配网电力电缆故障探测方法分析

摘要:电缆的正常运行是电力网保持持续可靠供电的基础，加强对电缆产品质量控制和电缆铺设，施工，电缆运行维护工作的全过程，以确保电缆运行状态的健康;在发生故障时我们应根据故障的特点，选择合适的仪器电缆故障性质的判断和定位，并努力在最短时间内实现故障的快速定位，以减少电力故障造成的损失，提高供电可靠性。本文对配网电力电缆故障探测方法进行了探讨。

电力电缆是电力系统中不可或缺的部分，需要对电缆进行定期检查和维护，在电力电缆检修工作中对故障部分进行准确分析定位，可以减少电力供应问题带来的经济损失;脉冲法可以准确的测算电缆故之间的距离，一般对高阻和闪络性故障进行测量，低压脉冲发射发可以精准可靠的监测低阻和短路故障，两种方法都是通过脉冲信息在故障点和测量点之间往返的距离计算，在实际操作中，电缆故障点地质环境复杂，改善定点探测技术，提高探测灵敏度是技术的关键。另外电力系统工作人员需要充分了解电缆铺设环境，掌握电缆故障判断方法，为电力系统的正常运行奠定基础。

1、电力电缆常见故障原因

1.1违规操作损伤电力电缆

在铺设电力电缆的工程作业中违规操作，或者没有按照图纸施工，在靠近电力电缆管线附近作业，极易造成电力电缆破损。这种机械损伤是电力电缆出现故障的原因之一。轻微的电力电缆损伤并不会立刻引起故障，可能经过长时间，受到侵蚀物侵蚀后电缆出现故障。电力电缆的损伤导致电力崩溃，对生产生活造成不利影响。

1.2电力电缆绝缘体失效

电缆绝缘体长期在高温和强电压的环境下使用，本身的电阻率和阻燃性都发生变化。从而导致其绝缘强度降低或介质损耗增大而最终引起绝缘崩溃者为绝缘老化，绝缘老化故障率约占20%左右。电缆绝缘介质内部气隙在电场作用下产生游离使绝缘下降，当绝缘介质电离时，气隙中产生臭氧、腐蚀绝缘，过热会引起绝缘老化变质，电缆内部气隙产生电游离造成局部过热使绝缘碳化。电缆过负荷是电缆过热很重要的因素，安装于电缆密集地区的电缆沟及电缆隧道等通风不良处的电缆、穿在干燥管中的电缆以及电缆与热力管道接近的部分等都会因本身过热而使绝缘加速损坏。

1.3电力电缆保护层受到侵蚀

电力电缆的保护层容易受到侵蚀，电力电缆铺设路径附近的强力地下电场对铅保护层的腐蚀极其严重，线缆断裂的原因往往是因为铅保护层被潮气穿透，引发短路问题。电力电缆的铠装保护层和铅保护层也容易受到酸碱度大的腐蚀物破坏，苯蒸汽也能与电力电缆的保护层发生化学反应，使电力电缆出现断路、破损。

1.4电压超过电缆承受值

电压超过电力电缆承受值的情况主要发生在电压过大烧毁电缆的情形下。大气过电压和电缆内部过电压是导致电缆发生故障的两种经常发生的情况。在电缆维修工作中发现，许多户外终端头的故障是由大气过电压引起的，电缆本身的缺陷也会导致在大气过电压的情况下发生故障。

1.5电力电缆绝缘体损耗

电力缆线的架设工程完成后没有对不平整、有凹凸的地方，进行找平处理，造成电力电缆的路线没有保持在一个水平面上。电力电缆的起伏造成位于高处的绝缘物质流向低处，导致电缆的绝缘保护缺失，造成电力电缆的过载和短路。这种故障容易发生在以绝缘油作为绝缘的电力缆线上。

1.6电力电缆质量问题

质量差的电力电缆设计没有按照规范标准进行，制作工艺落后，使用的材料劣质，电场分布没有得到合理解决。电力电缆铺设过程中的违规操作往往是造成电力电缆故障的主要原因。电缆制造时出现的质量问题;镀铅保护层遗漏的部位;绝缘层包裹过程中出现的破损不平整、重复的地方;电缆附属设备制造的缺陷比如:电缆金属配件的表面过于粗糙，陶瓷绝缘棒缺少韧性容易断裂;电缆零件达不到技术规范的制造标准或密封不足发生泄漏;电力电缆绝缘体和绝缘层的维护不到位，线缆氧化、受潮，都会造成电力电缆故障.

