电力电缆的故障检测技术分析

　　摘要：现如今，人们的生活质量在不断提高，对于电力的需求在不断加大，电力电缆是对电能进行分配与传输的重要载体，相较于传统的架空线路而言，电力电缆具有人力资源投入少、节省空间占用、安全系数更高等优点，因而颇受业界青睐。进入21世纪后，经济建设的持续稳定发展使城市规模不断扩大，城市边界不断外延，城乡一体化进程不断加快，电力线路建设中，电缆所占比重也在不断增加，尤其是在城市中心区域和工矿企业内部供电以及过江海水下电能传输等方面，电力电缆的优势尤为突出。但是，电力电缆在广泛应用过程中，也经常会有各种故障发生，因此，探讨电力电缆故障原因与检测技术的应用情况，对于保障电力电缆工作性能的稳定是十分必要的。

　　关键词：电力电缆;故障;原因;检测技术

　　引言

　　随着经济的迅速发展，城市内部空间越来越少，而社会对电力的需求日益增加，电力电缆得到了广泛的使用，节省了大量空间，电力线路中电缆的比例越来越高。由于电缆质量、老化变质、机械损伤、安装工艺等因素，电力电缆经常会发生故障。电力电缆深埋地下，导致电力电缆的运维和检修变得十分困难，一旦发生故障就会对人们日常生活造成巨大影响，因此需要快速准确地找到故障位置并及时排除故障。

　　1电力电缆故障分类

　　各项电力电缆故障并不是同一种类，在未对其进行明确划分的情况下，故障诊断和检测过程中会出现一系列问题。从时间角度进行划分，电力电缆故障主要分为运行故障和试验故障，在电力电缆运行过程中，会因故障问题运行不当，试验过程中还会因电缆绝缘问题出现故障;从故障部位的角度进行划分，需要对电缆中的重要部位进行分类，如本体、中间头、户内头、户外头是常见的故障发生部位。在电力电缆运行过程中，造成故障的原因不仅有人为因素，还有自然环境、绝缘老化和腐蚀等，这就需要根据责任的不同进行划分，短路、开路、接地和其他情况下，都需要确定故障的性质，才能够有效地处理这些故障，减少损失。

　　2电力电缆常见故障

　　2.1电力电缆铺设环节故障问题

　　电力电缆铺设任务量在不断增加过程中，就会导致其出现各种安装质量隐患，而在铺设中会受到各种不确地性因素的影响，很容易导致安装铺设工作不到位，操作缺乏标准性等问题，这些问题的存在就会直接的影响后期运行，造成无法挽回的负面影响。随着城市化的发展，在市政工程、公路等工程的开展中就会对电力电缆线路造成较为严重的影响与损伤，导致电缆系统呈现不稳定的状态。在电力电缆铺设之前，如果没有对铺设条件进行勘察分析，就会导致铺设方案与实际状况不吻合，进而诱发较为严重的故障问题。

　　2.2机械损伤

　　电缆运行过程中，经常会有施工项目未与电力公司确认便开展开挖、打桩等工作，在这过程中没控制好施工深度的话就会对电缆的保护层造成损坏甚至挖断电缆，以及自然因素导致电缆受到拉力被拉扯变形，进而引发电缆故障。

　　2.3超负荷运行

　　经济发展带来的用电量骤增使许多电力电缆处于长期超负荷运行状态，超负荷运行的直接后果是会让缆线产生大量热能，加速缆线老化，降低缆线工作寿命。

　　3电力电缆故障检测技术

　　3.1电力电缆故障检测方法

　　电力电缆安全运行的基础保障就是电缆保护接地系统，其主要的作用就是保持电位的定值，进而保障电网在不同状态中接地点电位的稳定性。通过零序直流通过半波整流电路进行检验，基于电网母线注入地，利用各个分支中接地电阻、铠甲电阻以及对地绝缘电阻等返回电网，在不同分支中的出线端中通过直流传感器则可以确定零序直流，在不同分支中的出线端中获得零序直流，构建等效直流模型。电力电缆故障检测方法主要流程具体如图1所示。故障支路返回电网零序直流数值高于非故障支路系统，利用检测各个支路出线端的零序直流代销的方式确定电缆的绝缘状态与参数，可以在电网出现故障的时候精准判断分析。

