分析和思考电力电缆故障的预防及预防检测

摘要：电力电缆是电网中最为重要的组成部分之一，对电网的安全运行具有至关重要的作用。本文将立足于目前造成我国电力电缆故障的主要因素和电力电缆故障的种类，提出了电力电缆故障的检测方式和预防措施。希望能为电力电缆故障的预防及预防检测工作作出一定贡献。

关键词：电力电缆故障；预防；检测；策略

改革开放以来，我国社会经济迅猛发展，有效带动了工业、农业的发展，人们对电力的需求量也越来越大，对我国电网的安全、有效运行也提出了更高要求。电力电缆是目前我国进行电能的传输与分配最为有效的载体，如果一旦发生故障将会对该地区乃至全国的经济造成重大损失。最近几年，我国电力电缆逐步向着网络化发展，电力电缆线路所面临的运行环境也日益复杂化。因此，如何做好电力电缆故障的预防及预防检测工作成为社会各界普遍关注的重要问题。

一、诱发电力电缆故障的常见因素

电力电缆发生故障的原因有很多，具体而言有以下几种：

1、机械损伤

机械损伤是电缆故障中最为常见的诱因。其成因主要有以下几点：第一，安装造成的损伤；第二，车辆辗压损伤；第三，土地下沉导致的损伤；第四，外力带来的损伤。如果忽略细小的机械损伤，随着时间推移，细小的损伤就会越来越严重，从而影响电缆正常运行，滋生电缆故障，造成重大损失。

2、化学腐蚀

电缆多埋于地下，因此土壤会对电缆造成最为直接的影响。部分土壤存有较强的酸碱性，会在一定程度上腐蚀埋在下面的电缆。随着时间的堆积，腐蚀会日益加重，电缆保护层会出现裂缝、穿孔等，这无疑使得电缆绝缘性大大降低，增加了故障发生的风险。

3、绝缘受潮

绝缘受潮多发于电缆接头的部分，主要原因有两点：

①安装过程忽略了电缆接头的封闭工作，水分乘虚而入；

②安装时遇到雨季，空气湿度高，水分对电缆接头不断侵蚀，同样使得电缆绝缘性大大降低，极易滋生电缆故障。

4、材料材质问题

在制造电缆绝缘的时候，大量杂质产生，导致电缆接头所包缠的绝缘层出现不均匀的情况，再加上节电常数和电厂的影响，电缆接头极易老化。另外，部分电缆接头外皮的材料未达到国家防污标准，加速了电缆老化。

5、绝缘层老化

由于电流热效应，负载电流在经过电缆的时候非常容易导致导体发热，再加上绝缘介质过度损耗和电荷集肤效应也会导致附加热量的产生，从而使电缆温度身高，久而久之，导致绝缘层严重老化，最终出现绝缘体损坏的现象。

除此之外，震动破裂、工艺拙劣、长期负荷过重等也是造成电缆事故的常见因素。

二、电力电缆故障的种类

常见要的电力故障种类有以下三种：

1、三芯电缆的其中一芯或者两芯接地

根据接地电阻的小于或者大于1000兆欧可以分为低阻接地故障和高阻接地故障。

2、三相芯线均短路

根据短路电阻的小于或者大于100兆欧可以分为低阻短路故障和高阻短路故障。

3、闪络

闪络故障大多指电缆绝缘相关故障，该故障点具有比较高的阻值，所以电压高的情况下，非常容易出现瞬间击穿障碍。

三、分析电力电缆故障的检测方式

1、分析电缆故障性质

电缆故障性质是指确定和判断出现故障的电缆电阻是属于高阻还是属于低阻，属于断线故障还是闪络故障，属于单相、两相还是属于三厢故障。

①处于运行状态的电缆发生故障，最有可能是短路或者接地造成的，如果短路接地电流过大，很有可能造成断线，诱发综合故障。

②闪络性故障和高阻性故障大多通过预防性试验可发现。接地和单相绝缘不同程度的损坏是其显著特征。

③绝缘电阻的测量应进一步进行详细分析和确定。

④通过导通式试验可以有效判断发生故障的相是否有断线问题。

2、测量故障点测距

弄清电缆故障的性质之后，可以不同测量仪器和测量方法进行测量：

①低压脉冲测量法

低压脉冲测量法的基本工作原理是把低压脉冲注入电缆，如果该低压脉冲在电缆中遇到了开路或者低阻短路等故障，故障点波阻抗和电缆波阻抗会产生不匹配的现象。此时，脉冲便会在故障发生地点发出反射波。

