電力電纜故障點(diǎn)分析及查找

甘志偉

摘 要：電力能源作為當(dāng)前使用最為廣泛的一項(xiàng)能源，在社會(huì)各行各業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)以及人們的日常生活中扮演著十分重要的角色。為促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)的持續(xù)進(jìn)步，需要重視電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。電力電纜是連接電廠與各用電用戶之間的重要基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)電源傳輸?shù)幕颈ＷC，但由于在實(shí)際情況中電力電纜的工作環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，很容易受到各種因素影響而出現(xiàn)故障問題。為保證我國(guó)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要做好電力電纜故障點(diǎn)的分析工作。本文從引發(fā)電力電纜故障的常見原因分析入手，分析常見的電力電纜故障點(diǎn)以及電力電纜故障點(diǎn)查找辦法，旨在為我國(guó)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供幫助。

關(guān)鍵詞：電力電纜 故障點(diǎn)分析 查找辦法

中圖分類號(hào)：TM75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）04（a）-0046-02

1 電力電纜故障產(chǎn)生的原因

在實(shí)際情況中，由于電力電纜運(yùn)行環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，因此導(dǎo)致電力電纜出現(xiàn)故障問題的原因也比較多，常見的故障原因主要有以下幾個(gè)方面。

1.1 機(jī)械損傷

機(jī)械損傷主要是由于物理碰撞、拉扯等原因造成的電纜損傷。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示，機(jī)械損傷是造成電纜故障的最常見原因，具體有以下幾種。首先是直接受到外力影響導(dǎo)致電纜斷裂，常見的原因是施工作業(yè)或者交通運(yùn)輸造成破壞；其次是安裝過程中由于操作不當(dāng)，導(dǎo)致電纜被碰傷、拉傷或彎曲過度等；最后一種是由于自然條件下，電纜中部接頭或者終端接頭受自然拉力和內(nèi)部絕緣膠膨脹而導(dǎo)致電纜保護(hù)套破裂，造成故障問題。

1.2 絕緣受潮

電力電纜的絕緣受潮主要是指電力電纜中間接頭或者終端接頭由于密封性較差，而造成外部水汽進(jìn)入引發(fā)絕緣受潮。此外，如果電纜質(zhì)量較差，保護(hù)套上出現(xiàn)小孔或裂縫等缺陷也會(huì)引發(fā)電纜受潮。

1.3 電纜過熱

在實(shí)際情況中，電力電纜絕緣體內(nèi)部出現(xiàn)氣隙游離會(huì)導(dǎo)致絕緣體局部過熱，進(jìn)而引發(fā)電纜絕緣碳化。安裝于電纜密地區(qū)或者通風(fēng)不良的地區(qū)、與熱力管道接近的部分等都會(huì)導(dǎo)致電纜過熱。此外，電力電纜在過負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)也會(huì)導(dǎo)致電纜過熱。

2 常見的電力電纜故障點(diǎn)分析與總結(jié)

2.1 短路或接地電力電纜故障

短路故障是電力電纜運(yùn)行過程較為常見的一種故障問題，短路故障有高電阻短路故障與低電阻短路故障兩種。當(dāng)電纜出現(xiàn)短路故障后，就會(huì)導(dǎo)致電纜保護(hù)裝置中的熔絲被熔斷，出現(xiàn)跳閘，由于保險(xiǎn)絲被熔斷，就會(huì)導(dǎo)致電纜絕緣體被高溫?zé)梗藭r(shí)，電力電纜的故障點(diǎn)就是短路故障。電力電纜的接地故障也分為低電阻接地故障與高電阻接地故障。接地故障與短路故障不同，接地故障的兩種類型差異比較大，可以通過工具以及故障性質(zhì)進(jìn)行明確的劃分。一般情況下，低電阻接地故障需要利用低壓電橋檢測(cè)，且接地電阻小于20～100Ω，而高電阻接地故障需要利用高壓電橋進(jìn)行檢測(cè)，且電阻值需要大于100Ω。在實(shí)際情況中，如果出現(xiàn)接地故障，電力系統(tǒng)專門用于接地檢測(cè)的裝置就會(huì)發(fā)出故障信號(hào)，同時(shí)漏電保護(hù)裝置也會(huì)控制系統(tǒng)跳閘。

2.2 斷線電力電纜故障

電力電纜的短線故障主要有兩種情況，按照電阻大小的劃分，一種是高電阻斷線故障，另一種是低電阻斷線故障。造成這一類型故障點(diǎn)的原因主要是由于故障電流過大，而導(dǎo)致電纜被燒斷。此外，如果電纜受到外界因素影響，很容易造成電纜被拉斷，出現(xiàn)斷線故障。

2.3 開路或閃絡(luò)電力電纜故障

電力電纜的開路故障也是一種較為常見的故障點(diǎn)。主要是指電路的絕緣部分受損，同時(shí)電纜金屬部分出現(xiàn)斷線。此外，電力電纜也容易出現(xiàn)閃絡(luò)故障，閃絡(luò)故障問題主要出現(xiàn)于電壓值過大或者持續(xù)升高之后，使電纜絕緣材料被擊穿，遭遇嚴(yán)重?fù)p壞。

