电力电缆故障分析和测寻方法

王 娜，李 鹏，刘 健

（1.抚顺石化工程建设有限公司，辽宁抚顺 113000；2.抚顺石化公司，辽宁抚顺 113000）

1 电力电缆故障原因分析

1.1 电缆机械故障

（1）安装时损伤。安装时不小心碰伤电缆，如：由于电缆在运输、安装过程中受到外力作用；:机械牵引力过大而拉伤电缆；运输过程中保存不当引起电缆外层铅护套损害、操作工人在进行电缆敷设时操作不当导致电缆弯曲过度而损伤电缆。

（2）直接受外力损坏。因自然现象造成的损伤，如：地形地貌改变引发电缆突发性地被拉长而变形；或土地沉降引起拉力过大拉坏中间接头或导体等。

1.2 电缆表皮损坏

电力电缆长期裸露在室外，容易受到自然风水日晒而引起表层老化，同时电缆外表层是塑料，在酸雨腐蚀下，电缆表层极易开裂。电缆表皮破坏使得电缆直接裸露在空气中，电缆接口处容易进水引发电缆故障。

1.3 电缆本身质量缺陷

一些不法商家为了节约成本，在进行电力电缆生产时均普遍采用标准公差，这样生产出的电缆安全系数达不到国家要求，如电缆头附件加工达不到工艺要求等。由于电力电缆自身质量缺陷也容易使得电缆外层老化加快和使用寿命缩短。

1.4 电缆运行维护问题

由于必须持续不断提供电能，电力电缆长期处于高速运行状态。这就意味着电缆长期处于发热或散热不良环境，而长期超负荷运转将容易加快电缆绝缘层老化、脆化速度，使得电缆使用寿命急速下降。

2 电力电缆故障测寻流程和技术要求

2.1 电力电缆故障测寻流程

电力电缆故障测寻一般分为诊断、测距和定点等3大步骤。首先，电缆故障诊断即对电缆故障性质、原因进行判断，对电缆故障电阻进行分析其是高阻还是低阻，是单相、双相还是三相故障等故障性质进行有效判断，准确确定电缆故障性质，以便维修工人快速地确定使用何种电缆故障测距方法和定点方法。其次，电缆故障测距就是对电缆故障点到电缆一端距离进行测量，从而有效地确定故障距离以便缩短故障点区间范围和节省检测维修时间。最后，电缆故障定点就是根据测距结果对故障点进行准确定位，找出电缆故障准确位置并对故障电缆进行维修处理。

2.2 电力电缆故障测寻技术要求

在对故障电缆进行移动、拆除或更换接头时，必须将整个通电电路线缆进行断电处理，在确保电缆没有电流通过情况下才能进行电缆操作、维修。在进行切断电缆电源时候，工作人员所用钢锯应该进行接地并且工作人员必须站在绝缘台上佩戴好绝缘手套后才能对电缆进行切割。工作人员须进入电缆井下进行检测维修时，将井盖搬移之后应该等待井中废气尽数排完之后，方可下到井下进行操作，同时应佩戴好安全帽，井口处预留一名工作人员进行看护，以防有人误将井盖封上或往井下乱扔物品。

3 电力电缆测寻技术在电缆故障测试中运用

3.1 电缆故障测距技术方法

（1）行波测距法。在对电缆故障点到电缆任意一端距离进行测量时，可以采用电压脉冲反射法或者脉冲电压法。电压脉冲反射法工作原理是通过向故障电缆注入低压脉冲，低压脉冲在传播过程中如果遇上故障点则会发生反射作用，这时只需要记录好低压脉冲传播时间与反射传播时间，通过计算二者差值即可测算出电缆故障点到测试点间距离。脉冲电压法工作原理与电压脉冲反射法恰恰相反，它是通过将直流高压信号击穿电缆故障点，然后计算高压信号在故障点与测试点间传播时间进而测算出二者之间距离。

