电力电缆故障原因及检测技术

摘要：随着我国经济的快速发展，社会经济建设对电力电缆的需求也随之增长，电力电缆供电广泛应用于日常生活中的各个方面。但电力电缆多埋于地下，一旦发生故障，寻找起来十分困难，往往要花费数小时，甚至几天的时间，不仅浪费了大量的人力、物力，而且会造成难以估量的停电损失。另外，电力电缆故障情况及埋设环境比较复杂，变化因素多，相关的电力电缆工程人员需要熟悉电缆的埋设走向与环境，才能确切地判断出电缆故障性质，还需要依据实际情况选择合适的探测仪器与分析方法，结合相关的工作经验，这样才能更加快速地解决电力电缆故障问题。本文对电力电缆故障原因及检测技术进行分析，以供参考。

关键词：电力电缆；故障原因；检测技术 引言

近几年，随着城市建设步伐进一步加快，对土地资源审批和居住环境诉求及城市安全的提高，新建架空线路已不被现在都市生活所接受，现有的城市架空线路也逐步改造为地下电缆，电力电缆逐渐演变成主要城市输电方式。由于电力电缆不同于架空线路露天架设，受地下环境腐蚀作用，电缆线路的绝缘老化、受潮和机械损伤等因素造成的故障停电事故严重地威胁着人民生命财产的安全。在电力电缆线路发生故障后，快速精确定位故障点位置，可加快故障点查找速度，减少停电时间所造成的经济损失。因此，电力电缆故障精确定位是本系统所研究的重要方向。

1电力电缆故障发生的原因

基于现阶段国内配电网建设实际而言，电力电缆出现故障问题是由很多因素引起的，一般来说有机械损伤、超负荷运行和电缆头故障等。对机械损伤来说，通常情况下是在电缆连接作业过程中的不规范操作抑或是外部环境因素影响导致的绝缘层受损，这样的机械损伤虽然并不会对电缆正常运行带来较大干扰，但可能埋下安全隐患，此类故障现象能够借助作业人员的外观检查来找出，同时可以

利用相对简单的措施予以处理。而对超负荷运行所导致的故障而言，由于电缆具有规定的负荷值范围，若电缆长时间处在超负荷运行的状态下，很容易造成其绝缘层受损，绝缘层无法真正发挥出实际作用，对电缆的安全稳定运行带来非常大的影响。对电缆头故障来说，它属于电缆故障中的一种较为普遍的问题，导致该故障出现的原因一般情况下是电缆在生产阶段就存在缺陷，从而导致实际运行时产生电缆头放电的问题，与此同时导致该故障发生的关键性因素即接头位置的接地屏蔽作用不明显，导致电缆头常常会存在感应电压过高的问题，最终造成电缆被击穿。另外造成电力电缆出现故障的原因还有很多，比如说电缆自身质量、长时间运行使用而出现老化、安装作业不规范等。

2电力电缆故障精确定位 2.1电缆行波波速

行波中不同频率分量的传播速度不同，频率越高传播速度越快，频率越低传播速度越慢。电缆线路故障时产生的初始行波经过一段时间的传输后，各频率分量之间将发生相移，造成波头形状的畸变。由于不同频率的信号分量传播速度不同，用固定的经验速度进行定位势必会引起定位误差。此外，由于电缆材质的问题，同一根电力电缆也会发生不同程度的老化，电缆绝缘程度的老化情况不同也会影响行波在电缆中传输的速度。

2.2三角形算法

针对双端行波故障测距算法存在难以准确、便捷地识别故障行波波头等问题，本方法采用了一种三角形算法找故障时刻起始点，此方法可规避小波变换的小波基函数和尺度函数问题以及HHT变换的模态混叠问题，通过对行波波形数据进行零相移数字滤波、选取波形起始点尚未到达时的参考点及波形最大值点建立直线方程，取原始波形中距离新建立支线方程最远的点为行波的起始点。与传统双端行波故障测距采用捕捉波头获取行波到达时刻或利用小波分析获取信号奇异点的方法得到行波到达时刻等方法相比，此算法行波到达时差计不受行波传输色散效应的影响，不因波阻抗造成的行波衰减、失真问题而降低定位精度;同时，能够

解决行波传感器因频率响应带宽较窄使行波波头发生畸变导致的故障点定位精度不高的问题。

3电缆故障查找方法 3.1全面搜查法

全面搜索法是一种较为传统的排查方法，在电力电缆故障在发生故障时，相关部门的技术工程师首先将之前电力电缆的设计施工图纸找出来，然后按照施工图所标注的电力电缆线路和相关运行数据进行逐一核查，找出异常的运行数据，判断电力电缆故障产生的位置，然后对该电力电缆位置的故障问题进行全面搜查，直到确认故障点位为止。若电力电缆线路发生的是一般性电力电缆线路短路故障，可以安排工程师到故障点进行全面搜查，这种情况下需要注意一些细节检测;若线路所处地埋环境比较恶劣，电力电缆长期受到电流作用会让电缆绝缘产生大量的热量，这种情况其电力电缆线路电流流过的位置都会受到一定程度的破坏，容易出现短路故障，因此，采用全面搜索法就比较恰当。但由于全面搜查法对电力电缆线路故障排除的时间长，工作效率低，目前在我国电力行业很少被使用。

3.2故障定位仪

电力电缆故障定位测试适用测试对象为具有金属导体(线对、护层、屏蔽层)的各种光缆、电缆。其主要功能为对地绝缘不良点的定位测试，线缆路径的探测以及线缆埋深的测试，这种类型仪器的优点是定位精度高、抗干扰性高。在使用过程中，电力电缆相关维护人员可以按照电力电缆故障定位仪发出的声音来确定故障出现的位置。目前该仪器主要的工作原理有弧反射法和三次脉冲法2种，主要应用在地埋式电力电缆和地下住宅配电(UＲD)系统中对电力电缆线路故障的探测。故障定位仪的使用可以在很大程度上提高工作效率，节省人力成本，对企业的经济效益也有很大的帮助。

4电力电缆故障检测技术

电桥法属于实际工作中运用较为普遍的一种电缆故障检测方法，但由于它不符合现阶段电力行业的实际发展需求在很多地区已经开始被淘汰。电桥检测主要

是把待检测电缆故障相和非故障相连接成小桥，依靠控制桥臂的可调电阻器让电桥处在相对平衡的状态，随后借助桥臂电阻计算得到电阻值，电缆长度和电阻成正比关系，进而能够按照电阻值计算电缆故障距离。这一检测方法属于一种较为经典的检测技术，其实际操作便利且精准度较高，一般情况下应用于电缆接地以及短路问题的检测，但缺点在于无法针对高阻和闪络性故障进行检测，这是由于发生故障后电阻较高的情况下，电桥通过电流较低，如果仪表灵敏度不高则难以有效探测。电桥检测还应当提前了解电缆具体材质、长度等相关参数，如果属于不同截面的电缆组成还应当对电阻予以换算，同时该方法无法测量三相短路故障，因此近年来逐步开始被淘汰。

结束语

电力电缆工程是重要的民生基础设施建设，持续稳定的电力供应，才能够保障各行各业的快速发展。为确保电力电缆的稳定运行，需要及时进行电力电缆施工故障分析和经验总结，并制定相应防范措施。通过这些举措，可以有效减少电力电缆故障，提高广大电力工作者的故障排查和修复水平，保证电网系统的正常传输和运行。在进行电路检修时，要采取合理的方式，维护整个电力系统的稳定性，让我国发电厂更加安全的生产。

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