高压电缆故障分析判断与故障点查找张鹏飞

高压电缆故障分析判断与故障点查找张鹏飞

张鹏飞

国网江苏省电力有限公司泗阳县供电分公司江苏宿迁223700

摘要：随着社会的发展和经济水平的提高，我国电力系统也得到了快速的发展。电缆线路，尤其是交联聚乙烯电力电缆，以其结构简单、负载能力强、机械强度高、绝缘性能好且易于安装、施工和维护等优点，成为高压输电线路的重要组成部分。然而，由于高压电缆往往埋在地下，故障的分析判断与故障点的查找比较困难。所以探讨如何快速地判断故障的原因及位置，尽快排除故障，恢复供电，具有非常重要的现实意义。

关键词：高压；电缆故障；判断；故障点；查找

1高压电缆常见故障分析

1.1电缆附件的故障

高压电缆应用过程中对其附件有很高的要求，其本身也具备制作工艺复杂的特点。高压电缆终端与接头的附件很容易发生各种故障。目前常见的附件故障产生原因有以下几点：第一，制作的电缆中间接头、终端存在质量问题，比如导线压接、导体连接管压接等在制作过程中，未按照要求工艺技术要求进行，造成附件质量低劣，导致出现故障；第二，选择制作附件的材料不合理，需求的膨胀系数与本体不符且有较大差异，严重影响密封性，很容易出现短路的情况；第三，在制作电缆接头的过程中，周围环境湿度与标准不符合，对电缆的绝缘性能造成了较大影响，甚至造成电缆击穿故障。

1.2电缆老化的故障

由于高压电缆使用时间过长，或是受到其他因素如机械、电光热等因素的影响，其绝缘性会明显降低，于是发生故障。高压电缆的使用寿命较长，但是通常在应用30年后均会有老化的情况，再加上其他外界因素的影响，有的甚至故障发生时间更短。此外，导致电缆出现老化的原因还有以下几点：第一，选择的电缆型号不合适，在长期超负荷工作状态下导致电缆过早老化；第二，线路与热源比较靠近，长期处于高温环境下，于是出现热老化情况；第三，应用的环境下存在与运行产生不利化学反应的物质，在这种作用下加速电缆老化时间。

1.3电缆护层故障

电缆护层具备一定的绝缘性能，确保电缆主体尽可能少受侵蚀与损坏，对其性能加以保护，但是电缆护层出现故障的概率较高，严重影响传输效果。电缆护层出现故障的主要原因包括电缆本体或电缆附件在生产制作过程中出现质量不合格的现象，电缆护层存在缺陷；电缆施工没有达到相关工艺要求，施工质量不符合标准，造成护层故障；受到建筑施工外力影响使其受到破坏。

2故障分析与故障点查找

2.1电缆故障分析

电缆故障一般可分为高阻、低阻故障；闪络、封闭故障；接地、短路、断线，混合故障；单相、两相、三相故障。电缆故障分析需要先判断故障的类型，并根据故障的原因做进一步检测，以节省时间，提高诊断效率。故障的粗测和精测也需要检修人员根据实际情况进行选择，这样才能更为有效地掌握故障情况，从而有利于进行进一步的综合诊断。通过检测电缆故障电阻状态时，根据万用表可以分析判断是高阻故障还是低阻故障；通过直闪法测量，可以判断是否出现闪络故障；在故障点电阻为零时，可以采用低压脉冲法进行分析判断；在故障点电阻无穷大的情况下，可以采用低压脉冲法进行测量，判断断路故障原因。在分析判断高压电缆的过程中，需要先判断故障类型，然后采取相应科学的措施对故障原因和故障类型进行进一步检测确定，提高诊断效率，降低判断出现错误的概率。

2.2电缆故障测距

（1）电桥法。电桥法是一种经典测试方法，操作简便、测量精确度高，适用于除高阻和闪络型故障以外的其他故障检测。这是因为一般灵敏度的电表无法检测出高阻故障导致的微小电流。故障电阻甚至会由于故障点烧断而升高，亦或是故障电阻过低导致永久短路，这都影响后期放电声测法测定具体的故障点。

（2）低压脉冲反射法。此方法依据的理论是微波传输理论，工作人员需要加入脉冲信号在电缆故障相上，随后电波在传输的同时如果触碰到故障点，就会将一部分的电波进行反射，对反射的电波进行时间差的测量与计算，就能明确具体的故障范围。长期的应用实践可以发现，脉冲阀针对低阻故障的测试和金属性短路故障的测试对应的准确度较高，而在电波长度的校准、电缆部分接头位置的显示以及电缆传输速度的校对方面均有较为明显的优势，但是其不能用于测量高阻与闪络型故障。

（3）脉冲电压法。高阻与闪络性故障常用脉冲电压法测定。这种方法使用了半个世纪之久，测定一直很精确。这种方法是对故障电缆通入直流高压或脉冲高压信号使故障处击穿，通过测量观察点和故障点之间脉冲电压的间隔时间确定故障点位置。这种方法不需将故障点烧穿，且测试速度较快，测试过程也相对简单、易于操作，因而对电缆故障检测有重大贡献。

2.3故障点的精确定位

（1）冲击放电声测法。这种方法非常常用，主要通过在故障电缆任意位置上增加高冲击电压的方式，确定故障点闪络放电情况下的声音，在其传至地表以后应用定位仪就能找到最终的故障点。具体的接线原理如图1所示。

图1冲击放电声测法的应用原理示意图

（2）声磁同步法。利用声磁同步法可测定高阻和闪络型故障发生的具体位置。在电缆一端施加高压脉冲后，故障点会发生伴随声音信号和电磁信号的放电，由于交联聚乙烯电缆内部存在大量无规则的气隙，放电时击穿处发出的声音会在电缆的填充物内漫射。这种方法最好选择在夜间比较安静时使用，既能收到明显的磁场信号，还可避免噪声对放电声音的影响，有利于监听具体的故障位置。

（3）音频法。在高压电缆出现单相、两相以及三相短路故障时，电阻值为零，放点间隙短路，冲击放电声测法听不到放电声，无法精确对故障点进行定位，此时则可以采用音频法。基于高压电缆两心线里流动的电流，产生的磁通相位差与故障点前后磁通变化规律性，从而产生了音频法。这些方法的应用需要针对具体的情况选择性地发挥其应用优势。

3结语

总之，高压电缆在我国电力系统中起着至关重要的作用，在高压电缆出现故障时，科学、准确、迅速的判断电缆故障，通过采用准确的检测定位方法与合适的仪器，精准的定位电缆故障点，从而更快、更好、更效率的修复高压电缆故障，降低电缆故障造成无法供电的概率，为人们生活、生产提供安全稳定的电能保障，推动我国电力事业的健康发展，加快我国现代化城市和农村的建设。

参考文献

[1]电力电缆故障分析与故障点定位[J].龚道华.低碳世界.2016(35)

[2]电力电缆故障点分析及查找[J].李旻松.科技创新与应用.2015(10)

[3]浅析电力电缆故障判断与查找[J].周立龙.科技展望.2016(30)

[4]试析高压电缆故障分析判断与故障点查找[J].谢亚军.通讯世界.2016(13)

作者简介

张鹏飞（1992.5-），男，内蒙古赤峰人，东北电力大学土木工程（输电方向）学士，单位：国网江苏省电力有限公司泗阳县供电分公司。