电力技术：电力电缆的故障检测技术分析

　　电力技术：电力电缆的故障检测技术分析

　　引言

　　电力电缆在工程建设和改造中大量使用，是供配电系统的重要组成部分。能否提高电力电缆设计施工质量，电缆的检修、新设、更换尤为重要。合理选择及设计电缆敷设方式是保障整个供电系统安全、可靠运行的重要因素之一。

　　1 高压电缆故障原因

　　1.1 电缆本身缺陷

　　电缆生产商在生产过程中有不合理的地方，例如电缆制作材料选择错误、制造工艺不严谨、产品设计上有缺陷等，导致电缆出厂时绝缘方面就存在缺陷，影响正常工作。

　　1.2 电缆安装不规范

　　在电缆头安装时安装人员没有按照相关要求进行处理或者技术不够精湛，没有进行防潮措施、密封处理或者接头导线连接压接不良等，这些都会导致电缆故障。

　　1.3 电缆本身缺陷

　　电缆生产商在生产过程中有不合理的地方，例如电缆制作材料选择错误、制造工艺不严谨、产品设计上有缺陷等，导致电缆出厂时绝缘方面就存在缺陷，影响正常工作。

　　2 电力电缆故障诊断处理的基本步骤论文发表

　　对于电力电缆故障的诊断，无论采取哪种测试方法，均需按照以下程序和步骤进行处理：

　　2.1 判定电缆故障类型

　　对电力电缆进行故障测试时，首先就要根据故障电缆的相关情况确定故障性质。电缆由于机械损伤、主绝缘大范围进水受潮或老化、施工质量低、过电压、故障点处的护层和铜屏蔽层因制造工艺不良而长距离缺失的电缆等都原因会发生故障。根据这些故障发生原因来确定电缆故障点的故障类别，属于高阻故障、低阻故障还是开路故障、闪络性故障，以便测试人员选择适当的检测方法。

　　2.2 故障点粗测，也叫预定位

　　确定故障类型后，可以选择适当的测试方法测试出故障点到测试端的距离。据统计，现在的电缆故障 80%以上为高阻故障。用电气法、脉冲反射法、二次脉冲法可以出电缆全长，并依据相关资料、电缆走向等情况可对故障电缆进行粗测。

　　2.3 故障点精测：也叫精确定点

　　在预定位距离的基础上，采用声测定点法、感应定点法、时差定点法以及同步定点法等方法，精确地确定故障点所在实际位置。对电缆故障进行精确定位后，在该电缆故障点附近进行挖掘工作，找到电缆真实故障点，然后进行修复。

　　3 电力电缆故障检测技术

　　3.1 电桥法

　　电桥检测法又被称为“经典电桥法”，是应用最为广泛以及应用历史最为悠久的电缆故障检测技术，但因为无法满足现在电力行业的需求，已经逐渐被淘汰。电桥检测法将被测电缆的故障相与非故障相连接构成小桥，通过调节桥臂上的可调电阻器使得电桥处于一个平衡状态，然后利用桥臂电阻比算出电阻值，而电缆的长度与电阻是成正比的，从而可以根据电阻值算出电缆故障距离。电桥法是比较传统经典的电路故障检测方法，它操作简单、方便而且精确度高，非常适合于电缆接地和短路故障的检测，缺点是不适用于检测高阻与闪络性故障，因为在故障电阻很高的情况下，电桥通过的电流很小，一般灵敏度的仪表很难探测到。电桥法检测时还需要知道电缆的材质、长度等原始资料，若是由不同截面的电缆组成时，还需对电阻等进行换算，此外，电桥法也不能测量三相短路或短路故障，也不适合用于高电阻设备。

　　3.2“短路”故障的电阻检测法

　　利用单脉冲发生器和继电器建立电缆“短路”故障电阻检测法的测量模型。脉冲发生器发出正脉冲、继电器常开触点吸合表示电缆发生“短路”故障。改变脉冲的宽度可以模拟“短路”故障的时间。 逐渐缩小脉冲时间，模拟瞬时“短路”故障可能出现的情况。不同的测量模式得出的结果不一样。只有大于数据的“短路”时间才能被万用表检测到，即小于所示数据的瞬时“短路”故障用所述方法是无法检测到的。

　　3.3 声磁同步法

　　在电缆一端施加高压信号使得故障点放电，放电电弧会有放电声音并在电缆外皮和大地形成的回路中产生感应电流，感应电流会产生脉冲磁场。如果我们用仪器在监听到放电声音的同时，接收到脉冲磁场信号，就表示故障点就在附近。由于磁场的传播速度很快，从故障点传播到仪器探头的时间我们一般忽略不计，而声音传播速度比较慢，因此我们根据探测到的声磁信号的时间差来判断故障点的远近，时间差最小的就是故障点。现在的探测仪可以将时间差转换为探头到故障点的直线距离，所以直线距离读数最小，放电声音最大的点就是电缆故障点的精确位置。当电缆短路速查法无效后，首先可以选择声磁同步法，它使用方法简单，精确度较高，信号易于理解、辨别，通过简单培训普通电工即可熟练掌握，但是对于特别低阻型的故障很难检测到声音，有的时候甚至根本没有声音，因此适用于电缆的高阻和闪络性故障。

　　3.4 局部检测法

　　是根据电缆局部电介质被场强击穿时局部会出现放电现象的原理研发出来的，可进一步细分为电气测试法和非电气测试法两大类。前者的准确度和灵敏度较高，缺点是易受干扰；后者屏蔽干扰的能力较强但准确度和灵敏度有所欠缺。国内外关于电力电缆局部检测常见的方法有超声波检测法、差分法、电磁耦合法等。 超声波检测法的检测是利用电力电缆接头出现绝缘故障时放电区域会产生次声波，利用超声传感器可检测到这一辐信号从而精确发现故障位置和引发故障原因的原理来实现的。超声波检测法渐渐成为很多领域的主流检测方法。数据和研究表明，电力电缆的理想声信号是 20~300kHz。超

　　声波检测法的优势体现在：不需断电，不影响电力电缆的正常运行；超声波本身具有较强的方向性和较快的传播速度，使检测工作化繁为简，高效完成检测工作；超声波检测成本低廉，操作简单，不易受到干扰从而降低误差。

　　结语

　　电缆故障点的测试和定位需要技术和经验的结合。由于电缆的隐蔽性和故障原因的多样性，在电缆故障点检测时，首先应测量电缆绝缘，判断故障类型；然后根据故障类型选择合适的预定位和精确定位方法，要保证故障点定位的迅速准确性。本文结合笔者多年的工作经验，简要论述了电力电缆不常见的故障，如电缆主绝缘的特殊故障、预防性试验发现的闪络性故障等，并分析了故障的因素，最后对这些故障的定点定位方法进行了探讨。希望通过本文，能给今后的电力工作者快速准确定位故障点并及时处理故障提供借鉴。