3 電力電纜故障點(diǎn)查找辦法

一般情況下，電力電纜的故障排查工作需要經(jīng)過故障診斷、故障測(cè)距以及故障定點(diǎn)三個(gè)步驟。首先，需要檢修人員對(duì)電力電纜的故障問題進(jìn)行診斷，需要對(duì)故障的類型、嚴(yán)重程度等進(jìn)行初步的排查。第二步是故障測(cè)距，主要指通過專業(yè)設(shè)備對(duì)故障點(diǎn)出現(xiàn)的距離進(jìn)行確定。最后一步是故障定點(diǎn)，主要是根據(jù)故障測(cè)距的結(jié)果來確定故障點(diǎn)發(fā)生的確定位置，從而進(jìn)行故障維修。其中，故障測(cè)距是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，主要有以下3種方法。

3.1 電橋法測(cè)距

電橋法測(cè)距主要是根據(jù)在一段均勻長(zhǎng)度的電力電纜中，電纜纜芯與長(zhǎng)度成正比的關(guān)系，在故障點(diǎn)兩端引入電流電橋，并計(jì)算比值，多次計(jì)算后就可以大概測(cè)定測(cè)量位置距離故障位置的距離。利用電橋法來進(jìn)行故障點(diǎn)測(cè)距的精確度比較高，但需要注意的是，這一方法對(duì)于高電阻故障的測(cè)距結(jié)果精確度比較低。也就是說，電橋法的應(yīng)用范圍主要是低電阻故障問題，要求電力電纜故障點(diǎn)的電阻小于20 kΩ才能夠保證精確度。

3.2 低壓脈沖反射法與高流電壓脈沖法測(cè)距

低壓脈沖反射法也被成為雷達(dá)法，在實(shí)際應(yīng)用中，主要是通過向故障點(diǎn)發(fā)射脈沖信號(hào)并記錄故障點(diǎn)反射脈沖信號(hào)的時(shí)間差來進(jìn)行測(cè)距。低壓脈沖反射法對(duì)于電力電纜故障問題類型判斷有突出的優(yōu)勢(shì)，利用這一方法能夠有效判斷電纜短路、電纜開路、低阻擊穿、斷路等故障，同時(shí)能較為精確的確定故障的位置。但是，這一方法對(duì)于電力電纜的閃絡(luò)故障或者是高電阻故障的診斷與位置確定的準(zhǔn)確性比較低，需要應(yīng)用其它方法進(jìn)行檢查。針對(duì)這兩種故障問題，常見的測(cè)距方法是高流電壓脈沖法。高流電壓脈沖法相比低壓脈沖反射法的一個(gè)巨大優(yōu)勢(shì)就是故障點(diǎn)不需要燒穿就能夠進(jìn)行故障點(diǎn)的測(cè)距。

3.3 行波法和閃絡(luò)法測(cè)距

行波法也是目前較為常見的一種電力電纜故障點(diǎn)測(cè)距方法。在實(shí)際情況中，電流行波與電壓在電力電纜中的傳播速度是相對(duì)固定的，因此將行波往返與測(cè)量點(diǎn)與故障點(diǎn)的時(shí)間進(jìn)行記錄，就能夠大致確定故障點(diǎn)的位置。由于行波信號(hào)有電流信號(hào)與電壓信號(hào)兩種，因此根據(jù)行波信號(hào)的不同，也有兩種常見的行波測(cè)距法。其中，由于電流行波信號(hào)的強(qiáng)度要高于電壓行波信號(hào)，因此電流行波信號(hào)測(cè)距法的應(yīng)用范圍要更大一些，但具體測(cè)距方法的選擇需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行考慮。此外，閃絡(luò)法也是電力電纜故障點(diǎn)測(cè)距中的常見方法。在實(shí)際情況中，在故障點(diǎn)故障問題產(chǎn)生的瞬間往往會(huì)放電并形成反射波，對(duì)這一結(jié)果進(jìn)行分析就可以得到故障點(diǎn)距離。直閃法和沖閃法都是較為常見的閃絡(luò)法，其中直閃法的測(cè)量精度比較高，同時(shí)測(cè)量結(jié)果也比較直觀簡(jiǎn)單，操作難度也比較低。沖閃法精確度雖比直閃法低，但是在適用范圍方面要高于直閃法，因此在實(shí)際情況中，需要根據(jù)具體狀況來進(jìn)行測(cè)距方法的選擇。

4 結(jié)語

作為電力系統(tǒng)建設(shè)中必不可少的電力電纜，更需要我們重視其在實(shí)際運(yùn)行過程中的安全穩(wěn)定性。實(shí)踐證明，由于電力電纜運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜性，在實(shí)際情況中很容易受到各種外界因素的影響而造成故障問題，因此，需要結(jié)合電力電纜常見故障原因，深入分析常見的電纜故障點(diǎn)，并做好故障點(diǎn)排查方法的研究，從而保證在電力電纜出現(xiàn)故障的第一時(shí)間及時(shí)維修，為我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)提供必要的電力供應(yīng)支持。

參考文獻(xiàn)

[1]程琳，都小利，田彥，等.基于接地線電流的電力電纜故障診斷方法研究[J].電線電纜，2017（6）：32-35

[2]李浪.高壓電力電纜故障原因分析及防范措施研究[J].內(nèi)江科技，2017（11）：58-59

[3]郭冬梅，郭愛軍，孫誠(chéng).高壓電力電纜護(hù)層電流在線監(jiān)測(cè)及故障診斷技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（32）：53，55