电力电缆故障及处理措施分析

王学平

国网宁夏电力有限公司经济技术研究院，宁夏 银川 750002

0 引言

电力电缆作为传输电能、连接电气设备的重要媒介，在整个电力系统中起到关键作用。相关资料显示，为了降低周围环境、恶劣天气等因素的影响，电缆大多安置于地表之下。尽管该安装方式可以降低外界环境的干扰，提高电能的传输效率，但在输配电能的过程中仍存在一定的问题。而且，该方式显著增大了电缆的隐蔽性，在故障出现时，难以进行有效排查。因此，有必要研究电力电缆的故障原因，并采取相对应的措施进行处理。

1 电力电缆故障类型

1.1 低阻故障

低阻故障指的是从脉冲反射法的角度来看，电缆故障处绝缘电阻显著降低，一般处于低于该电缆的特性阻抗的状态，有时会出现线路电流电阻均为零的现象[1]。低阻故障主要包括断路故障和短路故障两种基本类型。其中，断路故障强调的是线路某一连接处断开的现象，继而间接引起该处的绝缘电阻增大，电流无完整回路的连接不能顺利通过，最终引起整个电路系统的电能不能输配。这种故障往往是因为电缆内部的芯线发生断裂，破坏了导体连续性所致。短路故障是由于电缆内部一相或数相芯线与大地连接，引起绝缘系数降低，同时绝缘层被迅速击穿，电缆线路崩溃。

1.2 高阻故障

高阻故障在基本概念上与低阻故障有着明显的区别。高阻故障是指电缆之间或者是电缆与大地间的绝缘电阻较小，而电缆的故障处理绝缘电阻数值却显著超过其特性阻抗，可分为泄露故障和闪络性故障两种特定类型。其中，泄露故障指的是包绕在电缆芯线外围的绝缘层已被破坏，但内部电流可正常通过，高负荷的电能可导致传输线路的损害。在高阻故障中，闪络性故障是一种极端形式，它常见于预防性试验中，在电压逐渐增大超过线路承载的范围时，泄漏电流迅速增大击穿电力电缆，此时若采取减小电压的措施，闪络现象逐渐消失，电缆的性能和状态又可完全恢复。现代许多科研人员利用闪络原理和脉冲反射原理创造出了电缆故障闪络测试仪，主要是运用闪络放电的技术促使整个线路击穿放电，从而能实现排查电缆故障点的目的，还能精确地测试出故障距离。

2 电力电缆故障原因分析

2.1 人为因素

电力电缆基本上安置于地下，隐蔽性较高，而且电缆铺设的规范性较低，容易导致电缆及其外围绝缘层被破坏。另外，在实际电缆安装连接时，由于工作人员的专业素质不高，电缆接头处可能不是很紧密，密封程度低，输送电能效率随之降低，有时甚至会出现水分沿着孔隙进入内部电路的情况。同时，由于缺乏专业知识的指导，会导致电缆接头的数目随意性增大，接头安装位置距离过近，严重影响输电线路的安全性和稳定性。由此可见，电力电缆的安置需要技术人员做好一系列的准备工作，制订具体的计划，这样才能降低电力电缆发生故障的可能性，起到预防性的作用。

2.2 环境因素

电力电缆由于自身构成特点，其性能容易受到周围环境的影响。首先，体现在其绝缘介质变质方面。电缆长期埋藏在地表以下，绝缘层在土壤中有限的条件下，易发生老化、材料变质的现象，在一定程度上增加了电路故障的风险。其次，电力运输过程中，部分电能无法被完全利用，会产生较多的热量，加之土壤层内部通风不良，继而会提高电缆的内部温度，促进缆线材料的老化、破损，降低其绝缘性。最后，电缆大多处于户外，地域、气象条件均会对电能的传输造成不良影响。就地域形势而言，中国不同地区的土质不同，部分地区土质松软，含水量高，不利于电缆的安置。在气候条件方面，高温天气下，土壤层含水量降低，热力传导作用会引起电缆内部温度过高；强风时，有可能导致电缆接头发生松动滑落，进而导致线路接触不良；潮湿环境时，地表水分增多容易渗入地下，若渗透至电缆内部，会降低其绝缘效果；雷电天气时，地面任意一点均有可能发生被雷电击穿的现象，若输配电缆处接收雷击的能量，会导致整个电路系统崩溃，无法正常工作。可以看出，环境因素对电力电缆整体结构和功能运作有较大的影响。

