1、谈电力电缆故障分析及定位方法【摘要】随着我国社会经济的不断发展，城市化进程逐步的加快，电缆线路因其节约用地，安全系数高等优点，逐渐取代架空线路，在城市改造过程中占据着越加重要的地位。但是，埋于地下的电缆一旦出现故障，不能直接通过观察发现故障点，假如不能及时的修复，便会造成长时间的停电，给居民带来诸多的不便，因此，如何准确有效的快速查找电缆故障，成为当期供电企业亟需解决的问题。 【关键词】电力电缆 故障类型分析 故障原因分析 1 电力电缆故障类型分析 1.1 开路故障 如果电缆的绝缘电阻出现无穷大的情况，而电压却不影响用户端，这样故障我们称为开路故障。在这种故障发生后，电缆故障点处的阻抗无穷大。
2、 1.2 低阻短路故障 如果电缆的绝缘电阻值变小，与电缆自身特性阻抗相比，绝缘电阻小于电缆自身阻抗，甚至没有电阻，即 0RL 1.3 电阻泄露故障 如果电缆故障点处的直流电阻比该电缆自身的阻抗大，这种故障类型成为电阻泄露故障。进行高压绝缘测试的时候，随着实验电压的升高，泄露电流也会随之增大，如果实验电压升高到一定值时，泄露电流就有可能超过允许的最大电流。 1.4 高阻闪络性故障 这种故障类型是泄露电流不随电压的升高而升高，但随着试验电压的升高，其突然增大，反应到电流表上，电流表指针呈现出闪络性摆动，如果对此试验进行重复，可以发展其具有可逆性。而故障点无电阻通道，只是存在与闪络的表面或者放电的间
3、隙。 1.5 护层故障 电力电缆线路一般对护层都有一定的要求，在对护层故障位置进行准确的测定之后，可以采用与护层相同材料的进行修补包扎，如果护层损坏的较多，可以套上热缩卷包管进行加热收缩，对修补之后的护层，在进行绝缘电阻测量或者护层直流耐压试验，如果还存在故障，则说明其它部位还存在故障。 2 电力电缆故障原因分析 2.1 机械损伤 由于在电缆安装的时候，操作不当或者不小心造成电缆机械性损伤，或者由于电缆在铺设完成后，接近电缆路径的附近的机械施工时，人为的造成电缆的损伤，导致电缆绝缘层穿孔，潮气沿着破损的地方进入到线缆的内部，导致绝缘性能下降，形成故障。机械损伤不严重时，一般不会直接形成故障，可
4、能是在经历几个月或者几年以后故障才能明显的被察觉出来。 2.2 过电压 通常，电力系统中，电气设备对地绝缘只能承受相电压，很多电机的绝缘性能只能承受几十伏的电压，最多也不会超过百余伏。受到某些因素的影响，往往电气设备绝缘上的电压往往都超过上述电压数值。虽然这种现象存在的时间非常短，但其出现时数值非常高，经常造成电气电缆绝缘闪络或被击穿。这就是我们所说的过电压，对于瞬间的高位电压，即便是时间非常短促，也会造成较大的破坏，所以，必须要采用相关的措施，防止电力电缆承受过电压。过电压一般是由于电力设备进行拉闸或者导通管换相时，电路中的电感元件，由于电流的突然变化造成感应电动势，最主要的特点就是时间短，
5、呈现出尖峰状态。 2.3 绝缘老化 橡皮、塑料等材料在受热之后容易发生热老化，在有氧、热共同作用下，会出现热氧老化。高聚物在热的作用下可发生交联和热降解反应，一些材料在温度达到一定程度时会析出 HCl。一般热氧化作用下，会生成过氧化物、自由基等，过氧化物又生成两个自由基，自由基在参与到反应中，最后生成低分子物质或单基物质，出现这种物质时，表明电缆的性能已经下降的非常大，电缆呈现出发粘、变软，机械强度下降等状态或者呈现出变硬、变脆等，导致电缆表现出现裂纹。 2.4 其它原因 除了上述的几种原因以外，电缆故障还会因为一些因素导致：首先，电缆质量的不佳，主要是电缆绝缘质量不达标，电缆绝缘材料的不合格
