电力电缆故障探测技术分析

邱雨

摘 要：在城市现代化的发展过程中，电力是关键因素，因此对于电力电缆故障的监测和排除，事关电力系统的运作和人民群众的生产生活，以及城市体系的正常运转。因此，本文将分析电缆故障原因和故障探测技术，并针对电缆故障的原因列出对应的排除方法。

关键词：电力线缆;故障探测;技术分析

引言：电力电缆是城市电力系统的“经脉”，在电力系统的运作过程中起到至关重要的作用。一旦电力电缆发生故障，将会对供电系统的可靠性造成影响，甚至导致整个电力系统的瘫痪，进而影响人民群众的生产生活。及时排除电力电缆系统中出现的故障，是维持电力系统正常运作的关键。

一、电缆故障原因

（一）电缆质量缺陷

由于材料选择和程序等设计环节的问题，导致电缆存在先天性的质量缺陷;而电缆本身有时也存在诸如绝缘层掺有杂质、内半导层缺失等因材料缺陷而导致的质量问题;在运输储存过程中，未对电缆采取相应的保护措施，致使其受到外界因素的影响，从而引发质量问题（如受潮、挤压等）。

除了先天设计缺陷和电缆本身的质量问题以及运输储存时未做相应的保护措施，电缆附件的质量问题同样不容忽视。电缆配件在组装和加工上的问题，以及防水胶圈的老化和绝缘附件的瑕疵等附件质量问题，都会对线缆质量造成影响。

（二）制作工艺问题

除了电缆的质量缺陷，电缆制作工艺上的问题也会对电力电缆的稳定运行造成严重影响。

例如：在剥除电缆外半导电层的过程中不慎破坏绝缘层、在安装应力单元时未搭接半导电层、未对电缆采取接地措施等，都会导致电缆发生诸如绝缘击穿等故障的发生。

除此之外，未剥离电缆终端头外半导体层、绝缘层缝隙较大、密封性较差和地线未牢固安装等问题，都会引发电缆故障[1]。

（三）外力机械损伤

机械损伤可分为三种，分别是施工损坏、外力破坏和自然损伤。

施工损坏，顾名思义就是在电缆施工过程中发生的损坏，如使用机械对电缆进行牵引时不慎拉伤电缆、施工环境温度恶劣破坏电缆绝缘层等;外力破坏则是因人为因素造成的破坏，如不法分子恶意偷盗;自然损伤为非人为因素对电缆造成的损伤，例如因地震、滑坡、低温、雷击等自然灾害和恶劣天气对电缆造成的破坏。

（四）线缆绝缘受损

绝缘受损分为受潮和老化。由于电缆的某些部位密封性较差，电缆本身也存在质量问题，导致电缆绝缘层受潮;而电缆规格的错误选择、长时间在过电压环境下工作、电缆受热等因素，都会导致电缆的绝缘老化。

除了受潮和老化，电缆绝缘还会受到化学腐蚀的影响，导致电缆绝缘强度降低[2]。

二、电缆故障探测技术

（一）脉冲法

脉冲法分为低压脉冲、高压脉冲和二次脉冲。

低压脉冲通过微博脉冲波进行传输，将电缆故障位置精确检测，其原理是在脉冲波传输过程中遇到故障点后出现反弹预警，而自动装置将会在此过程中根据传输进程和反弹长度之间的差额进行计算，通过进程长度确定电缆故障位置。但是，低压脉冲因信号电压较低，仅能探测电缆故障和开路故障。

高压脉冲法类似于低压脉冲法，通过对高压电缆进行高压脉冲进而确定故障位置，但方法更为快速。由于系统传输的高压脉冲较大，在故障点处易发生击穿和放电。因故障点位置电阻较大，易发生短路和放电故障，故需要对断路点位置进行准确定位，进而更快找出故障点。

二次脉冲法的原理是通过向电力电缆准确输出低压脉冲波，当低压脉冲波到达故障点时则会自动返回，再向故障点发射高压脉冲波，引发故障点击穿放电，释放出低压脉冲波，并在故障点位置快速返回。此方法能够更加精准探测故障点的位置。

近年来，三次脉冲法也在电缆故障的检测逐渐得到运用。其原理是在高阻故障中通过三次脉冲发生器在故障电缆上发射高压脉冲，将故障点彻底击穿，并在击穿电弧的持续时间内多次发射低压脉冲，并维持击穿电弧至低压脉冲形成完整的反射波。此时，高阻故障变为低阻故障，低压脉冲也发生明显变化，使得波形变为更易判读和识别的波形，以更准确地判断故障位置。

