電力電纜的故障診斷與檢測(cè)技術(shù)探析

蘭強(qiáng)

摘 要：當(dāng)前電力電纜主要是用于傳輸以及對(duì)于電能的分配。我國(guó)現(xiàn)階段經(jīng)常在城市地下電網(wǎng)、過(guò)海的水下輸電線(xiàn)以及發(fā)電站的引出線(xiàn)路之中使用電纜。而在目前我國(guó)電力線(xiàn)路之中，電纜占據(jù)的比例不斷提高，受到人們的重視。本文對(duì)于電力電纜出現(xiàn)故障的原因進(jìn)行了解，進(jìn)一步分析電力電纜故障檢測(cè)技術(shù)，希望可以進(jìn)一步改善我國(guó)電力電纜出線(xiàn)故障的情況。

關(guān)鍵詞：電力電纜;故障檢測(cè);故障原因

引言：

目前我國(guó)城市化發(fā)展速度不斷提高，人們?nèi)粘Ｉ钜约肮ぷ髦袑?duì)于電能的需求不斷增加，電力電纜受到人們的重視。相對(duì)于架空線(xiàn)路來(lái)說(shuō)，目前電力電纜出線(xiàn)故障的概率較低，并且具有節(jié)省空間的作用，在使用時(shí)更加方便以及安全。但是目前電力電纜依舊還會(huì)出現(xiàn)一定的故障，這便需要提高電力電纜故障檢測(cè)技術(shù)的水平，從而達(dá)到降低出現(xiàn)故障的概率，保障居民安全用電。

一、電力電纜出現(xiàn)故障的原因

（一）絕緣老化變質(zhì)

當(dāng)前電纜出線(xiàn)絕緣老化變質(zhì)主要有以下幾種情況。第一，電場(chǎng)作用。由于電纜絕緣介質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間在電場(chǎng)的作用下，其內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)明顯的氣隙，從而導(dǎo)致絕緣內(nèi)部出現(xiàn)游離問(wèn)題，而導(dǎo)致絕緣性能有所降低。第二，晶化作用。絕緣以及保護(hù)層都會(huì)在外力以及內(nèi)應(yīng)力的作用下，都會(huì)出現(xiàn)一定程度的損傷。其具體的表現(xiàn)是出現(xiàn)振動(dòng)晶化疲勞，以及沖擊性電動(dòng)力出現(xiàn)損害，而導(dǎo)致鉛包層產(chǎn)生龜裂問(wèn)題，進(jìn)而使其出現(xiàn)受潮情況，造成電纜的絕緣性有所降低。第三，水分以及化學(xué)作用[1]。一旦其中絕緣介質(zhì)出現(xiàn)電離時(shí)，氣隙之中便會(huì)出現(xiàn)臭氧或者硝酸等化學(xué)物品，對(duì)于絕緣層進(jìn)行腐蝕。而絕緣之中存在的水分，會(huì)導(dǎo)致絕緣纖維出現(xiàn)水解，使電纜的絕緣性能下降。第四，電纜絕緣層會(huì)由于腐蝕性問(wèn)題而出現(xiàn)麻點(diǎn)或者穿孔問(wèn)題。

（二）過(guò)熱

電力電纜出現(xiàn)過(guò)熱的情況較為復(fù)雜，不僅有外在因素，還存在內(nèi)因。內(nèi)因主要是由于地納蘭絕緣內(nèi)部的氣隙的游離而導(dǎo)致電纜局部出現(xiàn)過(guò)熱問(wèn)題，而導(dǎo)致其出現(xiàn)絕緣炭化。而外部因素主要是由于電纜過(guò)載而出現(xiàn)過(guò)熱問(wèn)題。其主要是安裝在電纜密集處、穿在干燥管的電纜和電線(xiàn)溝或者電纜隧道等通風(fēng)較差的環(huán)境之中的電纜部分，都會(huì)由于本身過(guò)熱的問(wèn)題，而導(dǎo)致其絕緣出現(xiàn)問(wèn)題。電纜出現(xiàn)過(guò)熱情況時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其絕緣層出現(xiàn)老化變質(zhì)為。電纜出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷，是當(dāng)前電纜出線(xiàn)過(guò)熱的一項(xiàng)重要原因[2]。

