎn)。

2.二次脈沖法

二次脈沖法的原理是通過(guò)低壓脈沖和高壓發(fā)生器，在故障電纜線(xiàn)路中發(fā)射沖擊脈沖并在故障處產(chǎn)生一個(gè)電弧。在電弧產(chǎn)生的瞬間，會(huì)在儀器內(nèi)部發(fā)射出一個(gè)低壓脈沖，這個(gè)脈沖到達(dá)電纜故障處時(shí)會(huì)造成短路，短路產(chǎn)生的反射波會(huì)被記憶在儀器中。在電弧過(guò)后，在發(fā)射一個(gè)低壓測(cè)量脈沖，這個(gè)脈沖會(huì)通過(guò)故障點(diǎn)到達(dá)電纜末端，并誘發(fā)一次開(kāi)路反射。最后，將上述兩次低壓脈沖的波形進(jìn)行對(duì)比即可準(zhǔn)確獲知故障點(diǎn)的部位。電纜故障探測(cè)儀會(huì)根據(jù)上述原理自動(dòng)匹配，然后判斷和計(jì)算出故障點(diǎn)的距離。二次脈沖法在電纜故障探測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用使高阻故障判斷與低阻故障判斷同樣簡(jiǎn)單，因此得到了廣泛應(yīng)用。

3.基于零序直流原理的電力電纜故障檢測(cè)

此故障檢測(cè)方法的基本原理是，當(dāng)電網(wǎng)正常工作時(shí)各分支線(xiàn)路的零序直流的數(shù)值極小，一般不超過(guò)0.5mA，如果電網(wǎng)運(yùn)行中發(fā)生單相接地故障，該分支線(xiàn)路中的零序直流將迅速增大，一般可達(dá)到50mA左右。因此，零序直流的迅速增大可以作為電纜線(xiàn)路接地故障的重要判斷指標(biāo)。基于上述原理，我們可以在電纜線(xiàn)路各個(gè)支路的出線(xiàn)短監(jiān)測(cè)零序直流的大小，一旦電網(wǎng)出現(xiàn)故障就可循序鎖定故障支路，然后再利用上節(jié)提到的二次脈沖法對(duì)故障點(diǎn)位進(jìn)行精確定位，并迅速排除故障。

三、電力電纜故障的預(yù)防

電力電纜是城市電網(wǎng)的重要組成部分，其完全運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)的正常工作具有重要意義。因此，電網(wǎng)管理和維護(hù)人員不僅要能夠迅速進(jìn)行故障定位和排除故障，還要積極進(jìn)行電力電纜故障的預(yù)防，其具體措施包括以下點(diǎn)：

1.加強(qiáng)電力電纜的反外損失工作。

由第一節(jié)的分析可知，電力電纜故障中由一半以上是由于機(jī)械外力損傷造成的。因此，一定要加大巡查力度，將電力電纜的外損幾率降到最低。具體而言，電力公司要制定和完善地下管線(xiàn)的巡查制度；加強(qiáng)對(duì)監(jiān)護(hù)員的培訓(xùn)和考核制度；在巡查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有違章情況應(yīng)及時(shí)整改。

2.做好日常維護(hù)

電力公司要加大電力電纜的日常維護(hù)工作，保證電纜線(xiàn)路經(jīng)常處于最佳工作狀態(tài)，此外，很多電力電纜的故障都是人為操作因素引發(fā)的，因此要加強(qiáng)操作人員的培訓(xùn)，提高他們的責(zé)任心和專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平，避免在工作的不規(guī)范操作和誤操作，提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。

3.重視電力電纜的通道選擇

城市的電力電纜均布設(shè)于地下管道之中，通道選擇是否合理是影響電纜安全運(yùn)行的重要因素。由于土壤的成分、酸堿度和含水度對(duì)電力電纜的影響極大，因此施工前必須對(duì)通道所處的土壤環(huán)境進(jìn)行分析，盡量避開(kāi)對(duì)電力電纜有較強(qiáng)腐蝕作用的土壤環(huán)境。

4.積極進(jìn)行電力電纜新材料的開(kāi)發(fā)和利用

在以前，電力電纜主要采用油質(zhì)絕緣。其優(yōu)勢(shì)是制作工藝簡(jiǎn)單、成本低、壽命長(zhǎng)，因此曾經(jīng)占據(jù)了電纜市場(chǎng)的主要份額。但是這種電纜的缺點(diǎn)也十分明顯：絕緣油容易流通，并對(duì)電纜的安全運(yùn)行構(gòu)成潛在威脅。隨著交聯(lián)聚乙烯電纜的出現(xiàn)，油質(zhì)絕緣迅速被淘汰。因此，我們必須重視電力電纜制造領(lǐng)域的新材料研發(fā)和應(yīng)用，通過(guò)供給性能更優(yōu)越的電力電纜，提高電網(wǎng)的安全系數(shù)。

四、結(jié)語(yǔ)

電力電纜故障的種類(lèi)繁多，原因復(fù)雜多樣，探測(cè)和故障定位極為困難。因此，在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，要從更新故障探測(cè)方法和加大故障預(yù)防力度兩方面同時(shí)發(fā)力，依靠高素質(zhì)巡查人員的努力工作，方可將電力電纜的故障率降到最低水平。

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作者簡(jiǎn)介：

金辰（1988年10月—），男，南京供電公司六合供電營(yíng)業(yè)部配電搶修工，先后從事配電搶修工作，發(fā)展建設(shè)和企業(yè)管理工作。