摘要：伴随着我国乡镇和城市化的发展，电力电缆的应用更加的广泛，电缆已经成为了现代生活中不可缺少的一部分。但是，在电力电缆的发展和应用过程中，电缆的高架线路已经渐渐的被地下线路所代替，电缆设备的安全运行与人们的生产、生活息息相关。如果发生了事故不仅会影响用电设备的正常运行，严重时更是会造成安全事故，危害人们的生命及财产安全。
关键词：中低压电缆；状态监测；故障诊断
一、电力电缆故障原因分析
常用的高压电缆主要有：绝缘绕包型、交联聚乙烯绝缘挤包型以及橡胶绝缘挤包型等。现阶段的电力电缆常见为绝缘材料，例如：油纸、橡胶等。这些材料不仅价格低廉而且使用寿命较长，如果在符合标准的制作过程和正常的使用条件下，该些材料的使用具有较高的性价比，相比较其他材料具有较为明显的优势。因此，电缆绝缘质量水平，对于电力电缆的故障的产生有着重要的影响。
1、机械性的损伤。机械性的损伤是最为常见的电缆事故之一，其中机械性的损伤包括外力损伤，例如：在外力拉伸的环境下，发生外力损伤、在安装施工的进程中，对电力电缆的施工损伤、由于车辆挤压或者环境腐蚀造成的自然损伤。这些损伤因素的存在会使得电力电缆在使用过程中遭受到很大的损害，长时间的损害就会使得电力电缆的寿命降低，并且会引发一系列的故障。
2、绝缘受潮及绝缘老化。绝缘受潮也是造成电力电缆故障的又一大因素，主要指得是中间接头，两端接头和接头失效的发生，还有可能是由于外包装的损坏造成的电力电缆的受潮。绝缘体在使用过程中易发生氧化反应，引起绝缘体的老化，从而造成绝缘效果的下降。
3、过电压。电缆的绝缘层设备都有一定的电压承受上限。如果在大气过电压及内部过电压情况下运行，就会超出其限度而导致绝缘层被击穿。许多室外环境中的终端头故障都是由过电压导致的，过电压现象会使电缆自身的某些缺陷放大，从而发生事故。
4、材料缺陷。材料缺陷有以下三种。第一种，电缆缺陷。不但包铅及包铝可能会留下缺陷，且包缠绝缘操作不当也会造成纸绝缘的褶皱、破裂、重叠或缝隙等缺陷。第二种，电缆附件缺陷。这方面缺陷包括铸铁件有砂眼、机械强度差、零部件不合技术标准、组装不严密等。第三种，绝缘材料缺陷。这主要体现在日常检修和管理的不到位方面，使得电缆中段及两端接头的绝缘介质老化、污染及受潮，降低了街头的质量。
5、护层的腐蚀。在电解及化学作用下，电缆外的铅包极容易受到腐蚀。护层的腐蚀情况可因其发生因素及程度的各不相同，使铅包表面呈现出红色、黄色及橘色的化合物或海绵状的细孔。
二、电力电缆状态监测技术
1、智能传感器。传感器是设备状态信息获取的源头，将直接影响到监测系统的性能。传统的传感器有易受干扰、寿命低、灵敏度不高、成本高、稳定性差等缺点，科学技术的发展促进了测量技术的进步，新型传感器的出现解决了信息采集可得性问题，新工艺、新测量原理的传感器对提升系统性能起到了关键作用。建立在新工艺、新测量原理上的智能传感器，能提高数据采集的精度，并且有自校正、自补偿功能，将智能传感器用于设备数据采集，能解决数据不稳定，存在严重干扰，测量数据精确度不高等问题，也为系统诊断分析打好了基础。
2、红外在线监测技术。热与电气设备有着十分紧密的联系，电气设备出现故障，均会使设备发热。红外在线监测技术是一种新型的在线监测技术之一，具有较高的安全性，检测效率好，甚至可以检测出设备温度的细微变化，有利于故障判别和定位。红外检测技术运用于变压器的状态监测中，可以检测出冷却装置控制键元件、各个部位接头的温度，甚至能检测出变压器的潜伏性故障。在检测变压器内部的时候，由于故障点的位置较深，可以利用红外检测结合光纤等技术进行故障诊断。
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三、电力电缆故障的诊断技术
