电力电缆故障分析与故障点定位分析

电力电缆故障分析与故障点定位分析

李志居袁灼荣

东莞市卓安电气安装有限公司广东东莞523000

摘要：电力在现阶段已经成为了日常必不可少的一项能源动力，它承担着重要的任务。而当今的网络时代，需要电缆来与电力连接，这是目前的主要形式。科技越来越发达，人们日常对电力的需求量也越来越大，供不应求。在这种情况下，产品的质量也出现一系列的问题，比如：工艺的制造、电缆中部以及终端头的制造等，还有一些故障性的问题，这些都能给经济带来巨大的损失。本文就根据这些故障性的问题进行研究并加以分析。

关键词：电力电缆；故障；定点；原因

引言：

在经济飞速发展的今天，电力已经成为重要的能源，电缆便有着连接的重任，电力电缆给人们带来很多生活上的便捷，但是任何一个产品都不是完美的，它存在着诸多的问题，如技术上的瑕疵，以及技术应用上出现的一系列的故障、电缆制作方面的质量问题以及工艺问题。为了减少不必要的经济损失，减少一定的故障，降低故障的出现频率，因此对电力电缆的故障分析需要更加透彻，这就需要用到故障的定点分析，以此对其更加深入的进行研究。

一、电力电缆故障分析

（一）故障的类型

目前，电力电缆在我国电力的传输中扮演着重要的角色，在电力的运输过程中,电力不可能从一个地方被完全地运送到另一个地方，途中有一定的疏漏也不可避免。但是，最可怕的并不是疏漏，而是在运输过程中出现的故障，这些故障直接导致电力的运输状况。由于这些故障是多种因素造成的，所以导致故障的类型也是多种多样，一些具体的故障有以下几种：其一，依据电力电缆故障的表面现象来说，有开放式和封闭式这两类故障。其二，出现故障的位置也是一个影响因素，可能是电缆的头出现故障，也可能是电缆本体的故障。其三，间接影响。电缆是接着地面的，地面的状况不同，出现的故障也就不同，可以分为接地、混合、相间这三类故障。其四，电力电缆有一定的电阻，这也是一种影响因素，可以分为断线、混线以及混合故障这几类。混合故障又是由好几种小故障构成的，其中包括高电阻故障、低电阻故障以及闪络性故障。这些各种各样的复杂的电力电缆故障，有着不同的导致因素，所以对于这些复杂的故障，只有进行针对性的分析，才可以排除它们。

（二）导致故障的原因

电力电缆出现故障，往往不是单方面的，经过研究人员严格的排查分析，导致其故障的是多种因素共同作用的结果。为了更好地防止事故发生，避免经济的损失，总结出了以下几种因素。

1.自身原因

电力电缆本身的装置就是一大原因，而且这是一种非常重要的内在因素，电力电缆机器的本身发生变化，就可能导致故障的出现。经过研究发现，有大约57%的故障都是由于机器本身被破坏而导致的。机器本身的损坏，有自然的因素，也有外力的因素，一些机器受到泥石流、山体滑坡、地震等一些自然灾害，受到极大的拉力，导致电缆的接口与机体脱离，造成一定的事故。外力因素就是人类城市的频繁建设，以及工地施工过程中造成的极大的牵引力，从而导致机体出现脱离故障。

2.电缆绝缘性差

电缆不是绝缘体，所以它需要一定的绝缘物质进行保护，而一些潮湿的环境不能完全把电缆绝缘。为了不影响人们的正常生活，电缆一般都是埋藏在土地里的，一些直接埋藏的电缆，由于受到了土地潮湿的影响，造成诸多的故障。其实，它的主要原因还是电缆头制造的工艺不够精良，导致土壤中的水份入侵到电缆里面，再夹杂着一些其它成分，很容易把电缆头的保护套给腐蚀了，所以绝缘受潮的这一大因素也需要进行深入的分析。

3.过电压因素

一般来说，电力电缆设备都是地下绝缘的，因此，它可以承受的电压也是一定的，其相应的电压值大约在几十伏特到几百伏特。但是经过研究调查总结出的规律来看，电力电缆绝大多数都是超出其相应的电压值的，这就是过电压因素。它导致电气设备的电压升高，虽然升高的时间是极其短暂的，但依然会出现电气电缆的绝缘闪络，或者直接被击穿，给电力电缆带来严重的破坏，造成一定的故障，影响电力能源的正常运输。

