电力电缆故障探测技术分析与应用

摘 要：随着城市电网改造工作的不断开展，多数企业在高压电力电缆方面的应用日益增加，提高和保障电力电缆故障检修效率和电力的可靠性能够实现对故障点进行快速定位。通过近两年来对电力电缆故障的分析，电力电缆故障主要表现为低阻故障、高阻故障和闪络性故障。对近年来常用仪器检测的数据情况进行分析，能够合理选择故障测试设备，掌握先进探测技术。

关键词：电力电缆；故障探测；三次脉冲；闪络法

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.136

、0 引言

伴随电力电缆在供电系统中的广泛应用，电缆故障直接影响供电的可靠性，电缆线路的增多，要求迅速准确的找到电缆故障并及时恢复电缆供电；但是由于电缆线路存在隐蔽性和监测设备局限性等缺点，在排查电缆故障方面存在很多困难，本文主要通过准确快速查找电缆故障进行分类，迅速寻找电力电缆故障点，提高电力供电的可靠性，减少应电力故障带来的直接经济损失。电缆故障发生的主要原因主要分为机械损伤、绝缘受潮、绝缘老化变质和材料缺陷等类型的原因导致出现短路等问题，电缆故障实质上是串联和并联之间的故障，串联故障是将电缆一个或多个导体断开，并联故障是在导体外皮和导体之间绝缘性下降，导致无法承受正常的运行电压。

1 电力电缆故障探测方法

1.1 探测方法的发展

在我国对电力电缆故障的测试方法不尽相同，但有大体一致的趋势，先通过故障诊断，再根据结果进行故障定位，最后根据定位制定及时补救的办法。当今世界上采用较多的是电桥法进行电缆故障检测，两者对低阻故障较为准确，但对于高阻故障，可结合燃烧降阻法加大电流将故障的绝缘电阻降低，已到达可以使用电桥法的目的。对于高阻故障主要采用直流检测法，是目前国产高阻故障测试仪的主流方法，电流电压闪测法可以解决高阻电缆故障的基本问题，在我国应用广泛，但是存在需要靠人为判断的因素，因此存在一定的误差。上世纪90年代出现了二次脉冲法测试技术，低压脉冲较为准确，主要方式是通过在故障点瞬间发射一低压脉冲，该脉冲在故障点发生短路反射，形成波形记忆，复发到低压测量脉冲电缆中，直接达到电缆末端，将反复两次脉冲形成对比，判断故障点的具置。

1.2 直流电桥法

电缆故障探测工作首先要判断明确故障性质和故障点，根据故障点的情况将故障分为开路故障、低阻故障和高阻故障三种，故障的性质决定了故障的探测方法，要在发生故障时找到准确的故障点，配合一些方法对故障进行定点。直流电桥法是一种广泛使用的测距方法，该方法电缆沿线均匀，根据惠斯通电桥原理将电缆短路故障点的两侧黄线引入直流电桥，当对地电阻较大时需要采用高压直流电桥，但由于高压直流电桥反应迟钝，使用较少。

1.3 二次脉冲法

脉冲法的基本原理是将电缆视为均匀长线，按照行波理论进行分析，电缆中波的传播速度与电缆的绝缘介质性质有关，与电缆导体芯线的材料无关，因此得到广泛应用。国际上提出的多次脉冲法即二次脉冲法，可以检测30kv以下级别的电缆的高低阻故障和断路故障，二次脉冲综合低压和冲击脉冲法的优点，利用冲击高压击穿故障点，在这段时间内，发射低压脉冲，可以计算他们的时间间隔计算出故障点距离。二次脉冲法在测量过程中，故障点需要降低，无法确定电缆维持低阻状态的时间，给二次低压脉冲带来一定的监测困难，增加测试过程的难度，由此二次脉冲法应该更加深入的探讨。

2 故障点测距方法及定位

2.1 低压脉冲反射测距法

低压脉冲反射法主要采用仪器测量低阻或开路故障，加到电缆故障的一端，此时的脉冲以某一速度向电缆故障处传播后达到故障点，因此低压脉冲反射法适用于测量电缆的低阻、短路和短路故障，脉冲产生的反射送回到测量仪后被记录。通过识别反射脉冲的级别判断故障的性质。

2.2 脉冲电流法

高阻电缆故障由于故障点电阻较大，此时的反射系数基本为零，由于低压脉冲法故障点的反射脉冲幅度很小导致仪器无法分辨，而采用高压闪络法测量则可以解决此问题，得到准确的数据，高压闪络法电流分为直流高压闪络测量法和冲击高压闪络测量法，由于高压电源输出功率的限制，直闪法只能测量闪络性高阻故障。高压闪络法的主要原理是通过直流高压发生器产生负直流高压，加在故障处，高电压电缆故障发生放点，会瞬间短路，相关仪器会记录并产生电流波；采用直流高压放电时，可以计算出故障点的具置，对记录仪器的操作人员安全是一种保障。

3 电缆故障不同测试方法的比较

随着先进设备的不断引进和更新，电力电缆故障的测试方法的应用各不相同，不同的测试方法需要的时间各不相同，这就需要企业合理的选择故障测试设备，掌握科学的探测技术，可以在发生故障时迅速精准的找到电缆故障，以便缩短故障停电时间，减少因为停电引起的直接损失。另外很多企业已经引进在线监测及全自动测试，全自动监测已成为电缆故障发展的趋势，可以充分利用现有资源，引入电脑技术，利用科学的力量和知识，结合电力线路信息系统将开发的运行管理和故障检测相结合，实现故障点的自动定位，不断完善企业的供电系统和用电安全。

在电缆故障测距时会存在一定误差，为减少工作量，可以采用声测定位法、脉冲信号和声磁信号同步接收法等方法进行检测；声测法主要是利用高压设备使故障点击穿放电，故障放电时产生的机械震动声音传播到地面，通过声音传感器，可以准确迅速的对故障地点进行定位，声测法通过声音传播，可靠性和准确性高，因此被广泛采用。

4 结束语

采用脉冲法可以及时对故障点测距，在电力电缆中，电力电缆的长度、铺设走向非常重要，脉冲法对低阻和短路故障都非常有效，可以直接采用低压脉冲法，数据可靠，对高阻闪络性故障则采用脉冲电流法，通过这两种方法，对脉冲信号的故障点和测试点之间测距，相关人员可以根据电缆故障选择合适的测距方法，进而可以及时准确的找到故障点，提出有效的解决方案。运用科技的力量测量故障点，及时找到故障点，为电缆电力线路的正常运行提供坚实的基础。

参考文献：

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