1、确定电缆的故障性质。为了对电力电缆故障进行合理的诊断并加以排查，首先应做到对其故障性质做出准确判断。通常来说，故障类型可依据不同的划分方式分为高阻故障和低阻故障，闪络故障和封闭性故障，接地、短路、断路故障或以上的综合，以及单相、两相或三相故障。故障判断的方法一般可根据其现象先做出简单判断。如果故障中有单相接地信号的提示，则单相接地故障的可能性很大；如果发现过流保护动作跳闸，就可将故障类型缩小到两相、三相及接地或接地与短路综合故障的类型范围内。这些故障发生后，由于断路或接地电流会将电缆线芯烧坏，因此在原有故障的基础上又增加了断路故障。通过故障表象完成初步判断以后，应对电缆的绝缘电阻进行测量，并同时进行电缆导通测试，这样就可进一步了解电缆故障的性质。测量机测试方法一般会采用兆欧表来完成，得出各电缆线芯之间以及线芯与大地之间的绝缘电阻，从而可知是否存在短路及接地故障。如果测量结果显示绝缘电阻正常，则需另外进行导体的连续性检验。将实际检验结果与计算结果进行对比，若实际结果偏高，就能够确定电缆的导体内部有断线情况。如果以上测试均未发现任何异常，就应对运行线路做严格的耐压测试，从而发现闪络故障的存在。
2、故障点的粗测。在进行故障定点精测之前，应先行完成故障点的粗侧工作。故障点的粗侧方法较多，但从工作原理上可大致分为两类，即电桥法和脉冲反射法。在工作实践中，其方法的选择应以故障性质为根本依据。单相故障、低阻故障、两相短路或接地故障以及三相短路故障均可采用直流电桥法来进行测量；而高压直流电桥则只对较稳定的高阻接地故障有明显的测量效果，却不适合用来直流中含有闪络及放电现象的高阻故障；在故障区域的电阻小于或等于100kΩ情况下，低压脉冲反射则能够派上用场；如果脉冲反射法无法使用，往往可用闪络发射法代替完成测量。
3、测寻故障电缆的敷设路径。确定埋地敷设电缆的埋设路径及深度是十分必要的工作，能为精测做充分的准备。路径的测寻是通过对电缆导入音频直流信号来实现的，可另设接收装置获取反馈信号对电缆路径做出判断。
4、故障点的精测。精确判断故障定点需利用多种技术手段，通常包括声测、感应及接地电位测量等等。对于高阻故障，一般采用声测即可实现定点。对于低阻故障，声测法效果往往不太理想，可用音频反应法来进行精测。
四、中低压电缆故障检测自动定位技术的设计及应用
1、人工神经网络。人工神经网络系统是使用计算机智能模拟生物神经系统的方法。网络上的每个点都模拟为神经元上的每个点，经过采集、处理信息，将信息进行全方位的处理，每个结点接收信息后进行处理，然后将处理的信息传递到下一个结点，如此进行信息的处理。
2、全球定位系统行波故障定位。全球定位系统主要是利用全球定位的系统进行故障点的定位，利用结合卫星及通讯发展的技术，利用导航卫星进行测时和测距，这样可以实现对于故障点进行准确的定位，并且将定位信息进行传递，进而对定位的信息进行全面的处理。
3、分布式光纤温度传感器。这种传感器的检测的方法是利用光在光纤中的传感特性，光的特性随着检测对象的特性变化。因此使用这种分布式光纤温度传感器可以很好的进行感光，并且将感光的信息进行传递，这样可以在较短的时间内进行数据的传递和有效的处理，并且可以将数据的处理进行及时的反馈。
结束语
随着科技的发展，我国对于电力电缆故障检测自动定位技术的投入也是不断的加大，在以后的生产和生活中，对于电力电缆的故障自动判断将不断的应用在各个行业，极大的促进我国电力行业的发展和电网系统的完善。
参考文献：
[1]朱洪方.电力电缆故障测试方法与案例分析[M].机械工业出版社，2010.
[2]周康.电力电缆关键技术分析及展望[J].高电压技术，2017（19）：227-229.
论文作者:田飞龙,詹乐贵,陈稳,黄旭波
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
标签：故障论文; 电缆论文; 电力电缆论文; 过电压论文; 测量论文; 损伤论文; 传感器论文; 《电力设备》2017年第34期论文;