关于电力电缆故障分析及监测方法的探究

邓勇，李瑞月

（三峡大学电气与新能源学院，湖北宜昌，443000）

1　电力电缆发生故障的主要原因

1.1　电缆自身质量问题

（1）电缆自身的生产质量

当前，我国电力系统中采用的电缆，其设计和生产技术都已经趋于成熟，所以一般来说电缆的自身质量问题与设计关系不大，多是由于制造或者存储管理中发生问题，引发电缆质量问题；此外市面上也存在着一些以好充次的电缆扰乱正常市场，所以在采购电缆的过程中，必须对生产厂商实施全面考察。

（2）电缆施工造成的质量问题

质量良好的电缆，在施工过程中如果没有按照标准的施工要求铺设，也会造成电缆机械损伤，从而导致电缆故障[1]。比如，在电缆安装过程中，由于施工大意，对电缆即使造成的损伤较为轻微，在使用过程中也会逐渐发展成为铠甲穿孔，进而潮气入侵，引发电缆接地、短路等故障，从而造成电缆崩溃。

（3）电缆接头的质量问题

电缆接头作为电缆的重要部分，其质量问题也是引发电缆故障的重要原因，主要是由于接头的生产质量所引发的。比如，接头是否增加了屏蔽层，接头两端的连接状况不佳；或者，在潮湿环境下制作接头，导致有水蒸气混入接头封装物，在电压加持下引发闪络性故障；或者，电缆接头的制作过程中，压接工艺完成质量不佳，导致在电缆运行中接头温度持续生态，加速接头老化最终引发接地或短路故障。

1.2　外部故障

所谓电缆的外部故障，就是受到外力破坏，或者在环境影响下，导致电缆发生各种故障或者造成隐患，主要的外部故障有以下积累几类。

（1）机械损伤。机械损伤通常是由于电缆在架设过程中操作不规范，或者在距离电缆较近处作业时，对电缆造成损伤。防止机械损伤，只能通过规范施工作业来达到。（2）电缆外皮电腐蚀作用。如果电力电缆埋设地周围有强力电场，则会导致电缆外皮受到电腐蚀，甚至被腐蚀至穿，从而导致潮气侵入，最终使得绝缘体遭到破坏。（3）化学腐蚀。电力电缆受到化学腐蚀，大多是因为电缆路径上有酸碱作业区域，或者煤气站等，导致电缆铠甲与钳包被大范围腐蚀。（4）地面下沉引发电缆弯曲。电缆在穿越建筑、或者公路铁路的过程中，由于地面下降，导致电缆受到垂直应力，最终使得电缆铠甲与钳包破裂甚至这段，引发电缆故障。（5）长时间负荷运行。电缆在持续负荷运行过程中，温度会持续升高，特别是在夏季，长期高温状态容易的导致电缆薄弱处或者接头处发生击穿，从而造成电缆故障。（6）振动破坏。振动破坏在铁路下方埋设的电力电缆最容易出现，由于剧烈振动，引发电缆外皮破损，造成电缆故障。（7）环境潮湿。长期处于潮湿环境下，电力电缆的绝缘层容易受潮，从而降低其绝缘性；并且在潮湿环境下的电缆更易受到点化腐蚀，造成故障。（8）实验过程不当。采用不合适的试验方法，比如交联电缆直流耐压试验，或者试验时间过长，电缆长期处于高负荷，高电压下，容易导致电缆故障。

2　电路故障类型的特征与检测方法

2.1　开路故障

开路故障通常来说也会分为两大类，一类为断线故障，就是电缆中的一处或多处芯线或者金属屏蔽层发生断开，而导致的电缆故障；另一类为似断非断故障，其主要表现为电缆的电阻电缆并没处于完全断开状态，与正常电阻相比，其电阻远远超出很多，然而又小于无穷大[2]。通常用来检测来哭故障的主要有以下两种方法

2.1.1欧姆表法

欧姆表法的检测过程如下，对于单芯电缆来说，在电缆终端段姐芯线与金属屏蔽层，在电缆另一端通过欧姆表测试电缆芯线与屏蔽层之间的电阻，如果测试所得电阻为无穷大，则故障类型为短线故障；如果测试的结果显示电阻小于无穷大，但与正常电阻相比，超过两倍以上，则故障类型为似断非断故障。对于三芯电缆来说，如果电缆有金属屏蔽层，在电缆终端短接三相芯线与金属屏蔽层，通过欧姆表分别测试另一端的三相芯线与屏蔽层之间的电阻，三相电阻应当区域平衡状态，如果三相电阻呈现无穷大，则表敏故障类型为短线故障，如果超出正常两倍以上，又小于无穷大，则为似断非断故障。

2.1.2低压脉冲法

地压脉冲法是通过对电缆相对长度以及脉冲反射波形的测试，来检查电缆是否出现短线故障。低压脉冲法不需要短接电缆另一端，而且该方法对于芯线与金属屏蔽层都具有较好的检测效果。

2.2　低阻故障

低阻故障最突出的特征表现为电缆相件电阻或相对地电阻小于10KΩ，或者相对地故障电阻小于10KΩ。低阻故障的检测方法一般包括电桥法和脉冲法两种。

2.2.1电桥法

电桥法检测，是通过欧姆表或者万用表来测试电缆的相间电阻，或者相对地电阻，一旦电阻值不足10KΩ，说明故障为低阻故障。

2.2.2脉冲法

脉冲法师通过测试电缆相间脉冲波形或者相对地波形，如果呈现的波形中出现了与仪器发射脉冲相反极性的脉冲，则说明电缆存在着低阻故障。

2.3　高阻故障

高阻故障是相对低阻故障而言的，其具体表现为电缆相件电阻或相对地电阻大于10KΩ，检测方法主要有以下几种。

2.3.1泄露性高阻故障。

泄露性高阻故障通常采用的测试方法包括绝缘电阻法、欧姆表法以及直流耐压预试法。绝缘电阻法、欧姆表法都是通过测试电缆电阻来判断其故障状态的；而直流耐压预试法，是在电缆的额定电压条件下，对不同相分别施加直流电流，如果电缆泄露的电流值随着电压升高而增加，并且，其电流泄漏值显然大于允许值，则可判定为泄露性高阻故障。

2.3.2闪络性高阻故障。

一般来说，闪络性故障都是高阻故障范畴，并且阻值通常都很高，甚至几乎达到电缆的绝缘阻值。所以，判断闪络性故障只能使用预试方法来检测[3]。在电缆额定电压条件下，一旦超出某一电压值，泄露电流迅速大幅增加，电压一旦降回，泄露电流恢复正常，则说明此时属于闪络性故障。

3　小结

在电力系统中，电力电缆的可靠性对于供电质量行业供电安全有着至关重要的作用，因此，必须做好电力电缆的日常维护和故障检测工作，降低故障率。