摘要：电力电缆在实际运行或试验过程中，出现的故障多种多样，表现形式也各有不同。为了快速查找和排除故障，确保电力电缆线路的安全可靠运行，故障检测技术人员必须具备和掌握故障发生原因的分析能力、故障类型判断能力、故障查寻步骤和常用方法、熟练使用故障测试定位仪器的技能等。本文阐述了电力电缆故障类型、检测步骤，并重点对电力电缆故障检测及故障点定位方法进行研究分析。
关键词：电力电缆；故障；检测；定位
一、电力电缆的结构
电力电缆按其内芯的数量划分，可分为单芯电缆和三芯电缆两种。不论是单芯电缆还是三芯电缆，电力电缆按其导线截面划分，又可分为各种截面的型号规格。但是，不论是单芯还是三芯电缆，也不论是哪种截面型号规格的电缆，其基本结构都是一样的，即都是由导体、绝缘层和保护层组成。其中：导体在电缆最中央，起电流电能传导的作用；绝缘层在导体和外保护层之间，起绝缘作用；保护层在最外层，起保护电缆承受一定的拉力的作用。目前应用最广泛的是由铜导体、交联聚乙烯绝缘和高密度聚乙烯材料构成的电缆。在电力系统中，高压部分，如110kV、220kV、500kV电缆常采用单芯电缆；中低压部分，如10kV和低压电缆线路采用三芯电缆。
二、电力电缆的敷设
根据电力电缆自身的特点和安装要求的不同, 电力电缆也有不同的敷设方式。一般来说有以下几种方式:直埋敷设、电缆沟敷设、沿墙敷设、电缆隧道敷设和适用于公路、铁路等狭窄情况的排管敷设等。电缆敷设时应注意如下事项:
(1) 电缆敷设应有波浪形。多根电缆敷设时, 应先敷设规格最大的电缆, 依次下沟。高压电
缆与低压电缆交叉敷设时, 高压电缆要放在低压电缆下面, 其距离不应小于500 mm 。
(2) 电缆接头两端应留有1. 5 mm 左右的余隙, 以备检验, 如果发现受潮可截去一段。电缆引入建筑物、引上电杆和中间接头的两端也应留有余量, 以便有故障时修理备用。
(3) 电缆引入建筑物应穿在保护管中, 管口要用麻带填满, 并用沥青或粘土封口, 以防水分渗入。
(4) 沿斜坡或垂直敷设油浸纸绝缘电缆时,由于电缆中的浸渍剂会流动, 因此电缆两端的位差不能超过规定的数值。
(5) 各种电缆转弯时, 曲率半径不允许过小,否则会影响电缆寿命和使用安全。
(6) 电缆敷设完毕后, 应沿线路进行整理, 然后在电缆上面覆盖100 mm 厚的细砂土, 盖上电缆盖板, 并每隔20 m 左右及终端、转弯处竖立电缆标志牌。最后对电缆沟覆土, 覆土要高出地面200 mm 左右, 以防松土沉陷。
三、电力电缆故障的检测
电缆发生故障的原因有以下几个情况:机械损伤、绝缘受潮、绝缘老化、化学腐蚀、过热击穿、材料缺陷、过电压击穿。可概括为接地、短路、断线三类, 其故障类型主要有以下几方面:
①三芯电缆一芯或两芯接地。
②二相芯线间短路。
③三相芯线完全短路。
④一相芯线断线或多相断线。
当电力电缆发生故障后，有一套完整、适用的步骤能使检测人员在比较短的时间里找到故障点。电缆故障点测寻步骤大致可以分为：
（1）确定电缆的故障性质，即使用绝缘电阻表分别测量线芯对地绝缘电阻和相间绝缘电阻或在电缆远端将三相短路，在近端用万用表测量相间导体电阻判断故障的性质是确定是接地、短路、断线，还是它们的混合；是单相、两相，还是三相故障；是高阻、低阻，还是闪络性故障；
（2）对故障电缆进行粗略的检测定位，方法是在电缆的一端使用仪器确定电缆故障点距离。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆常用方法有电桥法、波反射法；
（3）找寻故障电缆的敷设路径，粗略检测到故障点后，我们就要探测电力电缆的路径，找出故障电缆的敷设路径和埋设深度，其常用的仪器是管线路径仪；
（4）对故障电缆进行精确的定位，检测技术人员根据电缆故障预定位的结果，在电缆故障点附近，通过仪器和设备对电缆故障点的位置进行精确定位。基本方法是跨步电压法和声测定点法。
