高压电力电缆的故障类型与探测技术

王伟

辽宁省检验检测认证中心（辽宁省产品质量监督检验院） 辽宁沈阳 110000

1 电力电缆故障常见类型及故障形成的原因

1.1 电缆故障常见类型

①低阻故障低阻故障主要是因为绝缘材料本身受损，导致绝缘电阻Rf 较小。出现这一类型的故障，其绝缘电阻可利用低压脉冲的方式来进行测量。一般来说，低压动力电缆及控制电缆是低阻故障最容易出现的区域。②高阻故障高阻故障本身也是因为电缆相间或相对地绝缘受损引起的。③开路故障开路故障主要是电缆的金属部分连续性被破坏，造成断线故障。在这一种故障下，绝缘电阻Rf 表现出无穷大，能达到规定的实际要求，但因为其负载能力较差，就无法直接将工作电压传输到对应的终端。同时不同程度损害了故障点的绝缘性能[1]。

1.2 电缆故障形成的原因

通过对高压电缆故障进行仔细的分析，发现出现电缆故障主要是因为：第一，电缆本身的质量不达标，影响正常的使用。第二，电缆施工方式不当，导致电缆在施工环节受到不同程度的损伤。第三，因为电缆所处的环境相对特殊，电缆本身也容易受到外界环境的影响，最终留下安全隐患。第四，电缆容易受到外力的影响，进而引发电缆的机械损伤，其造成的事故占据电缆总事故的50%。

2 高压电力电缆的探测步骤

一般在高压电缆探测的过程中，使用常规性的探测方法往往无法起到良好的效果，因此需要使用专门化的仪器以及方法对高压电缆进行故障点探测。①高压电缆故障性质诊断。在进行高压电缆故障性质的诊断过程中，需要针对以下几种方面进行详细的诊断。①需要诊断故障电缆的电阻高低，是属于高阻电缆还是属于低阻电缆；②需要诊断故障状态，是属于闪络故障还是封闭性故障；③则是需要对于故障的形式进行诊断，是属于接地故障、短路故障、断线故障还是以上几种故障的混合；④需要对电路故障范围进行详细化的划定，是属于单相故障、双向故障还是三相故障。以上几方面的判断能够帮助电力电缆检修人员在最短的时间内确定故障问题以及故障发生距离点。②高压电缆故障测距。在高压电缆的故障测距过程中，测试人员往往需要使用粗测的方法。所谓的粗测也就是在被测试电缆的一端使用测试仪器，初步确定故障距离，这能够更好地缩短故障点的范围方便检修人员进行下一步的精确确定。③精确测定故障点。通过前步的粗略测量，对电缆的大致路径走向进行详细化的进一步测试，这步骤也被称为精确测定故障点。通过对电缆的路径走向以及工作环境进行计算后，能够采用相应方法在故障范围内进行精确化的故障点确认[2]。

3 测距方法

一般来说常见的测试方法是采用惠斯顿电桥法，电桥法中又包含有电阻电桥法、电容电桥法两种。在测距过程中使用惠斯顿电桥法的优点在于简单方便，同时较为精准，而惠斯顿电桥法的缺点在于其不适用于高阻电路或发生了闪络性故障的电路。伴随着电力电子科技的发展，在近几年来电力电缆的故障测试技术已经有了较大的飞跃，除了惠斯顿电桥法之外，又出现了测距的脉冲电流法、路径探测法、脉冲磁场法以及使用声音信号时间差来寻找故障的方法。也就是说在未来的发展过程中，伴随着信息技术的进步，寻找电缆故障的探测技术有了全新的发展方向，进入了智能化的阶段。在以上几种测试方法中，电桥法、驻波法属于从经典测试方法中发展而来，低压脉冲法、脉冲电压、脉冲电流法属于在当下发展过程中逐步演化而来的新型测试方法。新型测试方法主要是根据原有的测试理论，通过对每段线路之间互感的作用来进行详细的分析，通过波动方程计算出故障点的具体位置。与此同时，电力电缆发生故障的原因也直接影响了测试方法。一般来说，不同的故障情况需要采用不同的方法。

4 脉冲电压法

脉冲电压法也被称为闪测法，使用脉冲电压法的主要优点在于不会对电缆产生严重的损害以及影响，不需要烧穿高阻以及闪络性故障，在故障被脉冲信号击穿的瞬间会产生脉冲信号反射，随后经过计算之后就能够掌握故障点的实际位置。虽然这种测试方法较为简便，但需要注意的是，这种测试方法存在着一定的缺陷。首先这种测试方法安全性较低，在测试的过程中仪器和高压回路之间存在电气连接，很容易导致高压电流导入仪器，损坏仪器的同时也有人员伤亡的危险。其次这种方法在测试的过程中，高压电容非常容易产生脉冲信号短路，这种短路会导致电阻以及电感产生电压信号，进而影响维修工作。而如果降低电压，就会导致击穿难度加大，很难直接击穿故障点从而产生脉冲。除此之外，使用这种方法的缺点在于进行冲闪测试时分压器耦合电压形成的波形较为平缓，这为分辨工作带来了困难[3]。

5 结语

随着我国对电力电缆特性研究的逐步深入，众多故障测距以及定位方法都有了实际化的提升。然而当下存在的问题是依旧没有一种测试方法能够应用于所有故障线路中，因此在未来的发展过程中，电力电缆故障检修人员需要坚持具体问题具体分析，根据电缆的实际情况来选择检查方法。无论是电缆的铺设情况，还是电缆所处的环境因素都属于检修人员需要考虑的重要因素，因此采用合适的方法来对电力电缆的故障进行详细测试，这属于非常精细化的工作，要求电力电缆检修人员能够给予工作更大的细心与耐心。怎样能够在未来发生故障时迅速找到故障点，从而快速解决故障，降低停电损失，成为电力领域研究的主要发展方向。