除此之外，造成电力电缆故障的因素还有很多种，比如：绝缘体的老化现象、产品的质量缺陷、温度过高等这些因素，都可以导致一些故障的发生。

二、电力电缆故障点定位方法的分析

（一）声磁同步法

电磁可以产生电磁波，因此可以利用电磁波的扩散来确定故障点，这样既方便又准确，还可以检测出由电压因素引起的一系列故障。一旦出现过电压状况时，强大的电压一定会把故障点击穿，产生电弧，释放出声波并且产生一定的震动，同时电力电缆设备也会向周围辐射，并且冲击电磁波。因此，电磁波在这一过程中起到了至关重要的作用，相关工作人员可以通过电磁波来确定出故障点的所在位置。所以，为了很好的接受电磁波，可以采用磁性天线放大自身的磁性来驱动电压表，将电力电缆与电压表相关联，电力电缆每被击中一次，电压表将摆动一次。通过这一原理，只要看到电压表的摆动或者听到电力的声音，就能很大程度上确定故障点的位置。但这种方法一旦遇到低电阻或者是金属性接地故障，便会出现误差，因此这两种故障不采用声磁同步法。

（二）声测法

过电压可以成为一种影响因素，那么也可以让它成为一种检测方法，当电力电缆出现高电阻或者是闪络性故障的时候，过电压不再是故障的标志，而成为了检测故障具体位置的有效工具。尤其是对于高电压电缆绝缘层的检查，一般情况下都会采用这种方法。其原理是对电缆施加高电压，使故障点被击穿，从而强迫故障点放电，通过电力使机器产生机械振动的“啪、啪”声响，根据声音发出的位置，可以非常准确的确定故障点所在的方位，从而进行声音定位，排除故障。但是任何一种方法都具有一定的局限性，既然声音可以定位，那么，一旦出现了声音的干扰，声音定位就未必可行，所以该方法只适用于声音干扰较小的情况下。

（三）跨步电压法

这种方法需要定位仪探针进行故障定位，该方法的使用是通过故障与接脉冲直流电源间，使电流经过整个路径，当电流产生一跨步电压时，就说明该路径出现了故障点，这时再使用仪器探位针，就可以找出故障点。其原理是利用电位差的变化进行检测的，当电流通过时，在故障点的附近就会形成一个电位差，电位差急剧增大，进入一个高峰值，使信号发生规律性的变化，在其上方移动探针，观察探针指向零位时，就是故障点的所在位置。

（四）音频感应法

音频感应法是我国现阶段最常用的电力电缆检测法，它可以特别精确地感应出电力电缆故障点的位置，不仅能够弥补其它方法的不足，而且还可以将其它方法一并融合。这种方法既可以检测电阻低的故障，也可以检测两相短路，三相短路并接地，三相短路等各种各样的故障。在使用这种方法进行故障点的定位的时候，也需要通过电流产生电磁波，进行信号接收，将其放大，传送给检测人员。虽然操作过程较为繁琐，但却克服了定位不准、易受干扰的不足，定位的精确性可以被检测人员更好地接受。

该方法的原理是用音频器向电缆发出电流，使其产生电磁波，由地面探头进行信号接收，在将信号传送至耳机，根据信号的强弱来判断故障点的位置，探头在移动过程中，当移动到距离故障点一两米的时候，音频信号就会中断，由此判断出的电力电缆故障点是准确无误的。

结束语：

根据上文所讨论的内容，可以看出电力电缆既能为社会带来能源，也能造成巨大的损失。而这些巨大损失的源头在于电力电缆出现的多种故障，这些故障多种多样，导致故障的因素也是五花八门。所以为了减少损失，相关工作人员应当进行深入的故障分析，了解电力电缆故障的发生频率，掌握熟练的故障点定位方法，准确无误的找出原因，排除故障，保证电力能源的正常传输，减少社会的经济能源损失。因此，相关工作人员要更加深入地研究故障点定位技术，以确保我国电力能源的发展。

参考文献：

[1]陈浩超.电力电缆温度在线监测系统设计及应用[D].华南理工大学,2017

[2]黄嘉盛.基于光纤传感技术的电力电缆故障点定位的研究[D].华南理工大学.2013

[3]韩聪.基于单片机的地下电力电缆路径检测系统研究[D].长沙理工大学.2015