电力电缆常见故障及其检测技术

谢成明

四川省电力公司资阳公司 641300

电力电缆常见故障及其检测技术

谢成明

四川省电力公司资阳公司 641300

由于电力电缆（以下简称电缆）路径的隐蔽性以及测试水平和设备的局限性，电缆故障的查找相对困难。有时为查明故障点，甚至会花较多的人力和时间，对群众生活和工农业生产造成损失，严重影响电力优质服务形象，同时也影响电力企业正常经营。因此，电缆故障的分析及快速检测成了摆在广大电力人面前的又一研究课题。

电缆故障检测

近年来，随着国民经济的快速发展，城市建设日新月异，对市容市貌、城市规划、节约用地等的要求越来越高。电力电缆在城网供电线路中所占的份额也越来越重。在一些发达城市的市区，甚至已逐步取代架空输电线路。但随着电缆的广泛使用，电缆故障带来的一系列问题造成的影响也将越来越大。如何快速准确地查找、解决电缆故障，缩短故障停电时间，就成了电缆运行人员最为关心和经常交流探讨的问题。 现根据多年的工作经验和参考有关资料,总结出电缆的常见故障原因分析以及探测方法的选择与应用。

1 形成电缆故障的主要原因

1.1 机械或其他原因形成电缆损伤。一般发生在电缆在安装过程中，不严格按照规范施工造成的机械损伤；或者其他施工作业靠近电缆线路进行造成机械损伤；或者其他偶然因素导致的外力破坏；或是由于电缆路径地面下沉而导致电缆垂直受力变形，致使电缆的护套、铠装、铅包的破裂甚至折断等。若是轻微的电力电缆机械损伤，要到几个月甚至更长的时间后损伤的部位才将发展为外护套穿孔，由于潮气入侵导致损伤部位彻底崩溃而产生故障。

1.2 电缆绝缘受潮。多发生在直埋或排管里的电缆接头处。主要形成原因有：电缆接头盒或终端盒结构不密封或密封不好而导致进水；电缆接头在异常潮湿的气候下进行而处理措施不够；电缆制造不良，金属护导有裂隙或小孔；电缆腐蚀穿孔等。

1.3 电缆外护层腐蚀。电缆直接埋在酸碱性强的土壤中，由于地下酸碱腐蚀、杂散电流的影响，使电缆的铠装、铅皮或外护层受腐蚀出现麻点、开裂或穿孔，造成故障。

1.4 电缆长期超负荷运行。电缆长期的超负荷运行时，形成过高的温度，加速电缆外绝缘的老化，最终导致绝缘层被击穿形成电缆故障。特别是在夏季，此内故障更是经常发生。

1.5 电缆接头故障。电缆接头包括电缆终端头和中间接头，是整个电缆线路的薄弱环节。发生电缆接头故障的主要原因体现在：施工人员在制作电缆接头过程中，未严格按照技术规范要求进行接头，形成压接不紧、加热不充分，施工中的杂质、水气及气隙进入电缆接头,，最终导致电缆接头绝缘存在缺陷而产生发热、局部放电或击穿，造成故障。

