摘要：电力电缆故障会严重影响到整个电网运行的可靠性。本文首先简要分析了电缆故障的产生原因，指出了电缆故障的监测方法，最后探讨了防范电缆故障的具体策略，望能为此领域应用研究提供些许参照。
关键词：电力电缆；故障；原因；监测方法
相比于架空输电线路，电力电缆有美化布局与环境、维护工作轻、运行可靠等优点，因而在城市电网及一些需要跨越的地段较常使用。但由于电力电缆大多深埋于地下，当发生故障时，往往较难查找，这样不仅会浪费大量的人财物力，而且还会影响经济与社会发展。本文通过对电缆故障产生原因加以分析，对比现阶段各种电缆故障的检测方法，最后提出了防范电缆故障的相应对策，以期为相关领域提供些许参考。
1.电缆故障形成原因
（1）机械损伤。机械损伤不仅包含交通运输、施工中直接遭受外界因素影响或作用而导致的误损伤，还包含电缆敷设时由于弯曲过度或拉力过大而造成表面护层与绝缘层的损坏。（2）过负荷运行。如果电缆长时间处于高负荷运行状态，会造成电缆过热，电缆整体温度会随之上升，若温度过高，会加快电缆绝缘的异常老化，一些比较薄弱的绝缘部位易被击穿。（3）电缆头故障。在整个电缆中，其终端与中间连接头为最易发生故障的部位。对于电缆头故障而言，其主要表现在如下方面：其一，因前期制作工艺不佳，在电缆头内出现有气隙或各种杂质等，当电缆投入实用后，受强电场的影响与作用，电缆内的杂质会出现游离情况，产生严重的树枝放电状况。其二，电缆中间接头的金属屏蔽出现接地不良的情况，或电缆终端接头接地不良，均会导致接地电阻值大于常规值与标准值，产生高感应过电压现象，这便会造成电缆的部分绝缘被击穿。（4）绝缘受潮。绝缘受潮为诱发电缆故障的重要原因，一般表现为低绝缘电阻，具有较大泄露电流。导致绝缘受潮原因为：首先，电缆终端接头或中间接头的原有密封失效，造成潮气不断入侵，对绝缘性能造成持续破坏；其次，电缆自身存存在严重的质量问题，在起初制造电缆包铅时，便已出现裂纹、砂眼等缺陷；最后，异物将电缆护套击穿，或受到电解腐蚀，均会造成保护层失效。
2.检测电缆故障的方法
2.1电桥法
首先，于电缆终端位置处，将电缆故障相短接于一个非故障相；于多电缆开始端，运用单臂电桥连接被短接的非故障项，以及直接连接故障相。然后，对非故障相电阻进行测量，将之相加于故障相故障点，所得电阻和，对比于故障相故障点之前的电阻，然后与电缆长度数据相结合，便能将故障点的具体位置计算出来。针对电桥法而言，其具有精确度高、方便及简单等优点，但也有其缺点，即对于闪络性故障、高阻故障并不适用，因为当电缆具有很高的电阻时，电桥电流会比较小，传统仪表无法探测到。另外，当采用电桥法进行检测时，需要事先了解电缆的精确长度、直径等资料，若电缆是由各种截面的电缆组成时，还需进行相应换算，电桥法还无法检测断路故障、三相断路故障。
2.2低压脉冲反射法
向电缆故障注入低压脉冲。因故障点实际是一个阻抗不匹配点，如果低压脉冲经电缆被输送至故障点时，便会形成较强的反射脉冲。此时，依据反射脉冲与发射脉冲之间所存在的往返时间差，另结合脉冲传播速度，便能将故障点位置计算出来。低压脉冲反射法有其相对局限性，即通常情况下，电缆故障测量仪都是运用的矩形脉冲，若在指定的脉冲宽度时间内，所得反射脉冲重叠于发射脉冲，便难以进行准确区分，也就无法加工故障点距离准确测定出来。所以，采用低压脉冲反射法来检测，存在一定盲区。
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2.3脉冲电压法
