电力电缆故障诊断及维护探析

【摘 要】电力电缆是电力系统最主要和最重要的设备之一，是发供电设备的连接纽带，是电力系统的“经脉”，某根电缆出现故障，都极大可能影响整个发供电系统的正常运行，因此，电力电缆的安全稳定和电缆故障诊断极其重要，基于此，本文从电力电缆故障产生的原因分析，探讨了电缆运行中故障诊断、维护技术和管理方法。

【关键词】电力电缆;故障;维护

1 电力电缆故障产生的原因

1.1 绝缘老化变质

①电场作用。电缆绝缘介质长期处在电场作用下，而且内部总有气隙存在，绝缘内部会产生游离，导致绝缘性能大大下降。②晶化作用。绝缘和保护层受外力和内应力的作用会造成损伤，其主要表现为由于振动晶化疲劳和冲击性电动力的危害，导致铅（铝）包层龟裂进而受潮，造成绝缘降低。③电缆绝缘层因腐蚀性老化而出现麻点、开裂或穿孔。④水分和化学作用。当绝缘介质中发生电离时，气隙中会产生臭氧、硝酸等化学生成物，腐蚀绝缘层。绝缘中存在的水分使绝缘纤维产生的水解导致绝缘性能下降。

1.2 过热

造成电缆过热的因素有多方面的，既有内因，又有外因。内因主要是电缆绝缘内部气隙游离造成的局部过热，从而使绝缘炭化。外因是电缆过载产生过热。安装于电缆密集地区、电线沟及电缆隧道等通风不良处的电缆、穿在干燥管的电缆以及电缆与热力管接近的部分等，都会因本身过热而使绝缘加速损坏。过热会引起绝缘层老化变质。电缆内部气隙产生电游离造成局部过热，使绝缘层炭化。电缆过负荷是电缆过热很重要的因素。

1.3 机械损伤

机械损伤引起的电力电缆故障占电缆故障事故很大比例。一些机械损伤很轻微，当时并没有造成故障，但在几个月甚至几年后损伤部位才发展成为故障。这类损伤主要包括下面几个方面。

（1）直接受外力作用造成的破坏。这方面的损坏主要有事故和交通运输所造成的破坏。例如，挖土、超重、搬运等都可能误伤电缆，使电缆受到直接的外力损伤。行驶车辆的振动或冲击性负荷造成电缆铅（铝）包带裂损，还会造成穿越公路或铁路以及靠近公路或铁路并与之平行敷设的点击的铅（铝）包带的破损。

（2）敷设过程造成损坏。这方面的损坏主要是电缆因受拉力过大或弯曲过度而导致绝缘保护层的损坏。

（3）自然力造成损坏。因电缆自然变形使装在管口或支架上的电缆外皮擦伤;因土地沉降引起拉力过大，拉断中间接头或导体;终端头受自然拉力和内部绝缘膨胀的作用所造成的电缆护套的裂损;因电缆自然热胀冷缩和土壤下沉所形成的过大拉力拉断中间接头，或导体以及终端头瓷套因受力而破损等。

（4）安装时损伤。在安装时不小心碰伤电缆，机械牵引力过大而拉伤电缆，或电缆过度弯曲而损伤电缆。

1.4 护层的腐蚀

因受土壤内酸性、杂散电流的影响，埋地电缆的铅（铝）包带将受到腐蚀而损坏。由于电解和化学作用使电缆铅包腐蚀，因腐蚀性质和程度的不同，铅包上有红色、黄色、橙色和淡黄色的化合物或类似海绵细孔。

1.5 绝缘受潮

电缆绝缘受潮后会引起故障。因接头盒或终端盒结构密封不良或安装不良而导致进水。电缆制造不良，金属护套有小孔或裂缝。金属护套因被外伤刺伤或腐蚀穿孔。中间接头或终端头因结构不密封或安装质量不好而造成绝缘受潮。制造电缆包铅（铝）留下砂眼和裂纹等缺陷，也会使绝缘受潮。

1.6 过电压

过电压主要是指大气过电压和内部电压。大气过电压和内部过电压使电缆绝缘所承受的电应力超过允许值而造成击穿。对实际故障进行分析表明，许多户外终端头的故障是由于大气过电压引起的。电缆本身的缺陷也会导致在大气过电压的情况下发生故障。

