电力电缆故障查寻探测研究

任毅 李鹏 郑江丽 邢鹏 孟祥海

摘要：现阶段随着社会经济的发展，人们对电量的需求量越来越多，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。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；故障查寻；探测研究

引言

随着人民群众生活质量的提升，社会各界对电力能源的需求量日益增加，这就使得电力电缆得到了广泛应用，其故障率相对较低，能够节省大量空间，无需投入更多的人力资源，具有很强的安全性。在现代化城市的快速发展中，老城区改造事业在不断展开，这就需要电力企业实行改造。因此，电力企业需要合理地诊断并检测电力电缆事故，为电网运行的安全性提供基础保障。

1电力电缆的分类与结构

第一电力电缆分类①电力电缆按绝缘层的材料分类主要有油浸纸绝缘电力电缆及塑料绝缘电力电缆两种。油浸纸绝缘电力电缆以油浸纸作绝缘的电力电缆，早期铺设受地形落差限制，具有安全可靠性、寿命长和价格低廉等优势。塑料绝缘电力电缆以聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、交联聚乙烯（XLPE）为材料，具有结构简单、重量轻、制造加工方便、敷设安装方便等特点。②电力电缆按电压等级分类按电压等级可分为1KV以下的低压电力电缆，6KV-35KV的中压电力电缆，110KV以上高压电力电缆。第二电力电缆结构电力电缆由导体、绝缘层和保护层组成。导体作用是传输电能，材料主要用的是铜与铝。绝缘层使导电体与外界隔离，其材料主要用的是油浸电缆纸、塑料、橡胶。保护层由导电层、金属屏蔽层、外皮构成。导电层功能是防止局部放电抑制通过电压过程，均匀化绝缘体内电应力。金属屏蔽层以镀锡软铜线所构成，做为接地故障电流回路，目的是屏蔽电场及经过接地期间保护电缆不受于感应电压危害。外皮以PVC或者PE绝缘塑胶材质作为外皮，保护电缆，具有耐酸、耐水、耐腐蚀等功能。

2电力电缆故障查寻探测研究

2.1阻抗法

使用阻抗法进行故障定位的前提是线路参数已知，并且测量点与故障点之间的阻抗可以测量或计算，并且电缆线路的参数必须均匀分布。在此前提下，故障距离的确定可以通过特定的方程计算而出。电桥法是阻抗法的一种，在电缆故障定位技术发展初期应用最多的即是电桥法。采用电桥法进行故障定位时，忽略电缆线路的分布参数影响将电缆当作集中参数进行处理，因此在相同时刻下，电缆任何一点的电流大小相等，且不存在相位偏差，电缆的本体电阻与电缆长度呈正比关系。进行故障定位前，应将故障相一端与非故障相一端相连，电桥两臂分别接在故障相与非故障相的另一端，然后调节电桥上的变阻器使得电桥平衡，电桥平衡时电流计指针为0。电桥平衡后利用简单分压关系和已知电缆长度即可求出故障点与观测点的距离。对于低阻类型电缆击穿，一般用低压电桥，而对于断线击穿，则采用电容电桥。电桥法测量结果准确，但需要完好的非故障相作为测量回路，此外，试验电压不能过高。电桥法故障定位原理简单，测量精度较高，但只适用几种特定类型的故障，对于高阻故障，电桥法失效。由于施加电压较低，在高阻故障下，电桥中流过的电流很小，对电流计的测量精度提出了很高的要求，当精度不够时则容易造成定位不准。此外，使用电桥法需要提前获知电缆的详细参数，这对于工程实践来说往往具有较高的难度，因此随着新技术的不断发展，电桥法逐渐在电缆故障诊断中淡出了舞台。

2.2声音检测法

声音检测法是电力电缆故障检测各种方法当中较为简单的一种方法，这种检测方法主要依据电力电缆放电过程中所发出的声音，故障检测人员通过对放电过程发出声音的甄别来判断故障的位置，并制定解决故障的方案。当遇到电力电缆敷设在明处的情况时，由于放电过程发出的声音比较小，且容易受到外界杂音影响，因而不易通过声音判断来准确确定故障的位置，这时就需要故障检测人员先行对电缆线的走向进行分析，然后借助扩音器对声音进行放大，这样比较容易确定故障的位置。虽然声音检测法操作简单、测试范围广泛，但是专业性很强，须专业人员才能完成操作。

2.3电容电流检测法

在电力电缆处于工作状态的情况下，电力系统中的线路和设备会有一定的对地电容，在电压作用下会出现电容电流，在电力电缆敷设日益增加、电力设备大量投入运转的情况下，电容电流会不断增加。电力电缆会在缆线长度和电容量之间出现一种关系，其本质是一种线性关系，但电容电流检测法主要是根据线性关系实现的。电容电流检测法常用于电缆中芯线故障的检测，在实际检测过程中，电力技术人员需要测试电缆头部的电容电流，随后测试电缆末端的电容电流，最后对比测试结果中正常芯线和故障芯线的电流，以此为基础确定电力电缆故障位置。

2.4故障点烧穿技术

如果电力电缆在使用过程中产生的故障点比较多，这就需要对电力电缆故障点实施烧穿处理，全面处理电力电缆中各项故障点，避免各项故障点覆盖区域扩大，缓解电力电缆各项故障。就目前来看，应用于电力电缆故障点的烧穿处理技术主要有交流烧穿技术和直流烧穿技术这两种，这就需要对这两项电力电缆故障点处理技术实施全面分析，确保相关人员能够灵活的应用这两项烧穿技术处理电力电缆长时间使用过程中出现的故障点。对于交流烧穿技术来说，其对于电力电缆烧穿设备的容量有很高的要求，并保证电力电缆在使用过程中电流能够在同一个周期中两次经过零点位置。而且应用该种烧穿技术还能保证电力电缆绝缘效果在短时间内恢复正常，故障点电阻迅速增加，使得电力电缆故障点烧穿。有效解决电力电缆在长时间使用过程中产生的故障，继而控制外在因素对电力电缆产生的影响。对于直流烧穿技术来说，应保证电力电缆中故障点电阻变化的稳定性，避免电力电缆故障点电阻过度降低。尽管这种烧穿技术与交流烧穿技术相比具备一定优势，但是也会导致电力电缆声测定位出现问题，影响电力电缆故障点查询的及时性。为此，在对电力电缆故障点实施烧穿处理时，应要求相关人员应深入分析电力电缆使用效果和电流运行变化，据此选用更为合理的故障点烧穿技术。

结语

随着经济社会的发展，电力电缆地下化导致电力电缆例行检查、提前预防故障，以及发生故障时测量诊断变得困难。电力企业管理者与现场维护技术人员为了迅速检测地下电力电缆的性能状态与电缆故障查寻探测，就需要对电力电缆的结构与分类，电力电缆故障原因及故障种类，采取相应的电力电缆故障查寻探测方法进行故障查询探测。电力技术人员需要做好电缆维护工作，深入分析电缆日常运行过程中的故障特点，及时地排除其中的故障，为电力运行的安全性提供支持，推动电力企业的进一步发展。

参考文献

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［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)．