此方法的基本原理为，用直流高压信号，将电缆故障点击穿，准确记录放电电压脉冲在故障点与测试点之间的往返时间，基于此，便能将故障点的位置计算出来。针对此方法而言，其优点为因直接用故障击穿来形成瞬间脉冲信号，因而有着比较快的测试速度。缺点是在故障放电时，利用电容分压器对电压脉冲信号进行测量，会难以区分分压器耦合的电压波形。
2.4脉冲电流法
此法原理为，击穿电缆故障点，对击穿时所形成的电流行波信号进行测量，依据电流行波于故障点与测试点之间的往返时间，完成故障点位置的计算。此种方法也有其局限性，即它是利用互感器把脉冲电流耦合而得，因而有着较复杂的波形，对故障点位置难以辨别；又因线芯绝缘介质损耗所造成的行波信号衰减，以及受到其他干扰因素影响，故障波形会出现较大误差。
2.5二次脉冲法
此种方法由于结合有高压发生器冲击闪络技术，于故障点电弧熄灭瞬间、起弧瞬间，均会触发低压脉冲。通过对两次电压脉冲波形进行对比，以此来将故障点位置判断出来。二次脉冲法缺点即为在高压击穿故障点时，其具有较短的燃弧时间，燃弧难以保持稳定，通常会在高压脉冲将要消失的瞬间，恢复至原先的高阻状态，难以得到故障波形。所以，此方法在检测高阻接地故障时，不适用。
3.防范电缆故障的对策
（1）在线检测电缆负荷电流，预防过负荷运行。如果电缆长时间处于超负荷运行状态，或增加电缆温度，加速其绝缘老化，降低使用寿命。所以，需依据电缆所处环境温度、敷设方式、并列条数及运行条件等，校核电缆长期允许载流量，并基于此，作出规定。实际运行过程中，需要实施监测电缆载流量，确保其始终小于规定值，避免因长期符合运行而引发电缆故障。（2）实时监测电缆温度，预防电缆异常过热。可以根据实际需要，安装温度监测装置，实时获取电缆温度情况，这对了解电缆运行情况有利，避免电缆异常过热，及早发现各种电缆隐患，将之排除。（3）预防电缆化学腐蚀。尽可能运用那些与使用环境相符的电缆，在设计敷设路径时，需化学分析土壤资料，对地下水与土壤的侵蚀度进行准确判断，若有严重侵蚀，需要酌情增加外层防护措施，然后把电缆置入有较好耐腐蚀性能的管道中；针对已经完成埋设的电缆，需全面了解其腐蚀程度，必要时可随机挖开检查。（4）合理挑选电缆。相比于传统的油纸绝缘电缆，交联聚乙烯电缆在允许升温比方面，要高于油纸绝缘电缆，另外，其在允许长期载流量以及工作场强方面，也要高于油纸绝缘电缆，在敷设上，不受高落差的限制。所以，可优先选用交联聚乙烯电缆。
4.结语
综上，本文通过对电缆故障产生原因进行分析，分析与对比了各种电缆检测方法，另外还提出了预防电缆故障的具体策略。最终得知，在电缆实际运用中，需依据实况加以选择，检测电缆温度，在线检测电缆负荷电流，预防电缆化学腐蚀，以此来有效预防电缆故障。
参考文献
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[3]李建辉.电力电缆故障检测方法与应用[J].河北电力技术,2009,28(3):36-38.
作者简介
徐勇（1986-06-25），男，汉族，籍贯：陕西省宝鸡市，学历：大专，研究方向：电力电缆故障，电力电缆工程。
李静（1985-10-07），女，汉族，籍贯：宝鸡市岐山，学历：本科，研究方向：电力电缆。
论文作者:徐勇,李静
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/10
标签：电缆论文; 故障论文; 脉冲论文; 电桥论文; 电力电缆论文; 电流论文; 方法论文; 《电力设备》2017年第34期论文;