1.6 电缆所处环境有外来热源也会造成电缆温度过高、绝缘击穿，甚至爆炸起火，形成故障。

1.7 制造电缆材料缺陷、设计和制作工艺不良及正常老化等其他原因。

2 电缆故障的分类

根据故障性质可分为开路（断路）故障、低电阻（短路）故障、高电阻故障、高电阻泄露性故障、高电阻闪络性故障。

3 电力电缆故障的检测

电力电缆发生故障后，一般要经过初步原因判断、位置分析、故障点确定等步骤。

3.1 电缆故障初步原因分析。即根据发生故障的各种现象，结合故障电缆线路的设计、运行状况和电缆所处环境以及电缆沿线的突发状况，初步判断故障形成的原因和类型，以便选择适当的电缆故障测距与定点方法。确定故障是接地、短路、断路；是闪络还是封闭故障；是高阻还是低阻；是哪相故障；或是混合故障。可以根据故障发生时表现出的各种状况，初步判断故障的原因或性质。但只通过表面现象不能完全将电缆故障的性质确定下来，有时还可能发生重大偏差，要准确确定电缆故障，必须进行通路试验和测量绝缘电阻。测量绝缘电阻是判断电缆的绝缘状况、接地情况。测量时根据电缆的电压等级，选用合适的兆欧表来测量电缆线芯之间和线芯对地的绝缘电阻。进行通路试验时，将电缆末端三相短接，用万用表在电缆的首端测量芯线之间的电阻。以此来判断电缆线芯完整性和阻性。

用兆欧表在线路一端测量各相的绝缘电阻。一般根据以下情况确定故障类型：

（1）当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻,或芯与芯之间绝缘电阻低于100kΩ时,为低电阻接地或短路故障。

（2） 当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻,或芯与芯之间绝缘电阻低于正常值很多,但高于100kΩ 时,为高电阻接地故障。

（3）当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻较高或正常,应进行导体连续性试验,检查是否有断线,若有即为断线故障。

（4）当摇测电缆有一芯或几芯导体不连续,且经电阻接地时,为断线并接地故障。

（5）闪络性故障多发生于预防性耐压试验,发生部位大多在电缆终端和中间接头。闪络有时会连续多次发生,每次间隔几秒至几分钟。

3.2 电缆故障测距。即在电缆的一端使用仪器确定故障距离。

（1）电桥法。这是一种比较典型的检测方式。即将被检测电缆终端故障相与非故障相短接，电桥两端分接故障相与非故障相，经过认真调节使电桥达到平衡，再通过计算得到故障点到测试端的距离。 电桥法的特点在于方法简单、精度较高，但当故障点电阻较高时，要测量出故障距离较麻烦，且花费时间长。

（2）低压脉冲反射法。即检测故障点的反射脉冲与发射脉冲的时间差来进行测距的。该方法的优点是简单、直观。通过观察脉冲波形可以较直观的识别电缆故障点、中间接头和分支点。但不适合测量高阻和闪络故障。

（3）脉冲电压取样法。是一种用于测量高阻泄漏与闪络性故障的测试方法。首先在电缆上加一高压脉冲，将电缆故障在直流或脉冲高压信号下击穿,然后通过观察放电脉冲在测量点与故障点往返一次所需的时间来测距。脉冲电压法主要有直流高压闪络(直闪法)与冲击高压闪络(冲闪法)两种方法。其特点在于不必直接将高阻与闪络故障烧穿，而是利用故障击穿产生的瞬间脉冲信号，测试速度快。

（4）脉冲电流法。与脉冲电压法的主要差别在于：脉冲电流法是采用线形电流耦合器采集电缆中的电流行波信号，且脉冲电流波形比较容易分辨。

不同的情况采用与之相适应的方法测距。一般情况下，开路（断路）故障、低电阻（短路）故障采用低压脉冲反射法和电桥法，高电阻故障、高电阻泄露性故障、高电阻闪络性故障采用脉冲电流（压）法。

3.3 电缆故障精确定点。即根据故障测距结果，按照电缆线路走向，确定故障点大概位置，然后利用适当的方法确定故障点的准确位置。较常采用的方法有：声测法、声磁同步法、电磁定位法、及跨步电压法。

4 结语

随着社会的不断进步发展，用电需求大幅增加，电力电缆的使用必将更加普遍，电缆故障对人们的生活和生产产生的影响也更加广泛。快速、准确判断故障性质并迅速找到故障点及时处理故障，对保障电网的正常运行，企业的安全生产有着十分重要意义。因此，电缆故障测试人员必须加强新技术、新设备的学习应用，不断积累经验，准确判断电缆故障性质，选择适合的仪器与测量方法，迅速高效地探测电缆故障，为故障的排除抢占时间，切实提高供电的安全性、可靠性。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.19.050