　　3.2低压脉冲检测法

　　低压脉冲检测法也是电力系统中电力电缆系统故障检测的一个重要方法。低压脉冲检测法的主要工作原理是将低压脉冲注入到电缆的故障中。对于电力电缆来说，其发生故障的位置是阻抗不匹配的位置，所以说，当将低压脉冲注入到电缆时，在故障点会产生相应的反射脉冲，因此，通过对反射脉冲和发射脉冲之间的时间差进行测量，加上以脉冲的传播速度为先验条件，能够较精确的计算出故障点的位置。因此，低压脉冲检测法也是一种重要的电力系统中电力电缆系统故障检测的方法。

　　3.3声音检测法

　　声音检测法是电缆故障检测中的一种简单方法，其主要是根据电力电缆放电过程中发出的声音，故障检测人员可以根据放电过程中的声音对故障位置进行判断，以此为基础制定故障的解决方案。电力电缆敷设在明处时，放电过程中发出的声音相对较小，极易受外界影响，这就难以利用声音判断故障位置。为了有效地改善这一问题，故障检测人员需要深入分析电缆线的实际走向，利用扩音器放大声音，以此确定故障位置。这种检测方法操作比较简单、测试范围广，但具有很强的专业性，需要由专业人员进行操作。

　　3.4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。

　　3.5电容电流检测法

　　当电力电缆处于工作状态时，系统中的线路和设备都会存在一定的对地电容，并在电压作用下产生电容电流，随着电力电缆敷设的不断增加和电力设备的大量投入运转，电容电流也会越来越大。以电力电缆而言，这样就会在缆线的长度和电容量之间发生一种关系，理论上这是一种线性关系，而电容电流检测方法所依据的正是这一原理。在应用电容电流检测方法时，最常见的是对电缆中芯线故障的检测。检测中首先需对电缆头部的电容电流进行测试，然后再对电缆末端的电容电流进行测试，最后对测试结果中正常芯线和故障芯线的电流进行比对，从中判定电力电缆故障的部位。

　　通信论文投稿刊物：《通信电源技术》杂志创刊于1984年，由信息产业部科技司主管，中国普天集团公司责办，是国家新闻出版署核准出版的通信电源专业技术类期刊，双月刊，逢单月25日出版，标准刊号为CN42-1380/TN、ISSN1009-3664，邮发代号：38-371。本刊以报道世界最新通信电源技术为宗旨，以向通信市场推广国内外有竞争力的通信电源产品和各类器件为目的，以给电源设计工程师和产品经理提供最佳帮助为主要使命。

　　结语

　　随着电网的不断发展，电力电缆作为电网系统运行中的重要组成部分，对于其的故障检测也成为人们广泛关注的问题。当前，已经有了相对成熟的故障检测方法，但是对于电力电缆的故障检测研究仍然是相关研究人员一直坚持不懈研究的问题。基于此，本研究对电力电缆故障的性质和发生的原因进行了简要的介绍，并重点阐述了电力电缆故障检测的方法与电力电缆故障的防范对策。

　　参考文献

　　[1]安允展，瞿吉，张亚亚，等.电力电缆故障分析与诊断方法的研究[J].通信电源技术，2018(3).

　　[2]黄伟荣.浅谈电力电缆故障定位技术与方法[J].科技与企业，2012(16).

　　[3]陈镇华.关于电力电缆故障性质的诊断及巡径定位探讨[J].山东工业技术，2018(24).

　　[4]倪少军.高压电力电缆故障分析及探测技术应用[J].科技创新导报，2010(9).

　　作者：付柱霖