2.3 电缆材料质量因素

电缆主要是内部的金属导线和表面的绝缘层两种材料共同构成，材料的性能与质量往往决定了输电效率和线路的安全性。随着电力资源的应用范围逐渐增大，许多生产厂家为获取利益，降低金属材料的纯度或者替换材料，以达到降低成本的目的。这种质量低的电缆材料在初步运用时符合规定标准，能够达到使用要求，但长时间运行时，容易发生破损、老化，甚至是芯线断裂的情况，导致电力电缆的故障发生率明显升高。此外，在选购电缆材料时，技术人员应对电缆的输电功率、承载能力、内部配置进行全面且具体的监测，筛选出优良的产品再投入使用，从而保证电缆质量能够达到规范要求。若相关人员缺乏专业知识，盲目选择廉价的电缆材料直接投入使用，可能会因为电缆质量不达标，导致电力线路的故障增加，后续需要多次维修。

2.4 高负荷的运行状态

电力能源已成为人们生活、工业生产不可替代的一部分，这导致电力电缆处于高负荷运载状态，电力线路常常需要运载超过限定负荷的电能。短时间内，电缆可以迅速排热，还能正常传输电能，若长时间处于高载电能状态，则会产生大量的热量。温度的升高，电流电压超过既定范围，会造成绝缘层的破坏，进一步降低输电效率和使用的安全性，严重时会引起电缆连接松动处的击穿，进而导致远端接头连接设备的崩溃损坏。因此，供电基站、电网中心应注重线路的合理分配，调整电力传输范围，实现减少高负荷输配电能现象的目的。

3 电力电缆故障的排查要点

3.1 确定故障类型

根据上述分析可知，电力电缆的故障有多种类型，需要依据电路的基本状况和预实验确定。一旦确定了电缆的基本故障类型，即可采取一定的方法来排查故障，确定电缆故障类型，从而为后续检测方法的选择提供方向。因此，排查具体故障的前提是明确电路故障类型。

3.2 电缆故障定位

电缆安置隐秘，且有多条支路，容易发生多种线路故障。为了提高故障排查效率和定位准确度，需要依据故障类型采用合理的定点方法。例如，声音检测法需要技术人员识别电缆发出的放电声音[2]，但由于电缆所处位置较深，而且环境噪声会产生干扰，使放电声音难以被察觉识别，故多适用于放电系数高的闪络性故障和泄露故障的排查。为了增加放电声音的效果，可以在线路故障范围内安装微型扩音器，从而精确定位故障。当应用合理方法完成电缆故障定位时，基本可解决线路问题。

4 电缆电路故障的应对措施

4.1 质量控制与检验

电缆材料的质量未达到规范要求，是电路故障发生的一大原因。为了提高电缆的质量，要求检验人员对电缆绝缘层和金属层的厚度、横截面积、导电或绝缘系数等进行检测排查，增加产品的合格率。另外，需要将电缆放置保存在阴凉干燥处，进行密封处理，当具体投入使用时，需进行二次通电性能检测，从而在源头上降低电路故障发生的可能性。

4.2 优化电缆敷设技术

针对不同的地域环境，技术人员可以选用不同的电缆敷设技术，以减少外界环境对电缆线路的不良影响。例如，在雨水量充足，地下积水量的区域，可以采用直接深埋电缆的技术，不仅可以保持电缆所处环境的温度较低，还可以降低内部的积水量。对于大范围集中铺设电缆的区域，需要采用隧道式铺设方法，在保证线路无交错和过度扭转的基础上，充分利用有限的土地资源[3]。由此可知，结合地域状况、环境因素合理选择敷设技术，可以提高电能利用率，增加电缆运输电能的安全性。

4.3 注重后期线路的检修

当电缆线路运行的时间过长，或是长期处于高负荷运载状态时，电缆材料容易发生破损、老化，继而造成多种线路故障。同时，外界环境中的人为因素也会造成一定的影响。因此，技术人员应在线路铺设完工后，定时进行线路故障的排查和维修，及时更新线路材料。为了防止外界人员破坏电缆，相关部门应设立标志物和警告牌，加大管理力度。

5 结束语

电力电缆作为输配电力能源、连接电气设备的重要工具，在日常生活中发挥着不可替代的作用，但在实际应用中，受到诸多因素的干扰，会降低其使用价值，甚至造成严重的安全事故。因此，技术人员需明确电缆故障的类型，分析故障产生的具体原因，并且采取合理的应对措施，从而降低故障发生率，提高电能利用率，保证电路的安全性。