输电线路电力电缆常见故障及其机理探讨

高小奇

（国网宁夏电力公司检修公司，宁夏 银川750011）

0 引言

在电缆的运行中，经常会出现各方面的故障，电缆运行的可靠程度，对各大电力系统都有重要的影响，这一点也越来越受到电力运行部门和使用部门的重视。分析电缆发生故障的主要原因，掌握相关的电力电缆故障防范措施，能及时发现电力运行中隐患，预防意外事故的发生，防止停电事故或者人员伤亡。为解决这个问题，笔者经过反复实践和探索，也积累了一定的经验，现对电缆故障发生的原因、性质和防范措施，进行探讨。

1 输电电路故障分析及排查方法

输电电路故障分析是电路检修的基础，它指导着电路检修的全过程。电阻电路图是电工电子实验电路中以及电气设备中最为常见的单元电路，电阻电路的故障分析在排查障碍中显得尤为重要。下面对电阻电路存在的故障逐一进行分析。首先输电电路中经常出现的两种状态：

1.1 短路

电路中，负载两端被一电阻为零线连接，这种现象称为短路，此时电源处于短路状态。短路后的电路状态有以下特征：

1）由于短路，使负载两端的电压U=0，这样流过负载的电流I=0。

2）由于短路，电源处于短路线所在的回路中，所以此时的电流很大，这一电流称为短路电流。

3）由于短路时通过电源的电流很大，大于电源所能承受的能力，所以会烧坏电源。在使用中，要防止电源短路现象。

4）由于短路，相当干负载的电阻为零，此时短路线变成了电源的负载，此时流过负载(短路线)的电流很大，这一电流是电源输出的，超出了电源的承受能力，这称为过载。

5）在短路时，电源的端电压等于0V。

1.2 开路

电路中负载与电源之间的导线断开，这种现象称为开路，此时电路中没有电流，即没有电流流过负载和电源奉身。对干电源而言，这种状态称为空载，电源相当于没有接入负载。

关于开路还要说明以下几点：

1）开路时负载中没有电流。

2）开路后负载两端的电压为零。

3）电源的端电压U等于电源电动势E。

4）在开路后，对负载没有危害，一般情况下对电源也不存在危害，但有例外。

电路故障分析对检察故障具有决定性指导作用，没有正确的电路故障分析过程和结果，就不会获得检修的成功。

这里再说明一下电路故障分析过程中的运用步骤和方法：

1）检杏故障过程中，首先遇到的是具体故障现象，根据故障现象先从整体上进行电路故障分析，即通过具体的故障现象分析出故障可能出现在哪些电路中。

2）有了相对具体的电路部位之后，通过电路图在这些电路中找到关键的测式点决定是测量电压还是电流或其它数据，根据所测得数据进行故障分析，确定这一电路是否工作正常。

3）对于工作不正常的电路，再次进行更深层次的电路故障分析，这一步分析要确定是电路中的哪些元器件出了故障，出现什么性质的故障(如是开路还是短路故障，或是性能变劣故障等)。

4）有了上述故障分析结，再回到电路中对所怀疑元器件进行针对性检测和确定，根据这一步的检测结果、结合电路图和电路故障分析，可能找到最终的有问题元器件。

从上述介绍可知，电路故障分析始终穿插在电路检查全过程中，对电路故障部位的分析范围从大到小逐渐缩小，对电路故障范围的每步缩小都与电路故障分析是分不开的。

2 电力电缆故障的分析及排查方法

2.1 可能出现电力电缆故障的原因

1）由于电缆在安装时或运行中造成的机械损伤而直接引起的电缆接地、相间短路等故障。

2）由于地面的下沉而使电缆垂直受力形变。导致电缆铠甲、铅包破裂甚至折断而造成电缆接地、相间短路和断线等类型的故障。

3）由于电缆的高低落差悬殊，高处的电缆油流向低处而使高处电缆绝缘物的流失，引起绝缘性能下降，导致电缆绝缘击穿故障发生。

4）由于长期过负荷运行，电缆的温度会随之升高，常常导致电缆绝缘老化而被击穿。

5）由于剧烈的震动导致电缆外皮产生弹性疲劳而破裂，形成故障。

6）由于电缆长期在潮湿的环境中运行导致电缆绝缘层受潮，电缆绝缘性能降低，电缆绝缘层长期受电化腐蚀的作用引发电缆接地或相间短路。

7）电缆接头制作工艺不当。在潮湿的气候条件下制作使接头封装物内混入水蒸汽而耐不住试验电压往往形成闪络性故障。由于压接工艺不当或压接质量不高，导致接头在运行中发热，使电缆绝缘逐渐老化引起电缆接地、相间短路或断线等故障。由于接头封装物填充工艺不当，使接头不能良好密封，电缆受潮引发电缆接地或相问短路。

导致电缆故障的原因概括起来主要有三种：

恶劣运行环境、施工和检修工艺质量差及电缆本身质量差。不管哪种原因，快速准确判断电缆故障，及时处理缺陷，恢复正常运行，是我们探讨和研究的对象。

2.2 电缆故障查寻常用方法及原理

1）电阻电桥法：它主要是利用电阻的大小与电缆的长度成正比，利用电桥原理测出故障相电缆的端部与故障点之间的电阻大小，并将它与无故障相做比较，从而确定故障点端部的距离。

2）电感冲闪放电声测法：利用定点仪寻测故障点，一般是在闪测仪粗测后，已确定大概故障位置的基础上进行的。一方面在电缆上加冲击高压使其闪络放电，另一方面用定点仪的探头在估计的故障位置上沿电缆路径测听。在听到故障点放电后还要沿电缆路径寻测最大发声处，直至找到最响点，一般就是故障点。

3）音频法：音频法定点是基于电缆两芯线里流动的电流产生的磁通的相位差和故障点前后磁通变化的规律发展起来的，是查找电缆断线的一种有效方法。其测试原理是同种规格的电缆芯线的对地电容与长度成正比例，采用交流差动电桥法测量两相电缆对地电容比值从而确定故障点。

实践证明，在电缆故障测寻时，利用电感冲闪法可以方便又快捷地初步测定电缆故障的大致位置，再用电感冲闪放电声测法和音频断线测试法，便可方便迅速准确地确定故障点的精确位置，为故障的迅速处理赢得宝贵的时间。测寻中应注意以下几个问题。

1）用电感冲闪法定点时应特别注意电缆的耐压等级。一般情况下，冲击电压的幅度不应超过正常运行电压的1.5倍。

2）精确定点是电缆故障寻测的关键。定点时应降低周围环境噪声，加强耳机的隔音效果，减少外界噪声干扰。

3 结束语

总之，输电电路电力电缆的安全运行有着重要意义。一旦发生故障将直接影响着机组的安全稳定的运行。如果不及时的发现处理，有可能引发火灾等事故，扩大事故范围，将导致停电。将带给我们巨大的财产损失。尤其是在多雨、潮湿的夏季，电缆最容易受潮，从而导致电缆故障的发生。可以说输电电路电力的故障排查尤为重要，通过我国的多起输电电路电力电缆的故障。总结出一种能够快速、准确、方便地查找输电电路电力电缆故障的方法，为及时排除输电电路电力电缆故障创造条件。

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