（2）阻抗测距法。在对电缆故障点与电缆任意一端间距离进行测量时，采用直流电桥法和高阻故障法进行操作则是相对简单。如直流电桥法是通过把有故障电缆与正常电缆分别与电桥相连，然后通过调整电桥上电阻大小使电桥达到一个平衡状态。最后根据已有电缆长度和相对应比例关系计算出故障点与测试点之间距离。高阻故障法操作则更为简单便捷，该技术是通过对具有高阻故障电缆加入正弦高压信号，这时高阻故障点就会不断闪烁且故障点高阻也将转变成弧电阻。这时可以根据弧电阻特性和分布参数线路理论计算出沿线电流与电压数值，从而确定故障点与测试点间距离。

3.2 电缆故障定位技术方法

（1）声测法。声测法工作原理主要是运用专门高压信号发生器，将10 kV直流电压注入故障电缆中，这时电缆中故障点就会因为直流电压反复击穿而产生电流并且产生机械振动。同时利用声电转换器将振动波转换为电信号并对声音强弱进行测试，最强处声音即可判断为电缆故障点。

（2）声磁同步法。由于声音信号与磁信号在电缆中传播速度不同，声磁同步法可以根据这一特性采用专门设备对两种信号在测试点与故障点间传播时间进行测算，声音传播时间最短处就是电缆故障点所在。

（3）音频感应法。音频感应法工作原理就是在电缆短路相芯线间接上1 kHz音频电流，待电缆产生电磁波后，沿电缆方向用探头收集电磁波信号。然后通过专门信号检测仪器对收集到信号进行分析，最后得出音频最强地点即为电缆故障点位置所在。

3.3 电力电缆故障测试技术

（1）高压闪络技术。如果电力电缆存在有故障点时，在通入高压后其会因击穿而产生闪络放电现象，此时促使原来电缆高阻故障变为短路及反射。而闪络技术地应用则是通过分析这一过程中所形成反射波波形数据，之后将电缆故障点测试出来。结合实践来看，高压闪络技术根据电压施加区域不同主要有直闪与冲闪这两类，简单来说前者即为电缆故障处直接施加电压，后者则为球间隙施加。

（2）电桥技术测故障。在连接过程中应当要严格依照电桥原理图来完成，短接电缆非故障相和故障相，其中分别用电桥两臂来连接，为了保持电桥平衡，工作人员可以通过对两臂上的可调变阻器进行调节来实现，并通过相关比例关系来将故障距离确定下来。该方法不但方便快捷，而且具有较高精准度。然而需要注意是必须控制其电源电压，切勿过高，而且并且在高阻抗和闪络性的故障及三相短路使均不可使用。

（3）低压脉冲技术测故障。该技术原理在于将脉冲信号发射出去时，信号会在T接头、短了点、中间接头以及终端开路等处会出现不同的反射。通过研究可知，往往是受抗阻失配点的性质来决定反射波形，而阻抗失配点以起始端距离则通过反射波形位置来表示。在实际测算距离时，应当要明确脉冲速度，所以需要掌握一根完好的电缆测量其从头到尾的时间，以便于能够快速、精准的将故障点位置找出。

4 电力电缆日常维护

首先，在对电力电缆进行安装前，对敷设电缆位置要进行严格考察，以确保其周围地质不会使电缆发生位移情况。并且在电缆安装过程中，要仔细做好两条电缆接口处理，保证接口接触良好且密封成功。其次，对电缆沟、终端头进行定期清扫、清洁。如果在清扫过程中发现终端盒内存在间隙，这时就要报告检修人员让其填充同质绝缘剂以确保终端盒时刻处于充实状态。清扫中如果发现电缆腐蚀严重、电缆支架摇摇欲坠情况时，检修人员要及时刷上一定量防锈漆并对电缆支架进行加固处理。再者，做好电缆防腐工作。在对电力电缆进行日常检查中，如果发现局部地区电缆外层发生严重腐蚀时，应对电缆所处地区土壤、气候进行分析，如果是土壤酸性过重和酸雨服饰严重话，应该将电缆安装置于管内对其进行保护。最后，积极采用新型电缆，如接线盒使用热缩头可以提高电缆负荷能力和运行效率，进而保证电力长期稳定供应。

电力电缆是我国电网系统中关键组成部分，电力电缆正常稳定运行直接影响着电网系统有效运行。因此，电力电缆检查和电缆故障测寻更是保证电网正常运行工作重中之重，必须不断提升电力电缆测寻技术才能加快电缆故障点查找和解决，以确保人们日常生产、生活电力所需和国家安全稳定。