（三）機(jī)械損傷

當(dāng)前電力電纜出現(xiàn)故障的常見(jiàn)一項(xiàng)原因，便是由于電力電纜存在機(jī)械損傷問(wèn)題。由于一部分機(jī)械損傷較輕，因此短時(shí)間內(nèi)并沒(méi)有出現(xiàn)較大的故障，而是在幾個(gè)月，甚至幾年之后出現(xiàn)損傷的部位才會(huì)產(chǎn)生故障問(wèn)題。

1、直接受外力出現(xiàn)的損傷

電力電纜由于直接外力出現(xiàn)損傷，主要是因?yàn)槭鹿驶蛘呓煌ㄟ\(yùn)輸時(shí)，而導(dǎo)致的損傷。例如挖土、超重或者搬運(yùn)情況，都有可能會(huì)導(dǎo)致電纜出現(xiàn)誤傷，而導(dǎo)致電纜出現(xiàn)直接的損傷。而形式車(chē)輛其震動(dòng)或者沖擊性符合，都會(huì)導(dǎo)致電纜的鉛包帶出現(xiàn)裂損問(wèn)題，甚至?xí)?dǎo)致公路或者鐵路與之平行敷設(shè)，的點(diǎn)擊的鉛包帶出現(xiàn)破損問(wèn)題。

2、安裝過(guò)程中出現(xiàn)的損傷

第一，在安裝的過(guò)程之中，不小心將電纜碰傷;第二，由于機(jī)械牽引力過(guò)大，而導(dǎo)致電纜出現(xiàn)拉傷;第三，電纜過(guò)度的彎曲，而導(dǎo)致電纜出現(xiàn)損傷。

3、敷設(shè)過(guò)程出現(xiàn)的損傷

電纜由于受到較大的拉力，或者出現(xiàn)彎曲過(guò)度問(wèn)題時(shí)，而導(dǎo)致電力電纜出現(xiàn)的損傷問(wèn)題。

4、自然力造成的損傷

①由于電纜出現(xiàn)自然變形，而導(dǎo)致管口或者支架上面的電纜外皮出現(xiàn)擦傷;②由于土地沉降，而導(dǎo)致拉力過(guò)大，從而造成中間接頭或者導(dǎo)體被拉斷;③終端頭受到自然拉力以及內(nèi)部膨脹的作用，而導(dǎo)致電纜護(hù)套出現(xiàn)裂損;④由于電纜自然地?zé)崦浝淇s，以及土壤下沉問(wèn)題而導(dǎo)致的拉力，使中間接頭被拉斷;⑤導(dǎo)體和終端頭的瓷套，由于受力而出現(xiàn)破損問(wèn)題等。

5、設(shè)計(jì)以及制造工藝存在的問(wèn)題

在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，經(jīng)常存在中間接觸頭，和終端頭的防水設(shè)計(jì)存在不周密，以及選擇原材料質(zhì)量不當(dāng)，對(duì)于電場(chǎng)分布考慮等等各方面問(wèn)題。除此之外，設(shè)計(jì)的主要弊病還包含工作人員對(duì)于工藝要求并不嚴(yán)格，機(jī)械強(qiáng)度的裕度存在不足等等問(wèn)題。需要注意的是，一旦中間接觸頭和終端頭，在制作的時(shí)候，無(wú)法嚴(yán)格根據(jù)工藝的具體規(guī)則要求進(jìn)行相應(yīng)的制作，便會(huì)導(dǎo)致電纜頭的故障出現(xiàn)增多的情況。比如出現(xiàn)封鉛不嚴(yán)格，導(dǎo)線(xiàn)的連接并不牢固，其中的芯線(xiàn)出現(xiàn)過(guò)度彎曲，所適用的絕緣材料存在潮氣，以及絕緣劑沒(méi)有灌滿(mǎn)，而導(dǎo)致盒內(nèi)存在空氣間隙等等問(wèn)題。

二、電力電纜故障檢查技術(shù)

（一）電力電纜的測(cè)距類(lèi)別

1、高壓沖脈法

當(dāng)前在進(jìn)行電力電纜檢測(cè)時(shí)，較為常用的一種方式便是高壓沖脈法，甚至其相對(duì)于經(jīng)典電橋法，更加適用于高壓測(cè)距之中。在進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程之中，其對(duì)于電壓施加值要加強(qiáng)注意，由于在放電之后，還會(huì)出現(xiàn)反射脈沖以及脈沖，因此要更加嚴(yán)謹(jǐn)計(jì)算其出現(xiàn)故障的位置。使用高壓沖脈法，最大的優(yōu)勢(shì)便在于其具備十分廣泛的測(cè)試范圍[3]。但是由于其要求較高，因此必須由專(zhuān)業(yè)人士進(jìn)行操作。

