(上海闸北发电厂 上海 200438)
摘要：随着我国城市建设快速发展，高压电力电缆在工业和生产生活中都得到了广泛的应用，其具有占地面积小、输电可靠性高、降低线路损耗、维护工作量少等优点，但是其故障率也在逐渐增加。因此分析高压电缆故障原因，并提出对应的维护措施，对提高供电网络可靠性具有十分重要的现实意义。基于此，文中对电力电缆故障诊断与检测进行了分析，仅供业内人士参考。
关键字：电力电缆；故障诊断；绝缘结构；电缆芯线
1 导言
随着电力系统更新及技术发展，传统的架空输电线路在建设过程中逐步被电力电缆所取代。但是在实际的应用过程中开始出现电缆事故增加，输电线路可靠性受到威胁等问题。由于高压电力电缆主要使用了交联聚乙烯电缆进行敷设，而且多采用电缆沟直埋、电缆隧道的敷设方式，导致高压电缆具有投资规模大、故障难检测、电缆容易遭外力破坏等问题，这给高压电缆的运行与维护提出了较高的要求。的因素进行因此准确的分析和诊断电缆的故障，对于提高电力系统安全运行是十分必要的。
2 高压电力电缆的故障原因
2.1 高压电力电缆制造质量
厂家制造原因根据发生部位不同，又分为电缆本体原因、电缆接头原因、电缆接地系统原因三类。①一般在电缆生产过程中容易出现的问题有绝缘偏心、绝缘屏蔽厚度不均匀、绝缘内有杂质、内外屏蔽有突起、交联度不均匀、电缆受潮、电缆金属护套密封不良等，对电缆长期安全运行造成严重隐患。②高压电缆接头需要现场制作，因为现场条件的限制和制作工艺的原因，绝缘带层间不可避免地会有气隙和杂质，所以容易发生问题。③电缆接地系统包括电缆接地箱、接地保护箱、电缆交叉互联箱等部分。一般容易发生的问题主要是因为箱体密封不好进水导致多点接地，引起金属护层感应电流过大。
2.2电缆超负荷运行及机械损伤
高压电力电缆在运行中，如果长期处于超负荷运行，其发热量急剧增加，与电流的平方成正比，高温会损害电缆的绝缘，容易发生故障。特别是高温季节，高压电缆会产生更多的热量，降温或散热不及时会使高压电缆保护层加快老化，破坏其绝缘强度，增加高压电力电缆的运行风险。如果高压电缆邻近存在腐蚀气体或者高温的热源时，电缆的保护层将遭到的破坏，高压电缆也会发生运行故障。此外，由于机械损害造成高压电缆故障也是最为常见的因素之一，例如遭到外力破坏、车辆碾压等情况造成的高压电缆变形或，高压电缆的联接头损坏，使高压电力电缆的绝缘下降。
2.3 高压电力电缆的敷设不规范
安装和施工不规范是造成高压电力电缆故障最常见的一个因素，在电缆敷设过程中部分施工人员因为对高压电缆敷设技术没有充分掌握，导致高压电缆本体的绝缘层在施工的过程中被划伤，而环境中的半导电颗粒物质等在长期的使用过程中嵌入到绝缘层中，给后续电缆的正常使用造成影响。这种问题最为隐蔽，交接试验时不容易被发现，但是在长期的使用过程中却会给高压电缆的使用留下隐患。还有高压电力电缆线路敷设的长度比较长，在施工中需要联接两条电缆，如果两段电缆的导体联接处理不规范，在电缆联接处出现毛刺或者尖角，就会造成电缆联接接触不良的情况，也会影响电力电缆稳定和安全运行。
3 高压电力电缆的故障诊断分析
3.1 声音检测法
声音检测法是在高压电力电缆故障诊断上最简单的一个方法，其原理就是根据电力电缆线路故障放电过程中会发出的声音，通过声音进行检测，最终判断故障的位置，解决故障。对露天敷设的电力电缆线路，可以直接根据其放电声音，找出故障的具体位置，而对于一些地下敷设的高压电力电缆线路，由于其故障放电声音较小，很难直接的通过放电声音来判断其故障位置，这样就需要通过分析电缆线路的走向，然后利用扩音设备来判断故障声音的发生位置。
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3.2 电桥检测法
电桥检测法的原理是利用双臂电桥来检测高压电力电缆线路的电阻值，根据电缆故障短路接地电阻值的不同，确定电缆线路的故障位置。电桥检测法主要用于电力电缆单相接地、相间短路或短路接地的故障距离测试，可分别选用高压电桥回线法和低压电桥回线法。这种测距方法是基于电缆沿线均匀，电缆长度与缆芯电阻成正比的特点。根据惠斯登电桥的原理，将电缆短路接地故障点两侧的环线电阻引入电桥回路，测量其比值。