6、，这种电缆在短时间内就会出现故障；其次，由于在电缆铺设时，要经过严格计算设计，如果线路中存在较大的欺负落差，会导致电缆内部的绝缘油流失，造成绝缘能力下降，这需要在设计的时候按照规范进行线路的设计；第三，化学物腐蚀。电缆线路在经过酸性土壤或盐碱地时，往往会造成线缆表面的服饰；第四，地面局部下沉影响。受地震等地质灾害或者大型建筑基础下沉等作用的影响，很容易对电缆的表面造成损伤，形成故障；第五，过负荷运行时间过长。因为过负荷运行，电缆自身的温度会不断上升尤其是在夏季，电缆升温往往会造成薄弱环节被击穿，这也是为什么夏季经常出现线路故障的主要原因。 3 常用的电缆故障测距检测方法 3.1 电桥法：将被测
7、电缆终端故障相与非故障相端接，电桥两臂分别接故障相和非故障相，通过调节电阻使得电桥达到平衡，通过公式计算出故障点的距离。目前现场上电桥法用的越来越少，但是对于一些特殊故障没有明显的低压脉冲反射，但又不容易用高压击穿，如故障电阻不太高的情况下，使用电桥法往往可以解决问题。电桥法的优点是简单、方便、精确度高，但它的重要缺点是不适用于高阻与闪络性故障。 3.2 低压脉冲反射法：测试时向电力电缆的故障相注入低压脉冲.该脉冲沿电缆传播到阻抗小匹配点即故障点时.产生反射叫波送测试点由仪器记求下来，根据发射脉冲与反射脉冲的往返时间差和脉冲在电缆中传播的波速度.便可计算出故障点离测试点的距离。优点是简单直观，
8、不需要知道电缆的准确长度等原始资料。缺点是不能适用于高阻与闪络性故障。 3.3 脉冲电流法：脉冲电流法是将电缆故障点用高压击穿，使用仪器采集并记录下故障点击穿产生的电流行波信号，通过分析判断电流行波信号在测量端和故障点往返一趟的时间来计算故障距离。脉冲电流法采用线性电流耦合器采集电缆中的电流行波信号。 3.4 二（多）次脉冲法：针对高阻接地时波形难判断的情况，近几年出现了二次脉冲理论，并在实践中取得良好的效果，如奥地利保尔公司的 SV3000/2100 系统，此系统对低压脉冲、脉冲电流法均可实现。 4 常用的故障定点方法 4.1 声测定点法：声测法是电缆故障的主要定点方法，主要用于测量高阻与闪
9、络性故障，测量时使用高压设备使故障点击穿放电，故障间隙放电时产生的机械振动，传到地面，便听到“啪、啪”的声音，利用这种现象可以十分准确地对电缆故障进行定点。缺点是受外界干扰较大。 4.2 声磁法：在向电缆施加冲击高压信号使故障点放电时，会在电缆的外皮与大地形成的回路中感应出环流来，这一环流在电缆周围产生脉冲磁场，在监听到声音信号的同时，接受到脉冲磁场信号，即可判断该声音是由故障点放电产生的，故障点就在附近。 4.3：音频感应法：音频感应法一般用于探测故障电阻小于 10 的低阻故障，探测时，用 1kHZ 的音频信号发生器向待测电缆通音频电流，发出电磁波；然后在地面上用探头沿被测电缆路径接收电磁场
10、信号，并将之送入放大器进行放大，将放大后的信号送入耳机或指示仪表，根据耳机中声响的强弱或指示仪表的指示值大小而定出故障点的位置，当探头从故障点前移 1-2m 时，音频信号中断，则音频信号最强处为故障点。 5 结语 总体而言，电力电缆的故障查找在理论上和工程实践方面都还需要我们继续深入发现和解决各项技术问题，尤其重要的是做到故障的防范措施。要严把试验和验收关，按相关技术指标对新装电力电缆进行试验、验收；加强电力电缆巡视检查；利用电力电缆在线监测装置来实时监测电网中电缆的实际运行状态等，力争将电缆故障的发生几率降低至最低限，确保电网的正常运行。 参考文献： 1姬黎波.XLPE 电缆外护套故障定位特例分析J.广东电力，2003（5） 2杨孝志.电力电缆故障定位技术与方法J.电力设备，2007（8） 3黄健华.论述电力电缆常见故障的原因及其预防对策J.广东科技，2008， （20）