2、配网电力电缆故障的探测方法

2.1直流电桥法

直流电桥法是一直广泛应用的一种测距的方法。也被业界称为经典方法。依据电缆沿线均匀，电缆长度与电缆芯电阻成正比的特点，根据惠斯登电桥的原理，可将电缆短路接地、故障点两侧的环线电阻引直流电桥，测量其比值。由测得的比值和电缆全长，可算出测量端到故障点的距离。电桥法的优点是精确度高，波形容易判断，对操作人员要求不高。在连线时一定要注意尽可能减小连接点的电阻值，还需要清楚电缆的长度，否则将对测量结果造成很大的误差。缺点是由于受仪器输出电压所限，测量范围有限，面对高阻故障无能为力。

2.2低压脉冲反射法

压脉冲信号，脉冲信号遇到故障点后会产生反射，根据发射脉冲与反射脉冲的时间差和脉冲在电缆中的波速度，可以确定出故障点的距离，根据波形的特点还能确定故障类型。低压脉冲法可以测量开路、短路、低阻故障，不适合高阻故障。在实际测量过程中，还常用低压脉冲比较法来确定故障点，利用故障芯线和良好芯线的波形进行对比，可以较好的排除接头等的干扰，确定故障点及故障点的起始位置

2.3闪络法

闪络法的基本原理与低压脉冲法相似，是利用电波在电缆内传播时在故障点产生反射的原理，记下电波在故障电缆测试端的故障点之问往返一次的时间，再根据波速来计算电缆故障点位置。据统计，高阻及闪络性故障约占整个电缆故障总数的90%。高阻故障要用冲击闪络法，而闪络性故障可用直流闪络法测试。实际现场上是通过试验方法区分高阻与闪络性故障的。

2.4脉冲反射法

直流高压脉冲法。一般应用于绝缘电阻高于10Zc的一芯或者数芯电缆，原理为电缆故障具有一定特点，在诊断时向故障电缆施加直流或者冲击电压，会使得电缆故障点击穿放电发生闪络反应，根据此来判断电缆存在故障。以传输线理论为依据此电路闪络会在电缆中产生一个电压脉冲，并且其会来回反射于电缆测试端与故障点，因此必须要做好相应参数记录。

2.5高压脉冲法

采用高压脉冲检测电力电缆故障的手法又叫高压闪络法。它通过对电缆施加高强度的电压，使电缆故障部位被击穿并放电，由于故障点的电阻很高，高压的瞬间击穿能够造成故障点短路。通过对短路点的寻找就能够发现电缆故障点。高压脉冲对电缆进行3s或5s为周期的释放电压，通过球间隙释放到电缆故障部位叫做高压冲闪法。通过将电压直接释放到故障部位击穿短路的方法是高压直闪法，可以测量泄露性电缆电阻率高的故障等。

2.6声测法

声测法是目前电缆故障测试中应用最为广泛而又最简便的一种方法。95%以上的电缆故障都是用此方法进行定点，很少发生判断错误。声测法是利用直流高压试验设备向电容器充电、储能，当电压达到某一数值时，经过放电间隙向故障线芯放电。由于故障点具有一定的故障电阻，在电容器放电过程中，此故障电阻相当于一个放电间隙，在放电时将产生机械振动。根据粗测时所确定的位置，用拾音器在故障点附近反复听测，找到地面振动最大、声音最大处，即为实际电缆故障点位置。

总之，电力电缆完成电能的输送和传递，并起到连接机电设备的作用。电力电缆是电力系统中不可或缺的部分，需要进行定期的检查和维护。在电力电缆的检修工作中需要对故障部分精准定位、快速维修，减少电力供应问题带来的损失。

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