探讨电力电缆故障相关的原因与检测

2023-01-02李刚

中国设备工程 2022年9期

李刚

（中海石油华鹤煤化有限公司，黑龙江鹤岗 154100）

电力资源已经成为我国最主要的能源之一，大中小城市的电力资源消耗迅速增加，为了满足广大群众的用电需求，广泛地应用电力电缆作为传输工具和连接线路。当前我国电力行业工程项目的开发力度不断增加，为了不占用过多的土地资源，电缆通常一般都埋设在地下，这就在一定程度上增加了电力电缆故障的排查难度。若维修工作不及时，那么很容易增加停电问题的出现概率，给民众带来了生活困难，直接影响人们的生产生活。结合我国当前的社会发展趋势来看，电力系统故障中最关键的故障类型便是电缆故障，要想确保我国电力系统的稳定和安全运行，就应该第一时间进行电力电缆故障检验检测，精准提出电缆检查方法，并且有效地提出解决该故障的措施，修复电力电缆故障，从而推动电力工程的稳定和安全。

1 电力电缆故障检测的重要性

当前我国电力电缆的数量以及规模不断扩大，人工检测的难度也比较大。在电力电缆故障检测的过程中，往往人工检测的精准性相对较低，所需的施工人本、人力成本也相对较大，所以实现电力电缆故障智能化检测已经成为未来发展的必然趋势。我国当前已经进入信息化与智能化时代，已经在社会各个行业普及，将智能化技术引入传统检测技术紧密融合，可以最大程度上查找到故障发生的位置，判断电力电缆所出现故障的原因，更好地检查出电力电缆故障，为电能的输送和支配奠定良好基础。在智能电网迅速发展的进程中，影响智能电力电缆故障检测的原因有以下几方面：（1）智能化电力系统结构更加复杂，前期需要购买更为先进设备，其目的是为了提升设备稳定性，确保电力电缆设备连续稳定运转。（2）因为发散式发电以及风电接入，促使电流的波形变化多样，促使电力电缆工作运行更加繁忙，面临着更加严酷的考验。（3）输电线路实际运转的功率负荷具备自动化特征，无法使用传统方式进行预防和检测。所以在当前电力系统实际情况下，应该注重引入智能化电力电缆故障检测技术手段，不断提升相关人员的专业化、智能化知识，在熟练掌握智能化设备的基础上，明确操作流程和检查规则，第一时间发现电力电缆所出现的问题，做好突发事件的应急预案，确保电力电缆故障检查的及时性、高效性。

2 电力电缆故障类型与产生原因

2.1 电力电缆绝缘故障

绝缘故障是一种在电力系统中发生频率相对较高、影响巨大的常见故障。电力电缆绝缘故障产生的原因一般是电缆内部绝缘装置磨损、脱落导致的，继而导致大面积故障影响。电缆设备自身的绝缘装置非常脆弱，在架空环境中一般会受到空气温度、湿度变化影响以及强电压等诸多作用，直接造成电阻发生波动情况。若长时间处于异常环境中，那么很容易导致绝缘电阻能力下降，从而造成绝缘装置失灵。若常用的电缆外部绝缘皮出现了干裂、老化、变质等诸多问题，那么很容易导致绝缘功能失效，从而造成严重的后果，若不能对其第一时间进行高效处理，那么很容易出现触电危害，严重影响人们的生命财产安全。

2.2 电力电缆超负荷故障

电力电缆超负荷故障也是电缆故障中比较常见的类型，导致电力电缆超负荷故障的主要原因便是在电力系统运行的过程中，电力运行长期处于高负荷状态，此种问题比较常见。据调查统计，我国架空电缆线路复合水平增长率为每年8%，这一增长情况很容易导致电力电缆超负荷故障出现。尤其是在夏季，炎热与高温很容易导致电力电缆超负荷问题出现。在高温炎热的环境下进行电力运作，非常容易造成负荷问题，大量的热量很容易聚集在电缆电线的表面并且难以扩散，容易造成接点、绝缘层、保护层出现比较严重的损毁问题。

