摘要：目前电缆故障诊断技术已多样化，为电缆故障的快速排查提供了有力的解决手段，然而对于电缆故障的预防及预警尚缺少有效手段，相关研究工作尚处于摸索阶段，需进一步加深研究，从而在根本上避免故障的发生。本文主要分析了电力电缆故障原因与检测技术。
关键词: 电力电缆;故障;原因;检测技术
引言
电力电缆是整个供配电网络中重要的组成部分，在电能输送过程中发挥了重要作用。充分运用电力电缆进行电能输送不仅能够有效提升整个输电网络运行的稳定性，而且能实现供电网络优化。因此，充分保证电力电缆运行可靠性，准确定位电力电缆故障位置，并采取有效措施进行处理，能够充分保证整个供电系统运行的可靠性。可见，有效提升电力电缆故障探测技术水平和实际应用效果具有非常重要的现实意义。
1电力电缆故障主要类型
电力电缆故障比较多，在运行中最常见的故障有下面几种：第一接地故障，大地与导体会连接到一起，在这个过程中如果电阻不具有统计意义，我们将其称为完全接地，还有种情况就是电阻不能被忽略，这时就可能出现低电阻或者高电阻接地；第二断线故障，电力电缆在运行的时候可能受外力作用，出现是被大风刮断，在电缆彻底断开的时候，电能输送也会随之中断，这个区域内的电能供应也就会处于瘫痪状态；第三绝缘故障，电缆的绝缘出现问题，就会引发漏电事故发生；第四短路，电力电缆在短路的时候会引发火灾，或者是烧毁电力设备；第五闪络故障，电流值瞬间升高，监控电流的表针出现闪络摆动，电压下降的时候这种现象会消失，电缆的绝缘阻值依然很高，这说明电缆存在着故障[1]。
2电力电缆故障原因
2.1绝缘介质变质
①长期埋于地下造成的外部绝缘材料发生变化。②接头质量、安装技术等结构不密封造成接头受潮进而引发的绝缘介质受潮。这两种情况都降低了电缆的绝缘水平。
2.2材料缺陷
①生产商对缆线材料选取的不规范。②生产商缆线生产过程的不规范。这2 个原因都会给缆线外部的绝缘体留下缺陷，以至于影响到电力电缆的正常工作[2]。
2.3缆线过热
①敷设于地下的缆线绝缘介质内部存在气隙游离而导致的局部过热。②地下敷设缆线通风不良而导致的缆线过热。缆线过热会加速绝缘介质老化，影响绝缘效果。
2.4超负荷运行
经济发展带来的用电量骤增使许多电力电缆处于长期超负荷运行状态，超负荷运行的直接后果是会让缆线产生大量热能，加速缆线老化，降低缆线工作寿命。
2.5机械损伤
①不规范施工导致的电缆缆线绝缘介质和保护层受损。②自然因素导致的缆线接头受拉力作用而受损。
2.6产品设计不良
如机械强度不充足、工艺程序缺乏严谨性、防水措施不严密等，这些产品设计上的缺陷为电力电缆安全工作埋下了隐患[3]。
3电力电缆故障检测技术分析
3.1冲击放电法
冲击放电法是现有电力电缆故障探测技术中实用性较强的一种。该技术在针对电力电缆中存在高电阻接地或者短路等故障进行探测时效果显著。冲击放电法主要是充分利用脉冲设备对电力电缆进行冲击，从而使电力电缆故障点出现击穿放电现象。在放电过程中，电缆会产生机械振动，使得相关维修人员能够在地面上听到类似于锤击的声音，从而快速准确地判断出电力电缆的故障位置。但是，利用冲击放电法进行电力电缆故障探测必须要通过多次放电才能完成，而反复的放电冲击会对电力电缆绝缘层造成损伤。尤其是一些额定电压相对较低的电力电缆，在冲击放电法放电的过程中会出现明显损伤。
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3.2 跨步电压检测法
之所以称之为跨步电压，是因为进行测量时被测量的对象是地面上的两个点间的电场信号，故而叫作“跨步”。关于跨步电压检测法的工作原理，则是需要在电缆中加入特殊信号并使之对大地漏电，以便能够在故障点周围产生电场梯度，这种电场梯度具有方向性，其由强到弱。当这种情况发生时，故障检测人员就可以使用测量工具沿着电缆的路径来测出信号的方向以及幅度，一般情况下，应用这种方法是能够比较准确的确定故障的发生点的。之所以要在电力电缆中加入一些特殊信号，主要是出于对提高设备抗干扰性能的考虑[4]。
