电力电缆故障检测的方法分析

张家保 张尧 董文韬 马少龙

摘 要：随着我国电网系统的不断发展与完善，电力电缆故障检测取得了较为显著的进步，各种检测方法与检测设备不断被发掘，并且在实际电力检修中得到应用。本文从电力电缆故障原因入手，分析了电缆故障常用检测的方法及故障如何定位，以供同行专家参考。

关键词：电力电缆;故障检测;方法与分析

电力电缆在国家电网系统中占据着非常重要的地位，是电网输送电能的关键设备。现阶段，我国的电力电缆故障检测技术并不完善，一旦发生电力电缆故障，故障检修往往需要花费较多的时间，从而严重影响了供电的可靠性。因此，加强对电力电缆故障检测方法的研究，对我国电网的运行具有非常重要的意义。

1电力电缆常见故障原因分析

电力电缆通常是由交联聚乙烯（XLPE）制作而成的，其正常服役年限为三十年，但我国电力电缆基本上都埋在地下，由于地下环境比较恶劣，使交联聚乙烯材料常年处在湿润的环境中，极易被腐蚀。另外，由于材料本身自身老化或制造缺陷也会导致绝缘层功能性下降，甚至出现短路的现象，这将严重影响电网的正常运行。电力电缆出现故障的主要原因总结如下：

一是，绝缘层老化。绝缘层在地下发生化学反应而产生化学性老化， 绝缘层空隙部分产生电晕而形成电器老化，以及水分的侵蚀会产生水树枝老化等。可以采用电缆介质损耗角的正切值与直流漏电电流来进行绝缘层老化程度的判断，前者可以在通过在线监测技术进行测量，而后者需要停电之后才能进行测量;

二是，絕缘层机械损伤。这主要是在电力电缆敷设施工时造成磨损， 或其他挖土等施工活动造成绝缘层损伤。此外，还可能是由于大货车车辆超载对地面的碾压，产生振动从而使地下的电缆绝缘层受损;

三是，过电压。这主要是由于电缆遭受雷击或电缆内部电流电压过大超出了电缆的符合，从而导致绝缘层击穿;

四是，材料本身或制作工艺存在缺陷。在对电缆进行制作时，绝缘层内有裂纹或缺口等。

2电力电缆故障检测方法

通常电力电缆的故障检测需要进行以下三步，故障诊断、故障测距以及故障定点，通过故障分析确定故障所在的大致线路，然后再进行故障位置的测量，最后根据故障测距进行故障的定点分析。现阶段，常用的电力电缆故障检测方法有以下几种：

2.1     电桥法

电桥法是最为经典的一种电力电缆故障检测方法，在电桥两臂上设置可调电阻，然后将非故障相与故障相短接后，再分别接入电桥两臂，通过调节两臂的电阻使其达到一个平衡的状态，最后根据公式确定电缆中故障点的大概位置。这种测量方式操作简单，并且精度也比较高，但需要注意的是要做好芯线回路工作。此外，电桥法存在一定的应用局限，其不能用于短路故障、高电阻接地以及闪络故障的检测。

2.2     高压脉冲检测法

高压脉冲检测法是利用阻抗变化时产生的回波现象进行的，当在电缆中加上一定的强度高电压时，注意不要将电缆绝缘层击穿，使其内部发生放电，通过计算放电脉冲的传播与反射情况，可大概确定电缆故障的位置。高压脉冲检测法能够使用各种电力电缆的故障检测，但需要注意的是，由于在进行检测是会用到高压，所以需要额外注意检测时的安全性。

2.3     低压脉冲检测法

低压脉冲检测法与高压脉冲检测法有相似之处，都是通过在电缆中加入脉冲信号，然后通过对脉冲信号进行分析，然后在确定电力电缆的故障位置。有所不同的是，低压脉冲检测法使用的局限性同电桥法一样，不能用于短路故障、高电阻接地以及闪络故障的检测，但低压脉冲检测法中低压脉冲非常明显直观，可操作性强。

2.4     闪络检测法

闪络故障检测法是利用高电压使故障位置瞬间放电，然后通过对放电位置的反射波来确定电力电缆的故障位置。根据使用的高压不同可分为冲闪法与直闪法，冲闪法是利用冲击高压闪络来进行测量的，这种测量方法主要用于泄露性的故障检测，冲闪法的特点是确定率低，波形辨别起来难度较大，但是其应用范围十分广泛;直闪法则是利用直流高压闪络进行测量，这种测量方法通常用于闪络性高阻故障的测量，直闪法测量的特点是准确率高，但波形难以辨别，并且使用范围非常小。

3电力电缆故障位置确定

电力电缆故障位置的确定一般有两种方法，一种是声磁法，另一种是声测法。前者是通过加入高压电使故障位置放电，这时故障位置电缆外皮会与大地形成回路，回路中产生环流并引发脉冲磁场，这时通过对脉冲信号进行检测，从而确定故障点的位置;声测法主要是通过高压设备在故障位置将绝缘层击穿，然后通过分析故障点放电时所产生的机械振动，从而确定振源的位置，即故障点的位置。声测法是一种有效的定位方法，但其主要是用于测定短路故障、闪络性故障以及高阻接地的故障位置确定，在定位过程中易受到外界的干扰。

4结束语

随着我国科学技术的不断发展，电力电缆故障检测技术也会得到不断的进步与完善，总体而言电力电缆故障检测技术具有较强的实用性，在精确度方面还有很大的提升空间。

参考文献：

[1] 朱伟琪. 电力电缆故障检测的方法与分析初探 [J]. 科技风，2017， No.331（25）：199.

[2] 程嫣妍. 电力电缆故障检测方法与应用 [J]. 中国高新区，2018，000（010）：158.