2.3 电力电缆短路故障

电力电缆短路故障出现的原因便是电力电缆受到绝缘损耗，造成电阻过低最终导致的故障类型。在出现电力电缆短路故障之前，通常情况下，电力电缆本身的绝缘保护装置受到严重磨损问题，其绝缘电阻水平出现了低于特性阻抗的要求。在此基础上，部分受损严重的电力电缆设备还会出现直流电阻归零的情况。在此种现象下，低阻问题会造成电能流通相对较快，促使在某一个节点出现过电流以及电压等问题，直接导致电力电缆短路故障。以应用广泛的铝芯电缆为例，不同电缆面积下对电缆电阻最低要求也存在一定程度的差异。例如，针对240mm²截面积的铝芯电缆设备来说，其特定阻抗应该不小于10Ω，铝芯面积应该在35mm²的电缆设备，其特性阻抗应该高于40Ω，若低于这个标准，那么可以认定电缆设备存在短路风险。

2.4 电力电缆闪络故障

电力电缆闪络故障出现的原因与短路故障形成的原因恰恰相反，电力电缆设备所发生的短路故障主要集中在电阻过高的高阻环境下。一般情况下，电缆设备发生故障的位置所表现出的直流电阻一般超出了该电阻的设备性能阻抗后，便可以将其认定为电缆存在高阻故障。受到高阻问题的影响，电缆设备在运行和检查的过程中，都非常有可能导致出现泄漏电流的问题，此时，泄漏电流电表数值激增，很容易出现测试表的表针闪络摆动情况，直接影响相关检查检修单位对电缆故障环境判断，这一类的电阻也被称为电力电缆闪络故障。

3 电力电缆故障检测技术

3.1 测声检测方法

测声检测方法是电缆故障检测中比较常见的检测方法，检测起来非常简单方便。在实施电力电缆故障检测的过程中，一般是借助绝缘物质向电缆芯线实施有效放电，此种方式非常适用于高压电缆芯线对绝缘层闪络放电检测。此种方式可以借助直流耐压测试设备开展，操作起来也相对比较简单。若电容设备进行充电时，如果达到一定的电压，并且对电缆芯放电时，那么则会听到绝缘物质在产生火花时出现的声音。在电缆可查看的范围中，检测人员可以直接观察电缆的整体状况，若电缆埋设地下看不清楚，检测人员便可以借助测声手段，使用助听设备来判断电缆故障的位置。此种方式虽然简单，但是所花费的时间非常长，检测人员需要在电缆周围不停地查找，直到听到声响后，再对所规定的区域开展检测和管控，并且对故障进行维修管控。

3.2 红外热像检测方法

红外热像检测方法在进行运作的过程中，若电流速度相对较快，或者是负荷相对较大时，那么则会促使电缆产生的热能相对较高，那么则会迅速地提升温度。在此基础上，便可以利用红外热像检测方法，第一时间对电缆线芯的温度进行评测，精准地找到故障出现的位置。红外热像检测方法是当前电缆故障检测常见的技术手段，被广泛运用到了电缆检测技术中，引入此种方法不仅可以快速判断故障点，而且还可以确保电缆故障检测的高效性与可靠性，具备一定安全效率，操作程序也非常便捷。

3.3 高压电桥检测方法

高压电桥检测方法在电缆故障检测工作中属于常见的故障排查技术手段，高压电桥检测方法的应用原理是借助恒流电源，击穿电缆产生故障的位置，促使电桥电流的流动性更大，这样便可以让电桥线路的两端出现电位差值，在平衡电桥稳定性的基础上，测算故障的距离差。利用高压电桥检测手段，可以有效拓展电桥高阻检查的范围，还可以迅速精准地测算出检查结果。高压电桥检查方法的原理便是电缆和新线路电阻和整体线路依据比例进行支配的特征，可以有效推动高压电桥检测体系构成。

