王廣濤

摘要：隨著國(guó)家城市及鄉(xiāng)村電網(wǎng)改造工作的開展以及各企業(yè)現(xiàn)代化設(shè)備的引進(jìn)與應(yīng)用，電力電纜的應(yīng)用量迅速增加，電力電纜的運(yùn)行質(zhì)量及在故障情況下電力電纜的故障定位及探測(cè)技術(shù)已經(jīng)成為電力系統(tǒng)運(yùn)行的一項(xiàng)重要技術(shù)。本文首先分析了電力電纜故障常見的原因，并在此基礎(chǔ)上介紹了電力電纜常用的故障檢測(cè)步驟及探測(cè)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng) 電纜 故障 探測(cè)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人民生活的用電量日益增加，對(duì)電力的需求量越來(lái)越大，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行安全要求也越來(lái)越高。而作為連接各種電氣設(shè)備、傳輸和分配電能的電力電纜，以其安全、維護(hù)工作量少，穩(wěn)定性高，有利于提高電能的質(zhì)量并且美化城市等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。目前，電力電纜所產(chǎn)生的故障在所有供電故障中占了相當(dāng)大的比重。如何快速、準(zhǔn)確地確定故障點(diǎn)位置和判斷出故障類型已成為電力電纜使用和運(yùn)行過(guò)程中十分關(guān)鍵的技術(shù)之一。

1電力電纜故障產(chǎn)生的原因分析

1.1機(jī)械損傷。很多故障是由于電纜安裝時(shí)不小心造成的機(jī)械損傷或安裝后靠近電纜路徑作業(yè)造成的機(jī)械損傷而直接引起的。有時(shí)如果損傷輕微，在幾個(gè)月甚至幾年后損傷部位才發(fā)展到鎧裝鉛皮護(hù)套穿孔，潮氣侵入而導(dǎo)致?lián)p傷部位徹底崩潰形成故障。

1.2絕緣老化變質(zhì)。電纜絕緣長(zhǎng)期在電和熱的作用下運(yùn)行，其物理性能會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其絕緣強(qiáng)度降低或介質(zhì)損耗增大而最終引起絕緣崩潰者為絕緣老化，絕緣老化故障率約占19%。電纜絕緣介質(zhì)內(nèi)部氣隙在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生游離使絕緣下降，當(dāng)絕緣介質(zhì)電離時(shí)，氣隙中產(chǎn)生臭氧、腐蝕絕緣。過(guò)熱會(huì)引起絕緣老化變質(zhì)，電纜內(nèi)部氣隙產(chǎn)生電游離造成局部過(guò)熱，使絕緣碳化。電纜過(guò)負(fù)荷是電纜過(guò)熱很重要的因素m。安裝于電纜密集地區(qū)、電纜溝及電纜隧道等通風(fēng)不良處的電纜、穿在干燥管中的電纜以及電纜與熱力管道接近的部分等都會(huì)因本身過(guò)熱而使絕緣加速損壞。

1.3電纜外皮的腐蝕。電纜外皮腐蝕又分為電腐蝕和化學(xué)腐蝕2種。如果電力電纜埋設(shè)在附近有強(qiáng)力地下電場(chǎng)的地方，往往出現(xiàn)電纜外皮鉛被腐蝕致穿的現(xiàn)象，導(dǎo)致潮氣侵入，絕緣破壞。同樣電纜路徑有通過(guò)酸堿作業(yè)的地方或煤氣站的苯蒸汽往往造成電纜鎧裝和鉛包大面積長(zhǎng)距離被腐蝕，使電纜出現(xiàn)故障。

1.4過(guò)電壓。過(guò)電壓主要是指大氣過(guò)電壓和電纜內(nèi)部過(guò)電壓。對(duì)實(shí)際故障進(jìn)行的分析表明，許多戶外終端頭的故障是由大氣過(guò)電壓引起的。電纜本身的缺陷也會(huì)導(dǎo)致在大氣過(guò)電壓的情況下發(fā)生故障。

1.5電纜絕緣物的流失。電纜敷設(shè)時(shí)地溝凹凸不平，或處在電桿上的戶外頭，由于電纜的起伏、高低落差懸殊，高處的絕緣油流向低處而使高處電纜絕緣性能下降，導(dǎo)致故障發(fā)生。這類故障主要發(fā)生在油浸紙電纜和不滴流電纜。

1.6設(shè)計(jì)和制作工藝不良。拙劣的技工、拙劣的接頭，電場(chǎng)分布設(shè)計(jì)不周密，材料選用不當(dāng)，不按技術(shù)要求敷設(shè)電纜往往都是形成電纜故障的重要原因。材料缺陷主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：電纜制造的問(wèn)題，鉛護(hù)層留下的缺陷，在包纏絕緣過(guò)程中，紙絕緣上出現(xiàn)褶皺、裂損、破口和重疊間隙等缺陷；電纜附件制造上的缺陷，如鑄鐵件有砂眼，瓷件的機(jī)械強(qiáng)度不夠，其它零件不符合規(guī)格或組裝時(shí)不密封等；對(duì)絕緣材料的維護(hù)管理不善，造成電纜絕緣受潮、臟污和老化。

2電力電纜故障檢測(cè)的步驟。電纜故障的探測(cè)一般要經(jīng)過(guò)診斷、測(cè)距、定點(diǎn)三個(gè)步驟。

2.1電纜故障性質(zhì)診斷電纜故障性質(zhì)的診斷，即確定故障的類型與嚴(yán)重程度，以便于測(cè)試人員對(duì)癥下藥，選擇適當(dāng)?shù)碾娎|故障測(cè)距與定點(diǎn)方法。