2、經(jīng)典電橋法

經(jīng)典電橋法是我國(guó)目前使用時(shí)間最長(zhǎng)的檢測(cè)方式。其更多是在應(yīng)用在故障檢測(cè)之中的單相接。第一，要將非故障與故障的導(dǎo)體進(jìn)行相連，使其形成小橋的狀態(tài);第二，將小橋調(diào)整到平衡的狀態(tài)，可以利用電阻等進(jìn)行調(diào)節(jié)。第三，在其達(dá)到平衡之后，便可以進(jìn)行檢測(cè)。其檢測(cè)的具體加過(guò)可以利用對(duì)于橋臂的電阻比進(jìn)行計(jì)算。而這種方式雖然檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)，但是卻屬于經(jīng)典的檢測(cè)方式。但是目前我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度加快，該方式已經(jīng)不太適合時(shí)代發(fā)展的具體要求，從而使用概率不斷降低。

3、駐波法

其最關(guān)鍵的便是在波的振幅以及頻率。需要注意的是，該方式并不適合進(jìn)行高阻測(cè)量，可以運(yùn)用在開(kāi)路故障的檢測(cè)之中。

4、閃絡(luò)法

閃絡(luò)法的具體原理是，通過(guò)使用高電壓，對(duì)于某個(gè)故障點(diǎn)進(jìn)行作用，從而使其可以頻繁放電，在進(jìn)行距離的測(cè)試。其具體分成直閃法以及沖閃法，相對(duì)于而言前者更加簡(jiǎn)單，并且測(cè)量的距離更為精準(zhǔn)化。

（二）行波法

當(dāng)前行波法最重要的一部分，便是速度傳播值。為了保障在測(cè)距時(shí)理解更加方柏霓，其可以選擇傳播時(shí)間和速度傳播值進(jìn)行結(jié)合。目前行波法主要包括四類(lèi)，即脈沖電流、脈沖電流以及低壓脈沖反射，和二次脈沖法。這四類(lèi)方式的優(yōu)缺點(diǎn)并不一致，因此在出現(xiàn)故障的時(shí)候，工作人員需要根據(jù)故障的實(shí)際情況，以及故障的性質(zhì)，選擇最合適以及最科學(xué)的檢測(cè)方式。

（三）高、低阻故障檢測(cè)

需要注意的是，在出現(xiàn)故障的時(shí)候，高阻和低阻并沒(méi)有完全固定的分別，而對(duì)于其進(jìn)行區(qū)分辨別，則主要是根據(jù)試驗(yàn)設(shè)備的實(shí)際條件，例如試驗(yàn)電壓的高地情況，驗(yàn)流記的靈敏程度，以及電橋的實(shí)際結(jié)構(gòu)等;除此之外，還可以根據(jù)被試電纜導(dǎo)體的實(shí)際電阻大小進(jìn)行區(qū)分。就目前的情況下分析，可以使用的電纜探傷儀試驗(yàn)點(diǎn)也是可以達(dá)到600V。因此在進(jìn)行高電阻故障測(cè)量的時(shí)候，需要提高試驗(yàn)電壓，或者將驗(yàn)流記的靈敏程度進(jìn)行提升。一般情況下，會(huì)認(rèn)為故障點(diǎn)租在100kΩ的情況下，可以稱(chēng)其為低阻故障。

三、結(jié)論

當(dāng)前雖然相對(duì)于架空線(xiàn)路來(lái)說(shuō)，電力電纜具備較為明顯的優(yōu)勢(shì)，但是其還存在較多的問(wèn)題，需要工作人員加強(qiáng)對(duì)于電力電纜故障的檢測(cè)。文章對(duì)于電力電纜出現(xiàn)故障的原因進(jìn)行分析了解，并提出電力電纜檢測(cè)的相關(guān)技術(shù)，希望可以提高電力電纜的安全性，降低出現(xiàn)故障的概率。

參考文獻(xiàn)

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