②电容电流测量法

电容电流测量法的基本原理是在电缆运行的过程中，电容均匀的分布在芯线之间以及芯线与地面之间，其数量与电缆长度之间具有显著的线性比例关系。该测量法可以精确测定电缆芯线相关故障。

③闪络测量法

闪络测量法与低压脉冲测量法的工作原理基本相似，也是依据电波在电缆故障点产生发射的基本原理，获得电波故障电缆测试位置和故障发生位置之间的往返时间，然后根据电波速度大概计算出故障发生位置。

3、电缆故障定位

低压脉冲测量法、电容电流测量法以及闪络测量法都只能检测出故障发生的区段，但是实际工程中往往需要精确检测出故障的具置，从而节约挖掘成本。因而，还需要更加准确的定点测量法，如声测法和感应法。

①音频感应法

音频感应法主要应用于探测小于10欧的低阻故障，它能有效检测两相短路及接地和三相短路及接地。

②声测法

声测法被广泛应用于大于等于50欧的接地故障检测且效果良好。检测一旦开始，直流试验电源的电压会逐渐升高，并向高压电容器充电。当电容器两端电压足够高且达到一定值，会产生球间隙击穿。这时候，电容器两端的电压就会加在故障电缆上面，导致故障点产生间隙击穿，出现火花放电的情况，从而致使机械音频和电磁波辐射振动。因此，可以通过声波接收器探头找出放电机械效应造成的震波，然后根据震波的强弱来分析判断出故障发生的具置。毫无疑问，震波最响的地方就是故障发生点。

4、电缆故障的检测方法小结

针对不同的电缆故障类型可采用不同的测量方法。总结发现，虽然方法各异但是检测的基本步骤大致相同：第一步，仔细诊断，确定故障性质；第二步，参考故障性质，进行预定位；第三步，利用预定位相关数据，进行精确定位。

四、电力电缆故障的预防测量

1、绝缘电阻的测量

绝缘电阻的测量对电力电缆故障的预防至关重要，要想做好绝缘电阻的测量工作，相关工作者应注意以下几点：

①在测量小于1KV和大于/等于1KV电力电缆的时候，应该分别采用1000V和2500V兆欧表来测量。

②对于那些要求保护层绝缘的电缆，应该采用500V兆欧表测量警报系统和护层的绝缘电阻。

③如果测量三芯电缆的其中一根的绝缘电阻，应该把剩下的二根和电缆的外皮都接地。

④想要精确、安全的测量处于运行状态的电缆，应首先将其充分放电，然后把与之相关的所有外连线都拆除干净，接着用清洁并且干燥的布料把电缆头擦拭干净后开始测量。测量完成后，应该先将火线断开，然后再停止摇动，从而减少因电容电流对兆欧表进行反充电而造成的损失。同时，为了预防电击事故的发生，测量结束后还需要对及时对被测电阻进行放电。处于运行状态的电缆，应该从所有实验相关数据的变化规律和相同特征来进行全面的分析和判断，从而找出绝缘缺陷。需要特别注意，连续两次的测量数据之差如果高于30%，则需要对该电力电缆进行直流耐压的相关实验。

2、直流耐压试验和泄漏电流的测量

检查和分析电缆耐力强度最为普遍的方法是进行直流耐压试验。侧漏电流测量和直流耐压试验可以同时进行。处于运行状态的电缆应做到隔年一检，所有电缆在修复之后都应该先试验一次，并且在重新包电缆头的时候也需要进行一次试验。在直流耐压试验中，电缆受到直流电压影响，

其绝缘中的电压按照绝缘电阻进行分布，如果电缆的其中一部分有缺陷，绝大多数电压会加在与缺陷串联的完好部位。由此可见，与交流电压试验相比，直流耐压试验在发现电缆局部缺陷方面更具有优越性。直流泄漏电流测量和直流耐压试验分别具有不同意义：前者可以有效检查出绝缘的受潮、劣化等情况，后者可以有效检查出绝绝缘气泡、干枯，机械损伤等。

结束语：

综上所述，电力电缆是电网中至关重要的组成部分，对电网的安全运行意义重大，与人们日常生活和工业生产息息相关。因此，相关工作中必须认真研究造成电力电缆故障的常见因素，了解电力电缆故障的基本类型，努力掌握好电力电缆故障的各种检测方式，有效采取绝缘电阻测量、直流耐压试验和泄漏电流的测量等电力电缆故障的预防测量措施，从而有效减少电力电缆故障发生率，促进电网的安全与稳定。

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作者简介：张瑞喜（1986.06―），男，汉，山西平遥人，本科，大秦铁路股份有限公司太原供电段副主任/助理工程师，研究方向：电力故障及预防。