2.2電纜故障測(cè)距電纜故障測(cè)距，又叫粗測(cè)，在電纜的一端使用儀器確定故障距離，現(xiàn)場(chǎng)上常用的故障測(cè)距方法有古典電橋法與現(xiàn)代行波法。

2.3電纜故障定點(diǎn)。電纜故障定點(diǎn)，又叫精測(cè)，即按照故障測(cè)距結(jié)果，根據(jù)電纜的路徑走向，找出故障點(diǎn)的大體方位來(lái)，在一個(gè)很小的范圍內(nèi)，利用放電聲測(cè)法或其它方法確定故障點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。

3電力電纜故障的探測(cè)及判斷

3.1電力故障的探測(cè)方法。低壓脈沖法：依據(jù)微波傳輸理論（雷達(dá)原理），在電纜故障相上加一脈沖信號(hào)，當(dāng)電波傳輸?shù)焦收宵c(diǎn)時(shí)必然有部分反射回來(lái)，通過(guò)分析入射波與反射波的時(shí)間差，計(jì)算出故障點(diǎn)的距離。由于輸出的信號(hào)電壓低（通常為150V）很安全，因此，被稱作低壓脈沖法。此方法可用來(lái)測(cè)量電纜的低阻故障、開路故障以及電纜長(zhǎng)度測(cè)試。

高壓脈沖法：又稱高壓閃絡(luò)法，是指在高壓的作用下使電纜故障點(diǎn)擊穿形成閃絡(luò)放電，使高阻故障轉(zhuǎn)化為瞬間短路故障并產(chǎn)生反射法。采集反射波進(jìn)行分析，計(jì)算出故障點(diǎn)的距離。閃絡(luò)法又分為沖閃和直閃兩種，若高電壓是通過(guò)球間隙施加至電纜故障相，且3-5秒鐘沖擊一次則稱作高壓沖閃法。若直接將高電壓施加到電纜故障相直至擊穿則稱作高壓直閃法。此方法主要用來(lái)測(cè)量泄漏性高阻故障，也可用來(lái)測(cè)量其它類型故障。

二次脈沖法：針對(duì)高阻接地時(shí)波形難判斷的情況，近幾年出現(xiàn)了二次脈沖理論，并在實(shí)踐中取得良好的效果。首先對(duì)故障電纜發(fā)射一個(gè)低壓脈沖，脈沖在高阻的故障點(diǎn)由于特性阻抗變化不大，不會(huì)產(chǎn)生反射。脈沖在另一終端被反射回來(lái)后，儀器將這個(gè)“完好”波形存儲(chǔ)起來(lái)。然后對(duì)故障點(diǎn)電纜發(fā)射一個(gè)高壓脈沖，故障點(diǎn)被擊穿，擊穿瞬間變成低阻故障，此時(shí)儀器觸發(fā)一個(gè)低壓脈沖，低壓脈沖在被擊穿的故障點(diǎn)處被反射回來(lái)。儀器把兩次低壓脈沖的波形疊加起來(lái)，交叉點(diǎn)的位置就是故障點(diǎn)位置。其特點(diǎn)是易操作、多功能，回波圖形簡(jiǎn)易。

3.2電纜故障的判斷

3.2.1當(dāng)故障點(diǎn)電阻等于無(wú)窮大時(shí)，用低壓脈沖法測(cè)量容易找到斷路故障，一般來(lái)說(shuō)，純粹性斷路故障不常見到，通常斷路故障為相對(duì)地或相間高阻故障或者相對(duì)地或相間低阻故障并存。

3.2.2當(dāng)故障點(diǎn)電阻等于零時(shí)，用低壓脈沖法測(cè)量短路故障容易找到，但實(shí)際工作中遇到這種故障很少。

3.2.3當(dāng)故障點(diǎn)電阻大于零小于100Ω時(shí)，用低壓脈沖法測(cè)量容易找到低阻故障。

3.2.4閃絡(luò)故障可用直閃法測(cè)量，這種故障一般存在于接頭內(nèi)部，故障點(diǎn)電阻大于100Ω，但數(shù)值變化較大，每次測(cè)量不確定。

3.2.5高阻故障可用沖閃法測(cè)量，故障點(diǎn)電阻大于100Ω且數(shù)值確定。一般當(dāng)測(cè)試電流大于15mA，測(cè)試波形具有重復(fù)性以及可以相重疊，同時(shí)一個(gè)波形有一個(gè)發(fā)射、三個(gè)反射且脈沖幅度逐漸減弱時(shí)，所測(cè)的距離為故障點(diǎn)到電纜測(cè)試端的距離；否則為故障點(diǎn)到電纜測(cè)試對(duì)端的距離。

總之，電力電纜在電力系統(tǒng)中作為傳輸和分配電能，以及連接各種電氣設(shè)備等，起著不可估量的作用，迅速、準(zhǔn)確地確定電力電纜的故障點(diǎn)，不僅能提高供電可靠性，還可以減少故障修復(fù)費(fèi)用及停電損失。為了更好的確保用戶的用電纜故障情況及埋設(shè)環(huán)境比較復(fù)雜，、變化多，測(cè)試人員應(yīng)熟悉電纜的埋設(shè)走向與環(huán)境，確切地判斷出電纜故障性質(zhì)，選擇合適的儀器與測(cè)量方法，按照一定的程序工作，才能順利地測(cè)出電纜故障點(diǎn)。