摘要：高压电力电缆是用于电力传输和电能分配的电力电缆的总称。相比于架空线输电方式。电缆线路的送电可靠性和安全性要高于架空线的输电方式。自上世纪九十年代以来，城乡规划建设的合理化与规范化，让城市建设和乡村建设对社会生态布局和建筑布局的要求有所提升。对高压电力电缆故只能处理机制进行优化，可以让电力系统运转质量和输送效率得到有效提升。本文主要针对高压电力电缆故障及探测技术进行探析，以供参考。
关键词：高压；电力电缆；故障；探测技术
电力电缆在电力系统中作为传输和分配电能，以及连接各种电气设备等，起着不可估量的作用，因此为了确保电力电缆的正常运行，必须采取有效的方法保证故障点的精确查找和故障的及时排除和解决，同时进一步高压电缆进行精细化管理，并且从全方位、多角度加强电为高压电缆的管理工作，确保高压电网安全可靠、节能经济、高效稳定的运行发展。
1高压电力电缆故障原因
①材料缺陷。没有对绝缘材料进行妥善的保护、管理，引起一定程度的电缆绝缘材料老化、脏污、受潮；电缆接头附件制造存在缺陷，组装时不密封或者不符合相关的规定等；在包缠绝缘层的过程当中，绝缘层上存在重叠间隙、破口、裂损、皱纹等缺陷。②机械损伤。可以说机械损伤造成的电缆事故是最常见的。自然现象或者直接受外力损坏引起的损伤，像环境腐蚀、岩石冒落砸伤以及车辆挤压等，很容易引起电缆本体故障；安装、运输时电缆受到碰伤，过度弯曲损伤电缆以及机械牵引力过大拉伤电缆。③老化变质、绝缘受潮。过热能够造成绝缘层老化变质，引起绝缘下降；终端头、中间接头制作工艺粗糙，引起密封失效，从而造成潮气侵入。加入绝缘介质，内部气隙在电场作用下出现游离使绝缘下降。④制作工艺粗糙。终端头、中间接头的防潮，制作工艺不良，电场分布设计不完善，不按操作规程要求制作，材料选用不当等，都会引起电缆头绝缘故障。⑤过电压。在故障暂态过电压、操作过电压、大气过电压作用下使电缆绝缘击穿引起故障。
2电缆故障性质分类
2.1高阻故障
若电缆故障点相地间或者相相间的绝缘电阻Rg较大，相比于低阻故障，从而导致不可以借助低压脉冲法测量，上述这种故障被叫做高阻故障。若故障点没有形成电阻通道，那么其绝缘电阻会很大，甚至达到所要求的规范值，然而在进行高压预试时，当电缆绝缘材料的抗电强度不能达到预试电压要求时，就会突然放电造成闪络击穿，且泄漏电流瞬间增大，上述这种故障被叫做高阻闪络性故障。通常情况下，高阻故障是高阻闪络性故障。
2.2低阻故障
一般的，可以借助低压脉冲法测量的故障，若电缆故障点相地间或者相相间的绝缘电阻Rg较小，就被叫做低阻故障。特别的，当似断非断或者故障断线Rg=∞时，被叫做开路故障；当Rg=0时，被叫做短路故障。
2.3开路故障
电缆有一芯或多芯断开，该类故障多表现为电缆被盗或铝芯电缆上。这种故障通常用低压脉冲法直接测出故障点，也可以用冲闪法和二次脉冲法。精确定点用声磁同步法。
3电力电缆故障探测方法
3.1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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆上世纪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，判断故障点的具体位置。
3.2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。
3.3脉冲反射法
脉冲反射法起源于上世纪70年代，它的原理是利用脉冲信号发射之后经过故障处进行信号反射，根据反射波形确定故障的类型和位置。脉冲反射法分为低压脉冲反射法和脉冲电压法，两种方法的工作原理是相同的，但是对于不同类型的故障有各自的优点。低压脉冲反射法主要测定电缆中的低阻、短路与开路故障，据统计这类故障约占电缆故障的10%。另外还用于电缆全长的标准测量，测量准确率较高，还可用于区分电缆的中间头、T型接头与终端头等。缺点是仍不能测高阻故障与闪络性故障。而脉冲电压法的一个重要优点是不必将高阻与闪络性故障烧穿，直接利用故障击穿产生的瞬间脉冲信号，测试速度快，测量过程也得到简化，是电缆故障测试技术的重大进步。
3.4二次脉冲法
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。
4电力电缆故障探测注意事项
探测仪的接线应该正确和紧固。调整和拆除球间隙时应该借助放电棒进行充分放电；外皮完好芯线，电缆、电容器、控制箱、闪测仪以及高压发生器接地线，应该和接地网稳固连接；在进行探测仪探测之前，应该检查被测电缆上各处接地牢固与否；电缆接地和保护层之间要良好接触，避免由于混淆冲击时出现故障和放电放电而出现误判；基于电弧短路放电以及故障点临界击穿电压来确定球间隙的大小。与此同时，为了更好地查找故障点，区别于外界干扰，放电时间通常取2～6s。
结语
总之，通过研究高压电力电缆故障及探测技术使电力系统养护的成本极大的减少，系统维护程序便捷。与此同时，随着高压电力电缆扮演了越来越重要的角色，可以预见的是其应用也将越来越广泛。高压电力电缆故障分析及探测技术在当前已经逐渐成为建筑行业发展领域的一项至关重要的课题。与此同时，必须不断加强其在相关领域中的应用，以至于发挥其应有的巨大效能，从而在很大程度上推动工业更加稳定、快速的发展。
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作者简介：
何嘉维（1983.9-），男，广东省深圳人，新西兰梅西大学商学士，单位：深圳供电局有限公司，研究方向：电气工程及其自动化
论文作者:何嘉维
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
标签：故障论文; 电缆论文; 脉冲论文; 高压论文; 电力电缆论文; 电桥论文; 低压论文; 《电力设备》2018年第16期论文;