电缆故障检测与定位赵亚洲

电缆故障检测与定位赵亚洲

赵亚洲刘自涛

（国网河南省电力公司南乐县供电公司457400）

摘要：电缆在煤矿使用量较多，特别是井下。长时间运行的电缆，故障也容易出现故障，且越来越多。鉴于电缆线路的隐蔽性及其测试设备的局限性等原因，使得故障的查找也非常困难。如何合理地选择故障测试设备，做到准确、快速地查找故障，缩短故障停电时间，减少损失与事故，是值得研究的问题。

关键词：电缆；故障；检测技术

1电力电缆故障的类型与原因

1.1故障类型

电力电缆故障按照不同的标准可以分为不同类型，从方便故障检测角度考虑，按照绝缘电阻的大小可分为：开路故障、低阻故障以及高阻故障。开路故障：也就是电缆导线发生断裂，致使绝缘电阻无限大、电能无法传输到对端；低阻故障：电缆相间或者相对地绝缘受损，致使绝缘电阻变小，短路故障是低阻故障的极端表现；高阻故障：是指绝缘电阻大于10Z0的故障，又可分为：泄漏性故障和闪络性故障。

1.2故障原因

引起电缆故障的因素有很多种，分析其产生的原因，对电缆的维护和快速检测定位都非常重要。常见的故障原因有以下几种：（1）线路老化，电缆运行环境一般比较恶劣，常用的绝缘材料交联聚乙烯在酸、碱、盐、水以及微生物的作用下会发生老化，天长日久导致绝缘层被击穿，造成短路或低阻故障。（2）机械损坏，对于埋地电缆这类事故比较多，在工程施工时未经确认进行开挖、打桩等作业，或者重型车辆碾压等都容易导致电缆错位、扯拉度形，致使故障发生。（3）电缆接头制作不良，电缆接头没采取必要的防潮措施、密封不良、接头电线连接压接不良、接头位置不合理等都容易引起电缆电力电缆故障检测及故障点定位技术探讨文/张建勋电力电缆一旦发生故障对供电系统影响很大，本文分析了电缆故障的常见类型与产生原因，总结了当前电缆故障的主要检测和定位方法，对电缆故障的维修和提高供电系统可靠性有一定的意义。摘要故障。（4）电缆施工安装不规范，在施工时没有严格按照安装要求去做，可能出现碰伤电缆、牵引过度而拉伤电缆、弯曲过度、电缆错位变形等问题，这些都可能引起电缆故障。（5）自然原因，如因温度差异引起电缆涨缩，致使绝缘层外皮擦伤或导体中断，或者雷电、狂风、暴雨等自然因素都可能引起电缆故障。

2电力电缆故障的检测与故障点的定位

2.1检测与定位步骤

当电缆线路发生故障时，首先需要确定故障的类型，再对故障点进行预定位，再精确定位，从而快速抢修把损失降到最低。确定故障类型可以采用兆欧表对电缆中每相对比绝缘电阻的阻值，若阻值为零，需要用万用表测量故障电阻，从而确定是高阻还是低阻故障，再对相间绝缘电阻进行测量，确定是否出现相间短路；确定好故障类型后，再进行故障的预定位，从电缆的一端测试，确定故障点到测试端的大致距离；再用相应的仪表和测试方法对故障点进行精确定位。

2.2故障的预定位

（1）低压脉冲反射法。该法是向电缆中输入低压脉冲信号，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）高压闪络法。高压闪络测试法适用于测试电缆的高阻故障，例如：高阻泄漏故障和高阻闪络性故障。电缆故障点的直流电阻大于该电缆的特性阻抗的故障，均称为高阻故障，电力电缆的绝大部分故障都属于高阻故障，高阻故障又分为高阻泄漏性故障和高阻闪络性故障。直流高压闪络法适用于测试高阻闪络故障，检测波形简单，容易理解。用低脉冲法是无法对高阻故障进行测试的，因为，故障点等效阻抗几乎等于电缆特性阻抗，所以其反射系数几乎为零，无法进行正常测试。

（3）冲击高压闪络法。冲击高压闪络法与直流高压闪络都属于高压闪络的范畴，因此，试验电路非常相似，而冲击高压闪络法更适用于测试大部分闪络故障。冲击高压闪络法，只需要在充电电容器与电缆之间增加一个球型放电间隙。

检测过程中，首先对充电电容充电，当电压充满后，此时球型放电间隙会击穿放电，电力电缆会得到一个瞬时高压，如果电压高于故障点的临界击穿电压时，故障点会击穿放电，并且将电流电压信号向两端传播。此时，检测仪器捕捉到该信号后就可以进行故障定位。与直闪法相比较，冲闪法波形比较复杂，辨别难度较大，准确度虽然较低，但是适用范围比直流高壓闪络法更广。

2.3故障点精确定位

在上述方法测距后，要根据初测结果再到缆路径上进行精确定位。精确定位技术主要包括：声测法、声磁同步法和音频感应法。（1）声测法是通过故障点放电时产生的声波进行定点，利用声音传感器检测电缆发出的声音信号，声音最大的地方就是故障点。声测法简单易行、便于操作，但是很容易受环境噪音的影响，有时需要在夜里才能测试；此外，当遇到闪络故障，声音范围较大，很难做到精确定位。随着技术的进步，单纯的声测法应该逐渐变少。（2）声磁同步法通过在故障电缆上施加高压脉冲，故障点会被击穿放电，产生声音信号和电磁波信号，通过仪器检测这两种信号，如果是同步的则可以认为该声音是故障点放电产生的，若不同步则是干扰信号，以此来判断故障点位置。磁场信号比声音信号传播的快，两者传到地面同一点的时间差就不同，通过探头找到时间差最小的地方，探头所在位置的正下方就是故障点的位置。声磁同步法提高了定点时抗环境干扰的能力，是目前最理想的精确定位方法。（3）音频感应法是通过接受从被测电路的一端注入音频电流发出的电磁波来定位的，当被测信号传输至故障点时，信号不能继续传输，则在故障点两边会出现信号差异，利用接收器探测信号的变化，就可以确定故障点的位置。该法一般用于探讨低阻故障，对于这种故障，故障点的声信号非常微弱，用传统的声测法很难测试，所以要采用音频感应法，其测试精度较高，效果较好。

结束语

电力电缆的安全运行关系到供电系统的可靠性，供电公司在铺设电缆时，要严格要求并规范管理，以确保施工质量；在运行阶段，要健全电缆全生命周期管理，加强对线路的实时状态监测；供电公司的技术人员，应该了解电缆故障的类型与原因，掌握相应的检测与定位方法，一旦发生电缆故障，能够迅速采用合理的方法和仪器，检测并确定故障点的位置，及时排除故障，这对保障供电系统安全运行和提高供电可靠性都有重要意义。

参考文献：

[1]卞佳音，单鲁平.城市电网高压电缆运维技术探讨[J].机电工程技术,2014,43(2):25-28.

[2]李俊秀.电缆故障的检测及预防措施[J].自动化与仪器仪表，2014，(2):157-161.