（二）电桥法

电桥法分为直流电桥法和平衡电桥法。

直流电桥法在电力行业有着广泛应用，其根据电桥原理将电缆接地故障点两侧的环线通过短路引入电桥，通过测得比值和电缆全场获得测量段至故障点距离，进而定位故障点。

平衡电桥法是在电桥平衡时根据电阻与长度比之间的比值测定故障点位置，主要用于短路、低阻接地、外护套引发的故障的检测，但无法检测三相电路低阻故障，且并非所有故障都可通过平衡电桥法进行检测。

除此以外，在电阻较大的地方可使用高压直流电桥，但实际工作中并不常用。

（三）高压闪络法

高压闪络法适用于高阻闪络性故障，因电压在进行该故障实验的过程中通常会达到上万伏特的高压，故需在实验过程中更换接线时应切断电源，对间距和间隙进行适当调整，确保电容器和电缆线能完全充分放电，并注意地线的连接，严格遵守相关的规章制度，确保实验安全。

在完成实验后，还需通过低压脉冲法进行测试。由于测试过程中的电压较高，需分开高电压测试设备与闪光灯的功率，确保闪光灯与高压线路之间拥有足够的距离，避免短路。

（四）示波器檢测法

电缆的故障可通过示波器测量电压的方式进行检测。通过不同的波形表现，示波器可对电缆的短路和断路进行检测，并可对纳秒级别的信号进行捕获，不存在检测盲区。

三、故障排除方法

（一）电缆质量把关

在电缆的设计环节，应对其进行严格把关，以杜绝先天设计造成的质量缺陷;同时，要对电缆的质量进行检查，尤其是对绝缘层材料的选择，不可出现褶皱和破裂;在运输储存时，需对电缆做好保护措施，以防止电缆因受潮等外界因素的影响从而对质量造成影响;在附件的组装、加工等环节做好把关，并注意电缆附件是否存在质量缺陷。

（二）注意制作工艺

首先要对制作工艺做出规范。不规范的制作工艺，会导致电缆质量受到影响，例如：电缆过热导致绝缘层老化，进而烧毁电缆，或因热缩头烤制技术不合标准而导致绝缘层强度降低。

在对制作工艺做出规范后，需要对各个环节进行检查，以确保在生产过程中线缆的质量。在规范的电缆制作过程中，任何一个环节发生问题，都会影响电缆的质量，对其在实际工作中的表现造成影响，进而对用电安全造成威胁。

（三）加强防护措施

对于电缆的保护，先要注意施工安全，避免线缆在施工过程中遭遇损坏;此外，要加强外力防控，并对人为破坏的因素做出预防和遏制。

在雷雨多发的地区，要对线缆做好防雷措施，通过在变压器上方加装高压侧避雷器，以降低在遭受雷击时的导线电感。在进行防雷措施时，不可使用传统避雷器，因为传统避雷器会对电路造成直接影响，在维护过程中也会影响到电流在线路中的传输，无法真正起到防雷作用。

（四）留意电缆绝缘

电缆的绝缘要注意防潮，避免绝缘层受潮影响绝缘性;同时还要对电缆的运行环境进行检查。

电缆在受潮后，其绝缘性能因水的导电性而下降，进而引发漏电事故;而高温环境和线缆过电压工作等较为恶劣的环境也会加速电缆绝缘层的老化。当电缆绝缘层发生异常，需进行及时维修，避免增加电缆的发热量和耗电量[3]。

结论：电力电缆的运行状况是电力系统能否正常运作的关键，一旦电缆发生故障，则会对供电系统造成影响，进而影响人民的正常生活。因此，要通过电缆故障的探测技术及时查出电缆故障，查出电缆故障的原因，并针对故障原因对其进行排除，进而维持电力系统的正常运转，使得人民生产生活得到保障。

参考文献：

[1]袁俊亮.电力电缆故障探测技术分析与应用[J].电力系统装备，2018（11）：130-131.

[2]宁玉成.高压电力电缆故障分析及探测技术研究[J].大科技，2020（35）：46-47.

[3]纪建民.电力电缆故障分析及探测技术[J].建筑工程技术与设计，2021（11）：360.