電力電纜故障分析

上海滬怡是一家專業研發生產電纜故障測試儀的廠家，本公司生產的電纜故障測試儀在行業內都*，以打造“電纜故障測試儀“高壓設備供應商而努力。

1.引言

  由于現在經濟的快速發展，城市也逐漸增多，電力電纜的應用范圍就變得越來越廣。電力電纜是電力系統的重要設備，所以電力電纜的穩定運行是與人們正常生活和工作息息相關的。一旦電力電纜發生故障，輕則會影響人們的正常的工作生活，重則會引起火災，威脅人們的生命和財產安全。所以，及時對電力電纜的故障進行處理是非常有必要的。電力電纜一般被鋪設到地下或者其他隱蔽地方， 因此如何能夠準確查找到電力電纜故障點是一個重要課題。

2.電力電纜故障常見的原因

2.1 絕緣受潮

  電力電纜在絕緣受潮的情況下非常容易造成故障。而且造成電纜受潮的主要原因有：電纜制造十分粗糙，金屬的保護套有裂縫或者有小孔的存在； 金屬的外保護套被外物弄破或者是受到了腐蝕而穿孔。

2.2 機械損傷

  煤礦井下的電纜故障的主要原因就是機械損傷。有些機械損傷表面看起來比較輕微，而且在剛剛受到損傷的時候，并不會造成故障，但是這種情況不會一直維持下去的，隨著時間的累積，電力電纜就可能會由于損傷的加重而造成故障。而且很多方面都能夠造成電力電纜的機械損傷，比如：電力電纜直接受到外力壓砸而被損傷， 能夠使電力電纜受到壓砸的電氣設備有礦車和煤矸石等。自然現象能夠造成電力電纜的損傷，因為熱脹冷縮，當電纜溫度升高時，電纜的內絕緣膠就會發生膨脹，從而電纜的外套就會被脹破，還有就是電纜在移動時受到較大的摩擦力和拉力， 就會使導體和中間接頭處被拉斷。其次，還有電力電纜因為受到沖擊負荷而造成損失，當供電負荷不平衡時，非常容易發生短路和接地等故障，這些故障能夠引起沖擊性負荷，從而破壞了電力電纜的絕緣介質。

2.3 絕緣介質老化變質

  長期的過熱能夠引起電力電纜的故障， 這是因為過熱能夠使絕緣層老化變質， 而引起電力電纜長期過熱的一個重要原因就是電纜的負荷太高，很難承受。所以，通風不良的地方，像是電纜密集區、電纜隧道等，還有與熱力管道挨的比較接近的電力電纜都可能會發生由于過熱造成的絕緣層的快速損壞。除此之外，過電壓也是加速電力電纜絕緣層老化的另一個重要原因，而且，過電壓有時還會擊穿電力電纜的絕緣皮，造成故障。

2.4 電纜設計和制作工藝差

  電纜的設計對其質量有著重要影響， 復合設計標準的電纜應該終端接頭和中間接頭采用防水材料， 電場的分布也需要設計周密。當設計好電纜后，電纜的制作過程也尤為重要，要嚴格按照設計來制作，選擇適當的材料，優化工藝過程，這樣才能制作出符合要求標準的電力電纜。

3 電力電纜故障的查找方法

  電力電纜故障的查找是由三個階段組成的，即診斷階段、測距階段和定點階段。由于電力電纜的故障類型不盡相同，所以，需要采用不用的方法對電力電纜進行故障檢測。

3.1 低壓脈沖法測試

  低壓脈沖測試是應用在有低阻故障的情況，例如：短路、開路等。低壓脈沖法的優點是比較直觀，能夠明顯找到和判斷出有低阻情況的故障。低壓脈沖的測試方法是在電力電纜發生故障的相上施加低壓脈沖， 并且脈沖會沿著電纜傳播到阻抗反常的位置，電波反射被追蹤儀接收后，追蹤儀上就能夠顯示變化，我們就可以根據測試的波形來判斷故障類型。如果是短路和終端端頭的開路的話， 發射的脈沖就和反射的脈沖式一樣的，但是當短路接地和低阻時，發射的脈沖就和反射的脈沖恰好相反。

3.2 脈沖電壓法

  脈沖電壓法是應用在高阻和閃絡故障時的， 并且有90%以上的電力電纜故障都是高阻故障， 高阻故障發生的主要原因是絕緣層抗電的強度減小，而故障點的阻值都很高，所以此處的電流就會比較小，但是，采用靈敏的儀表是不能夠得到故障的位置。脈沖電壓法的測量原理是：使用脈沖高壓信號或者是直流信號將電力電纜故障擊穿，之后，得到放點脈沖從故障點到測量點的一次往返時間，從而計算得到距離。脈沖電壓法的優點有利用故障擊穿時的瞬時信號就會簡化測量過程，加快測試的速度。但是，這種方法也有其缺點就是：安全性比較差、故障點的擊穿有一些難度、故障放電時的電壓波形比較難分辨。

3.3 脈沖電流法

  脈沖電流法主要的優點是安全、波形較簡單并且接線簡單，所以，這種方法的使用時比較普遍的。其方法是施加高壓將電力電纜故障點擊穿， 再使用相應的記錄儀采集到故障被擊穿的瞬時產生的行波信號，后，利用電流的行波信號在故障點與測量點往返時間計算出故障的距離。這種方法有兩種測量方式，即閃沖法和直閃法。

3.4 燒穿故障點法

  燒穿故障點法的應用范圍比較窄，主要用于高祖故障的情況，尤其是使用油紙絕緣的電力電纜。該方法的測量方法是首先要在設備內輸入直流負高壓，然后處理高祖故障點使其出現電弧放點現象，并且需要碳化絕緣介質，使得原本的高阻故障能夠轉化成為低阻故障，采用低壓脈沖法來進行測量。

3.5 電容放電擊穿法

  采用該法來查找電力電纜故障點的接線原理如圖1 所示。

  在圖1 虛線框內的有控制箱、變壓器等設備， 調壓器B1能夠對電源電壓進行調壓、調壓變壓器B2能夠進行升壓。硅堆D 整流后就可以給電容器C 充電。當A 點電位上升到充電電壓Z高值后， 就會經過放電間隙使電纜故障點對地進行放電。由于電纜故障點絕緣弱，經過多次放電后，故障點會發出聲音或者發熱，直到*擊穿這種現象才會消失。這樣，就能準確的查找出電力電纜的故障點。接線的時候電力電纜絕緣較弱的一相接E， 剩下的二相接地，只有確定接線正確之后才能對故障點進行查找。

  綜上所述， 電力關系到了我們日常生產和生活的正常運行，所以，電力系統的正常工作具有重要意義。但是，產生電力電纜故障的原因有很多， 除了有其自身的質量影響還會受到運行的環境和自然條件的影響。所以，對不同種類的故障進行不同方法的查找和解決是有必要的，像是脈沖電壓法、脈沖電流法、低壓脈沖法和燒穿故障點法等。尤其是借助高科技的設備，就能夠保證故障點的查找和故障的及時排除和解決，獲得經濟效益。為了確保電力電纜的正常運行，還需要工作人員加強維護、提高技術，這樣就能使電力電纜經濟而且安全的運行。