摘要：在电力电缆工作过程中，难免会产生很多的问题和故障，本文主要针对这些故障进行了分析和总结，然后提出了几种比较常用的电力电缆故障诊断技术。文章还对其原理进行了分析，希望能够提升智能电网的故障诊断速度，保证电力电缆出现故障之后能够及时的排除并使其安全运行。
关键词：电力电缆；故障诊断技术；智能电网；应用
引言
随着经济的迅速发展，城市的美化，城市地下架设了大量的电力电缆。由于电缆产品质量、电缆绝缘受潮及老化变质、外力和机械破坏损伤、化学腐蚀、蚂蚁咬食等因素，电力电缆可能发生故障。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，地下电缆一旦发生故障，若无法快速找寻故障位置及时排除故障修复，势必造成停电的重大经济损失。因此，如何检测地下电力电缆的性能状态与电缆故障查寻探测，是电力企业管理者与现场维护技术人员共同关注和需要解决的问题。
1电力电缆故障分类
各项电力电缆故障并不是同一种类，在未对其进行明确划分的情况下，故障诊断和检测过程中会出现一系列问题。从时间角度进行划分，电力电缆故障主要分为运行故障和试验故障，在电力电缆运行过程中，会因故障问题运行不当，试验过程中还会因电缆绝缘问题出现故障；从故障部位的角度进行划分，需要对电缆中的重要部位进行分类，如本体、中间头、户内头、户外头是常见的故障发生部位。在电力电缆运行过程中，造成故障的原因不仅有人为因素，还有自然环境、绝缘老化和腐蚀等，这就需要根据责任的不同进行划分，短路、开路、接地和其他情况下，都需要确定故障的性质，才能够有效地处理这些故障，减少损失。
2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。
3电力电缆故障原因
造成电力电缆故障的原因有很多，这就需要电力技术人员做好电缆维护、快速检测定位等工作。在电力电缆实际运行过程中，常见的故障原因主要分成以下几种：第一，线路老化。通常情况下，电缆运行环境相对恶劣，常用的绝缘材料，如交联聚乙烯极易受到酸、碱、盐、水和微生物等影响，出现老化现象，在长期的发展中绝缘层会被击穿，引发短路和低阻故障。第二，机械损坏。埋地电缆事故是一种常见的事故，在电力电缆事故过程中，未经确认开展开挖、打桩等工作，以及重型车辆碾压都会引发电缆错位、扯拉变形等问题，进而引发电缆故障。第三，电缆接头制作不合理。在电缆接头未进行防潮措施、密封和接头电线连接压接不良、接头位置不合理的情况下，会引发电缆故障。第四，电缆施工安装不规范。在实际施工过程中，电力技术人员未按照相关要求进行施工，极易出现碰伤电缆、弯曲过度、电缆错位变形等问题，造成电缆故障。第五，自然因素。电力电缆极易受到各种自然因素的影响，如温度因素使得电缆出现涨缩，导致绝缘层外皮擦伤、导体中断，且雷电、狂风暴雨也会造成电缆故障。
4电力电缆故障诊断技术的应用
随着社会的不断发展与进步，各个领域对于电力的使用也越来越多，所以对于电力设备的供应可靠性也提出了新的要求。经过长时间的努力，我们国家的电力部门在相关技术层面取得了很多的发展和进步，但是现阶段我们国家的电力电缆仍然有很多的不足需要进行进一步的完善和改进。目前来讲使用较多的还是电力电子设备，这种设备一般都是用在电网调配，提升网络的结构强度或者是规避一些电力故障这些方面[2]。目前一个阶段使用最广泛的一个检测技术就是震荡波检测技术，这个技术是基于在充电之后检测电路当中的放电电流的脉冲变化来来进行分析，这样就基本上可以对电缆当中放电点进行测定。这种技术目前也是世界上应用最广泛的一种技术，可以比较精确的测定当前电缆的工作状况，同时也可以及时的发现电缆当中的安全隐患，这样才能够为电缆的健康运行奠定基础。在检测的时候，首先应该对要检测的电缆加一定电压的直流电，然后等到线路内的电压上升到指定值。之后在闭合固态的高压开关，使用一些电感设备在利用电缆的电容来产生共振，接着检测出现在电缆终端的共振电压的频率。通过分析电缆的运行信息结合检测出来的共振频率，可以有效的保证电压的震荡频率周期和工频的周期相同，得到的某个电缆的检测频率图如下：
一般来讲电缆当中发生局部放电之后检测得到的电脉冲的信号频谱都是比较宽的，有的甚至可以达到几百兆。所以在保证能过获得足够的数据样本的情况之下，尽量多的过滤到一些干扰信号，这样有利于电缆局部的检测和在线的观察分析。当前通过使用的电缆局部检测数据段都是集中在频率比较低的一个频段。这样做的一个重要目的就是为了能够避开检测信号当中的百兆之下的干扰噪音，从而有效的提升了测量的精度。但是这样做也有着一定的弊端，主要是因为很多的能量信号都是出现在几百兆的高频区域之内，所以这样的测定结果往往很难反应出局部放电的能量。除此之外这种检测和处理方法对于绝缘体内部间隙放电的检测和诊断效果也不是十分明显。同时要注意一个重要问题就是对电缆的检测要控制变量，也就是说检测所用的电压一定要是直流电。这样做是为了排除交流电本身可能带有的阻尼和阻抗。使用直流电只需要考虑个别的导线由于自身电阻原因而产生的幅值较小的电压即可，这样可以大大减少测定的误差，提升测定的灵敏度。目前还有一种经常使用的检测模式就是阻尼振荡波电压检测模式，这种检测主要是使用的震荡波电压情况下的电力电缆的局部放电来进行测定。基于脉冲的分离技术可以用来抵抗干扰，同时也可以将不同波段的电波分离开来，进而更加精准的进行分析和测定。基于这种电波分离技术的测定模式，可以快速的判定电缆的故障形式，同时基于智能终端的逻辑分析能力可以基本判定故障出现的地点。同时在短时间之内可以制定出有效的解决措施，保证供电的持续性和稳定性[3]。
结束语
综上所述，在科学技术的快速发展中，电力电缆网络化进程日益推进，而地埋电缆运行环境相对比较特殊，电力电缆日常维护和故障检测逐渐成为电力企业中的关键工作。因此，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：
[1]任成君.电力电缆故障分析与故障点定位研究[J].中国战略新兴产业，2017（48）：199-200.
[2]孙立元.电力电缆故障查找方法与测距分析[J].机电信息，2017（36）：7-8.
[3]林俊锋.高压电力电缆故障分析及试验方法[J].通讯世界，2017（24）：182-183.
[4]朱伟琪.电力电缆故障检测的方法与分析初探[J].科技风，2017（25）：193.
[5]肖德军.研究电力电缆故障原因和检测方法[J].通讯世界，2017（22）：92-93.
论文作者:邢鹏,任毅,李鹏,孟祥海,郑江丽
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/19
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