3.3高频感应定位检测法和红外热像技术检测法
这是电力电缆故障检测中两种新兴的检测方法，前者是通过高频信号波发生装置向缆线输入高频电流，使之产生高频电磁波，这时安装在地面上的探头就可以循着缆线路径接收到高频电磁场，并将电磁场的变化情况经处理后通过显示器显示出来，故障检测人员通过观察显示器上显示数值的大小来判定故障的发生点。后者的应用条件是，当电力电缆过载致使芯线的温度迅速升高时，故障检测人员可以将芯线温度变化情况来作为判定故障发生点的根据，这种检测方法具有不接触电力设备，不让电力设备停止运行等优点，因而颇受电力企业偏好。具体做法是先利用红外热像仪对缆线表面进行扫描，然后通过对温度场分布图像的处理来获得温度场的数值分析情况，而后再通过对缆线芯线温度的反演计算来实现对它的非接触故障探测。
3.4低压脉冲法
低压脉冲法主要指的是通过改变电力电缆结构中发射脉冲和反脉冲的时间差，通过仪器进行记录，对相同特性的图形进行分析比较，或者针对同一根电缆正常相所获取的特征图形进行分析比较。该方法主要对电力电缆机组故障、短路或者断路故障等进行探测具有明显效果。通过该方法能够有效测量电缆实际长度，而且能够明确区分出中间头和终端头。精确识别反射脉冲的具体极性后，能够最终判断故障性质。例如，通过比较发现反射脉冲与发射脉冲实际的极性保持一致，就可以判断电力电缆故障为断路；如果两种脉冲的极性相反，可以判断电力电缆故障为短路[5]。
3.5音频感应法
电力电缆实际发生故障时，如果电阻较低，故障位置就会产生非常微弱的放电声音，此时如果利用冲击放电法进行故障位置确定相对困难，尤其是针对出现金属性连接的短路接地故障，不能通过放电声音具体确定故障位置。这种情况下，可以充分应用音频感应法探测故障。音频感应法在探测电力电缆两相短路接地、三相短路、三相短路并接地等故障时，能够起到很好的效果。实际故障探测过程中，将发生故障的电力电缆短路线芯中输入一个1 kHz 音频信号，能够在电缆线芯的周边环境中产生一个磁场，然后在地面利用接收线圈接收磁场信号，并将其传输到接收机中进行放大处理。在地面接收的磁场主要有2个导体通过电流而产生，且这个磁场会随着电缆扭距的变化而产生一定变化。因此，当地面的接收线圈在接近故障点的位置移动中，就会发出一个规律性的声响。刚经过故障点正上方位置的时候，通常声响会明显增大。而随着探测头继续向前移动，接收的音频信号会出现明显减弱或中断现象，从而精确判断故障点位置[6]。
结束语
目前，电力电缆在电力系统中使用越来越广泛，主要是因为其有很多优势，比如养护的任务少、输电可靠、适应性强等。电力电缆受多个因素影响，在运行中经常会出现各种故障，如果不能及时的诊断故障类型，找出引发故障原因，就很难快速解决电力电缆故障，为电力系统的持续稳定运行埋下隐患，引发大范围长时间停电，不但会对用户正常生活带来影响，也会造成巨大的经济损失。因此，电力电缆故障分析和诊断处理至关重要，直接关系着整个电力网运行安全性和可靠性。
参考文献：
[1]浅谈现代配电运检自动化管理[J]. 杨毓斐. 电力设备管理. 2019(07)
[2]现代配电运检自动化管理的探讨[J]. 祝光仁. 科技与创新. 2018(14)
[3]移动互联网技术在配电运检专业的应用[J]. 李梦云,张智恒,王劲松,何靖玲. 南方农机. 2018(08)
[4]浅谈加强油田安全管理的意识与应用[J]. 廖健,朱增国. 劳动保障世界(理论版). 2013(07)
[5]自动化管理在电力工程建设中的应用[J]. 何燕. 劳动保障世界. 2016(11)
[6]新形势下配电运检的标准化管理策略[J]. 陈忠旭. 企业改革与管理. 2017(14)
论文作者:夏军
论文发表刊物:《中国电业》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/1
标签：故障论文; 电力电缆论文; 缆线论文; 电缆论文; 脉冲论文; 发生论文; 信号论文; 《中国电业》2019年第13期论文;