电力电缆故障检测技术分析

周妍 邢如玉

摘要：社会经济的发展促进人民生活水平的提升，而生活水平的提升也产生了更多的供电需求。如果在电网运行的过程中出现了电力电缆故障，不仅会影响人们日常生产生活，同时还会直接造成维修费用大量增加。鉴于此，文章对电力电缆故障探测及运行维护进行探究。

关键词：电力电缆;故障探测;运行维护

引言

当前电力系统已经成为人们工作和生活中不可或缺的一部分，因此保证电力系统运行的安全性至关重要。电力电缆是电力系统中重要的组成部分，因此电力电缆的正常使用受到了人们的广泛关注。从目前电力系统的运行情况来看，电力电缆虽然能够在很大程度上保证电力系统运行的安全性，但是仍然会出现一些故障，从而防止了电力系统的正常运行。所以说，采取合适的方法来对这些故障进行检测，并且采取合理有效的策略来预防这些故障成为电力电缆发展中应该广泛重视的问题。

1 电缆故障原因

1.1 电缆绝缘老化。由于电缆运行环境比较恶劣，电缆外层绝缘材料容易出现老化现象，导致绝缘性能下降，在长期的运行中绝缘层就会被击穿，引起短路故障和低阻故障。

1.2 机械损伤。电缆运行过程中，经常会有施工项目未与电力公司确认便开展开挖、打桩等工作，在这过程中没控制好施工深度的话就会对电缆的保护层造成损坏甚至挖断电缆，以及自然因素导致电缆受到拉力被拉扯变形，进而引发电缆故障。

1.3 电缆本身缺陷。电缆生产商在生产过程中有不合理的地方，例如电缆制作材料选择错误、制造工艺不严谨、产品设计上有缺陷等，导致电缆出厂时绝缘方面就存在缺陷，影响正常工作。

1.4 电缆安装不规范。在电缆头安装时安装人员没有按照相关要求进行处理或者技术不够精湛，没有进行防潮措施、密封处理或者接头导线连接压接不良等，这些都会导致电缆故障。

1.5 超负荷运行。随着经济的发展，用电量骤增，已有的线路不能满足使用需求，很多电缆都处于超负荷运行状态，导致电缆内部大量发热，使得电缆绝缘加速老化，降低电缆寿命。

2电力电缆故障检测的方法

2.1脉冲电流法

在当前电力系统运行的过程中，对于电力电缆的一个主要的检测方法就是脉冲电流法。对于脉冲电流法而言，其工作的主要原理就是将电力电缆发生故障的位置进行击穿，在击穿的过程中会产生一定的电流信号，通过对于该故障点电流的行波的测试以及击穿过程中的往返时间来对故障点的位置进行确定。当然，脉冲电流法在使用的过程中存在一定的局限性，其中一个主要的故障就是其脉冲电流的波形产生是用互感器进行的，这就导致电流波形复杂，从而使得故障点位置的确定复杂度上升。

2.2低压脉冲检测法

低压脉冲检测法也是电力系统中电力电缆系统故障检测的一个重要方法。低压脉冲检测法的主要工作原理是将低压脉冲注入到电缆的故障中。对于电力电缆来说，其发生故障的位置是阻抗不匹配的位置，所以说，当将低压脉冲注入到电缆时，在故障点会产生相应的反射脉冲，因此，通过对反射脉冲和发射脉冲之间的时间差进行测量，加上以脉冲的传播速度为先验条件，能够较精确的计算出故障点的位置。

2.3三次脉冲法

除了以上两点外，在电力系统中电力电缆故障检测的过程中，还有一种不容忽视的方法就是三次脉冲法。三次脉冲法主要是利用低压脉冲———高压脉冲———低压脉冲的方式来进行故障点的测量。首先，利用低压脉冲来对故障点的脉冲波形进行检测，这样能够获得低压脉冲波形。其次，利用高压脉冲来对电缆的故障点进行击穿，这样能够得到电弧的相关信息。在此基础上，再次发射低压脉冲，这样能够获得对于故障点处的反射波形。因此，将前后得到的波形进行叠加即可对故障点的位置进行确定。通过这种方式，能够较准确的得到故障点的信息，因此，三次脉冲法也是非常重要的电力电缆故障检测的方法。