2 电力电缆故障的测寻方法及步骤

2.1 电力电缆故障性质的确定

电力电缆发生故障以后，必须首先确定故障的性质，然后才能确定用什么方法去进行故障的粗测。否则，盲目进行测寻，不但测不出故障点，而且还会拖延探测故障的时间，甚至会因检测方法不当而损坏测试仪器。

确定故障的性质：故障电阻是高阻还是低阻;是闪络还是封闭性故障;是接地、短路断线，还是它们的混合;是单相、两相还是三相故障。

可以根据故障发生时出现的现象初步判断故障的性质。例如，运行中的电缆发生故障时，若只是给了接地信号，则有可能是单相接地故障。继电保护过电流继电器动作，出现跳闸现象，则此时可能发生电缆两相或三相短路或接地故障，或者是发生了短路与接地混合故障。发生这些故障时，短路或接地电流烧断电缆将形成断线故障。但通过上述判断不能完全将故障的性质确定下来，还必须测量绝缘电阻和进行“导通实验”，有时为了弄清楚故障点的击穿电压，还要进行直流耐压测量试验。

2.2 电力电缆故障测寻的步骤

故障测寻第二步为故障烧穿，即通过烧穿将高阻故障或闪络性故障变为低阻故障，以便进行粗测。

故障测寻法第三步为粗测，就是测出故障点到电缆任意一塔的距离。粗测方法有多种，一般可归纳为两大类。第一类是经典法，如电桥法等;第二类是现代法，如脉冲法等。现代法与经典法相比，具有不一定必须依赖准确的电缆资料，而且具有测寻简单的优点。所以能适应生产发展的要求。

故障测寻第四步为测寻故障电缆的敷设路径。对于埋地电缆及时找出故障电缆的腐蚀路径和埋设深度，以便进行精测（定点）。当然，为了绘制埋地电缆敷设路径的图样，有时也要测寻电缆的敷设路径。测寻方法是向电缆中通人音频信号电流，然后利用接受线圈通过接收机接收此音频信号。

故障测寻的第五步为故障点的定点（精测），也就是确定故障点的精确位置。通常，采用声测、感应、测接地电位等方法进行定点。

上述五个步骤是一般的测寻步骤。实际测寻时，可根据具体情况省略一些步骤。例如，电缆敷设路径的图样准确时可不必再测敷设路径。对于高阻故障，可不经烧穿而直接用闪络法进行粗测。对于一些闪络性故障，不需要进行定点，可根据粗测得到的距离数据查阅资料，直接挖出测点处的中间触头，然后再通过细听而确定故障点。对于电缆沟或隧道内的电缆故障，可进行冲击放电，不需要使用仪器（用定点仪等）而直接用耳听来确定故障点。

3 电缆故障的处理及维护

3.1 查找电缆故障部分

一般是用摇表测量绝缘电阻和做直流耐压试验并测量泄漏电流，来测试电缆芯对地或电缆芯间绝缘状况，以发现电缆故障。然后用故障探测仪找出故障点，切除故障部分。切除电缆故障部分后，必须进行电缆绝缘的潮气试验和绝缘电阻试验。电缆故障修复后，必须核对相位，并做耐压试验，经试验合格后，方可恢复运行。无论电缆是在运行中或试验时发现的故障，其故障部位切除后应妥善保存，以便进行分析，采取反事故对策。修理电缆线路故障，必须填写故障测试记录。

3.2 对电缆备品的管理

为了确保电缆的正常运作，需要准备相应的电缆备品，并加强对备品的管理，将其存放在交通便利的干燥地方，建立遮棚并设置相应的防火设施。对于不同型号的产品要分放置，并做好详细的记录，以便查找和取用。此外，电缆备品必须经过耐压试验，合格后才能够进行封闭保存。

3.3 对技术资料的管理

技术资料为后期工作提供了指导和借鉴，必须认真对待，及时、准确、系统地对资料进行整理和完善。完整的技术资料主要包括以下内容：电缆网络总平面图、电缆敷设线路图、三头安装记录、缺陷处理报告以及故障报告等。

参考文献：

[1]杨斌，章立军，郭云.等.电气设备诊断现场实用技术[M].北京：机械工业出版社，2012（4）.