四、故障检测方法
针对不同的电缆故障，通常的检测方法有低压脉冲法、脉冲电流法、二次脉冲法、电桥法、脉冲电压法等。
1.低压脉冲法
低压脉冲法适用于检测低阻故障（故障电阻小于200 Ω的短路故障）、断路故障，还可用于测量电缆的长度、电磁波在电缆中的传播速度，区分电缆的中间头、T型接头与终端头等。
2.脉冲电流法
脉冲电流法一般包括冲闪法、直闪法，采用线性电流耦合器采集电缆中的电流行波信号，生成故障测试波形图，实现通过波形判断故障情况和测量故障点距离的目的。直闪法用于检测闪络击穿性故障，即故障点电阻极高，在用高压试验设备把电压升到一定值时会产生闪络击穿的故障。冲闪法也适用于测试大部分闪络性故障，由于直闪法波形相对简单，容易获得较准确的结果，应尽量使用直闪法测试。
3.二次脉冲法
在高压信号发生器和二次脉冲信号耦合器的配合下，可采用二次脉冲法来测量高阻及闪络性故障的故障距离，该方法测出的波形更简单，容易识别。以下结合衡水供电公司电力电缆典型故障检测过程实例，详细分析检测方法以及检测时需要注意的技术要点。
4.电桥法
电桥法就是用双臂电桥测出电缆芯线的直流电阻值, 再准确测量电缆实际长度, 按照电缆长度与电阻的正比例关系, 计算出故障点。这种方法适用于短路故障、低阻故障、外护套故障。电桥检测法是采用双臂电桥检测出电力电缆芯线的电阻值，准确测量电力电缆的实际长度，根据电力电缆长度和电阻值之间的正比例关系，计算出电力电缆的故障点位置。采用电桥检测法应确保检测的精确度，电桥的连接线应尽量短，接线直径要尽量大，与电力电缆的芯线连接需采用压接方式或焊接方式，整个计算过程的小数点需全部保留，不得进位。惠斯通电桥的基本原理是利用故障点两侧的电缆线芯电阻与比例电阻构成Whitestone/Murray电桥，是传统、经典的定位方法。另外，电桥检测法检测电力电缆故障除了双臂电桥外还应与兆欧表或万用表配合使用，从而为快速检测电力电缆故障点提供保障。
5.零电位法
零电位法也就是电位比较法, 它适应于长度较短的电缆芯线对地故障, 应用此方法测量简便
精确, 不需要精密仪器和复杂计算,测量原理如下:将电缆故障芯线与等长的比较导线并联, 在两端加电压E 时, 相当于在两个并联的均匀电阻丝两端接了电源, 此时, 一条电阻丝上的任何一点和另一条电阻丝上的对应点之间的电位差必然为零。反之, 电位差为零的两点必然是对应点。因为微伏表的负极接地, 与电缆故障点等电位, 所以, 当微伏表的正极在比较导线上移动至指示值为零时的点与故障点等电位, 就是故障点的对应点。
总结语：
随着电力电缆应用范围的迅速扩大，如何有效地提高电力电缆故障检测的准确性和快速性，提升设备管理水平，是专业技术人员必须掌握的技能。针对电缆高阻故障，采用二次脉冲法测距，测试方法易掌握，特别对短距离故障测试波形，测距方法简单，自动化程度高，容易确定故障点，使得电缆检测效率更高，定位时间更短。该检测方法方便、有效，可供同类型故障处理借鉴。电力电缆的安全运行关系到供电系统的可靠性，供电公司在铺设电缆时，要严格要求并规范管理，以确保施工质量；在运行阶段，要健全电缆全生命周期管理，加强对线路的实时状态监测；供电公司的技术人员，应该了解电缆故障的类型与原因，掌握相应的监测，一旦发生电缆故障，能够迅速采用合理的方法和仪器，检测并确定故障点的位置，及时排除故障，这对保障供电系统安全运行和提高供电可靠性都有重要意义。
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论文作者:黄浩贤
论文发表刊物:《基层建设》2016年36期
论文发表时间:2017/3/30
标签：故障论文; 电缆论文; 电力电缆论文; 电桥论文; 脉冲论文; 电阻论文; 方法论文; 《基层建设》2016年36期论文;