3 电力电缆的运行维护措施

3.1 加强日常动态巡查

为了保障电力电缆线路的安全稳定运行，在日常的维护管理过程中定期对电力电缆线路实施日常动态巡查十分必要。相关工作人员可以制定日常的巡查计划表并采取定期巡查方式进行日常维护管理。这种动态巡查的方式不仅可以进一步

提高巡查工作的开展效率，同时能够合理分配规划人员的巡查工作。与此同时，还需要充分结合当地的实际气候条件及环境情况来安排人员进行巡查工作的开展。

3.2 加大电力电缆保护区的维护工作力度

若施工工作是在电力电缆保护区内开展，那么应该进一步加强电力电缆的维

护及管理，需要确保专业的工作人员进行现场施工，在进行现场施工的监督与管理的过程中，需要重点关注现场电力电缆线路的维护[3]。如果在施工过程中出现了电缆被破坏的现象，那么必须及时安排专业人员来尽快完成排查检修，从而保障电网能够迅速恢复，安全稳定供电。除此之外，在施工过程中，电力电缆的维护人员还需对保护区内的有关建筑及环境条件进行定期巡查，注意土壤是否有下沉现象，避免在施工的过程中出现线路外露。

3.3 定期维护电力电缆线路，避免出现线路外露情况

在进行维护巡检时，为了防止电力电缆外露对电网运行造成影响，需要制定计划进行定期的线路维护。如果在巡检的过程中发现由于保护不当出现的线路外露现象，需要及时进行探测巡查，巡查过程中，需要重点关注以下几点：第一，电力电缆的外部保护及中间头是否完好，避免出现腐蚀及缺失;第二，接线端子选用是否满足相关要求，如果线路出现问题，应该及时进行修复，对损坏配件进行更换。目前，我国的城市及乡镇电网正在不断建设发展中，因此，电力电缆运行的环境变得更加复杂，电力电缆的维护与管理也更加困难。

4电缆故障精确定点

4.1 声磁同步法。在电缆一端施加高压信号使得故障点放电，放电电弧会有放电声音并在电缆外皮和大地形成的回路中产生感应电流，感应电流会产生脉冲磁场。如果我们用仪器在监听到放电声音的同时，接收到脉冲磁场信号，就表示故障点就在附近。由于磁场的传播速度很快，从故障点传播到仪器探头的时间我们一般忽略不计，而声音传播速度比较慢，因此我们根据探测到的声磁信号的时间差来判断故障点的远近，时间差最小的就是故障点。现在的探测仪可以将时间差转换为探头到故障点的直线距离，所以直线距离读数最小，放电声音最大的点就是电缆故障点的精确位置。當电缆短路速查法无效后，首先可以选择声磁同步法，它使用方法简单，精确度较高，信号易于理解、辨别，通过简单培训普通电工即可熟练掌握，但是对于特别低阻型的故障很难检测到声音，有的时候甚至根本没有声音，因此适用于电缆的高阻和闪络性故障。

4.2 跨步电压法。跨步电压适合用于电缆接地

故障类型的定位，一般用于低阻故障的电缆，因此适用范围窄。原理是加入高压电流使其对大地漏电，从而在故障点附近产生一个电场，越靠近故障点，电势的变化率就会越大。跨步电压的检测方法有两种：一是利用故障点正上方的跨步电压为0，在故障点两侧沿电缆走向跨步电压极性相反且达最大值的特征来对故障点定位。二是利用放电电流在故障点上方环形发散的特征，在不同方向分别寻找两个等电位点，2组等电位点连线的垂直平分线的交叉点就是故障点。

5 结论

随着电网的不断发展，电力电缆作为电网系统运行中的重要组成部分，对于其的故障检测也成为人们广泛关注的问题。当前，已经有了相对成熟的故障检测方法，但是对于电力电缆的故障检测研究仍然是相关研究人员一直坚持不懈研究的问题。基于此，本研究对电力电缆故障的性质和发生的原因进行了简要的介绍，并重点阐述了电力电缆故障检测的方法与电力电缆故障的防范对策。

参考文献

[1]朱博.长距离电力电缆绝缘在线监测及故障定位技术研究[D].哈尔滨理工大学，2015.

[2]梁永春.高压电力电缆温度场和载流量评估研究动态[J].高电压技术，2016（4）：1142-1150.

[3]鲍志伟.高压电力电缆试验方法与检测技术分析[J].通信电源技术，2019，36（09）：141-142.