3.3 脉冲检测法
脉冲检测法是电力电缆故障诊断上较为常用的一个方法，包括低压脉冲法、脉冲电压法、脉冲电流法和二次脉冲法四种方法。脉冲检测法原理就是用脉冲发生器发出脉冲波，利用脉冲信号在电缆线路中传播时遇到波阻抗不匹配点产生电磁波反射的原理，由示波器上测得脉冲波反射时间和电缆波速，确定电缆故障点的距离。通常电缆线路中的阻抗不匹配点，除了导体断线(开路)、短路和接地故障外，在电缆接头和电缆穿过金属管道等处也都是阻抗不均匀点，同样会产生波的反射，测试时必须仔细辨别。尤其是当接地电阻值大于电缆波阻抗的2～3倍以上时，反射波幅值很小，更难以辨别故障点。脉冲法最适用于诊断断线故障，同时也适用于诊断接地电阻小于100Ω的电缆故障。
3.4 电容电流的检测法研究
高压电力电缆在运行中，芯线之间、芯线对地都存在电容，该电容是均匀分布的，电容量与电缆长度呈线性比例关系，电容电流测定法就是根据这一原理进行测定的，对于电缆芯线断线故障的测定非常准确。测量步骤：①首先在电缆首端分别测出每相芯线的电容电流(应保持施加电压相等)Ia、Ib、Ic的数值。②在电缆的末端再测量每相芯线的电容电流Ia′、Ib′、Ic′的数值，以核对完好芯线与断线芯线的电容之比，初步可判断出断线距离近似点。③根据电容量计算公式C=1/2πfU可知，在电压U、频率f不变时C与I成正比。因为工频电压的f(频率)不变，测量时只要保证施加电压不变，电容电流之比即为电容量之比。测量过程中，只要保证电压不变，电流表读数准确，电缆总长度测量精确，其测定误差比较小
4 高压电力电缆的故障分类
在高压电力电缆的运行中发生故障主要有闪络、断线、接地以及复合型这四种类型，闪络故障一般是因为电缆长时间在恶劣环境下运行形成的，在高电压的作用下容易呈现击穿故障，当这种状况发生时如果能够及时切断高压电力电缆电源，其绝缘可能会缓慢的自我恢复。断线故障时电缆导体的绝缘功能都还是完好，可是导体存在一个或许几个没有联通，常见的有单相断线、三相断线等方式。高压电力电缆的接地故障是最常见的一类故障，表现为电缆一相或数相的导体发生短路故障，然后引发贯穿性的绝缘伤害，造成一相或多相接地故障。而电缆的接地故障分为金属性接地以及电阻性接地。另一类是复合型故障，具备两种或两种以上的故障类型，比方接地断线、闪络短路等都属于复合型故障。
5 高压电力电缆故障的预防对策
对高压电力电缆引发故障的来源进行分析，采取针对性的防护措施，可以提高电缆运行的安全性与稳定性，有效地下降故障的发生概率。对故障电缆，诊断人员采取适宜的方法进行故障检测，及时维修故障电缆，可以延长高压电力电缆的使用寿命。在高压电力电缆管理中，需加强对电缆的日常维护，认真做好巡视和检查工作，详细抄录各项运行参数并及时归档，对于那些容易出现故障的部位，应当加强检查频率，此外，还应当强化公司各部门间的沟通联系，从高压电力电缆的施工、运行、维护、检修等全方位加强对电力电缆设备的保护，从而确保电缆长时间的安全稳定运行。
6 结语
总之，由于经济社会的不断发展，使得我国的高压电力电缆技术也在不断进步，涌现出很多新的技术并逐步应用到实际领域当中。不过显然，相关的各类技术并不能彻底避免电缆的故障发生，应此在日常运作中，利用相对精确度高一些的故障检测方法，可以缩短查找故障部位时间，进而实现及时维修，恢复供电，尽可能降低电缆故障带来的的不利影响。
参考文献
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论文作者:袁奕巍
论文发表刊物:《电力设备》2016年第18期
论文发表时间:2016/11/29
标签：电缆论文; 故障论文; 高压论文; 电力电缆论文; 脉冲论文; 电桥论文; 断线论文; 《电力设备》2016年第18期论文;