3.4 二次脉冲检测方法

二次脉冲检测方法是借助高强度脉冲发送到电缆故障的位置，在对故障位置进行击穿后，增加故障位置所产生的电弧时间。在这个时间点中，可以对二次脉冲触发器和电缆检测设备引发。借助这种形式，则会在二次脉冲自动引发设备启动的过程中产生两个低压脉冲，在故障线路上进行脉冲信息传送，穿刺电缆。运用检测设备来观察电压波动的特征和电弧的反射波长度，对检测数据进行数据计算统计。

3.5 低压脉冲检测方法

导致电缆故障的原因相对较多，因为各种原因都会促使电缆短路故障出现。利用二次脉冲检测方法可以轻松地判断和查看电缆地阻故障。在电缆故障的位置上释放低压脉冲，顺着电缆低压脉冲转送到阻抗问题中，查看反射电波的变化情况，对波形进行分析和测算，运用更加合理的方式来判断故障。若反射脉冲和发射脉冲呈现出相反的状态，则说明电缆出现了低阻以及短路的情况。如果反射脉冲与发射脉冲呈现出一致的状态，那么则说明电缆终端端头出现了短路问题。

4 提升电力电缆运行质量的策略

4.1 选择合格的电缆保护材料

因为电力电缆在运行的过程中会受到诸多因素影响，很容易导致电缆保护层出现破损、腐蚀、断裂、挤压等诸多情况影响，导致电缆故障频发。要想降低电力电缆故障频率，强化电力电缆运行质量，就应该从电缆材质上进行优化。选择符合国家标准的材质，并且要选择正规的供货商，对供货商的相关资料和产品资质进行质量报告查看，在确保施工成本在合理范畴内的基础上，选择高品质电缆保护材料，延长电缆的使用寿命，切实有效地提升电力电缆的电力输送稳定性与安全可靠性。

4.2 不断强化施工人员专业水平

为了提升电力电缆运行质量，要在施工各环节就提升电力电缆施工质量。对施工管理制度进行完善，严格规范电力电缆铺设规范和施工标准，细化各项施工制度，定期对施工人员进行培训。在电缆施工的过程中，必须要求施工人员具有专业水平，在施工前尽心施工设计交底工作，对各项电力电缆铺设环节进行把控。不断提升施工人员的专业水平，定期开展专业施工技术培训，杜绝让施工人员按照自己的施工经验和习惯盲目地进行施工，杜绝电力电缆故障隐患问题出现。落实权责发生机制，对各个电力电缆施工项目的权责进行落实，若因为施工原因导致了电力电缆故障，应该第一时间进行权责追查，让每个施工人员都具备质量意识，从施工建设根源上减少电力电缆故障发生。

4.3 引入智能化电力电缆检测技术

引入智能化电力电缆检测技术已经成为当前电力事业发展的必然，在当前电力系统日渐复杂、电缆数量日渐增多的当下，引入智能化电力电缆检测技术成为强化电力系统安全管理的关键。智能化电力电缆检测技术应用在故障发生之前、之后的检测，不仅可以在日常检修工作中应用，而且还可以应用到故障出现后。针对日常检修工作来说，可以第一时间对智能化电力电缆的运行安全与稳定性进行检测，杜绝潜在的安全隐患。当出现电力电缆故障时，可以第一时间确定导致故障的位置和原因，方便检修工作顺利实施。所以电力电缆检修维护工作应该引入智能化电力电缆检测技术，结合自身实际情况做好智能化电力电缆检测技术的引入统筹，结合地区实际情况，做好智能化检测技术的应用。

4.4 制定出完善的检修管理制度

为了提升电力电缆运行质量，应该制定出完善的电力电缆运行检修管理制度，定期对电力电缆运行质量进行动态化检查，将故障防患于未然。形成“事前预防管理”机制，制定出每日、周月、每年的电力电缆运行检修计划，将检修管理计划落实到各个检修管理小组。动态化地引入信息技术手段，将电力电缆运行数据动态化进行追踪，固件出故障数据库，总结区域电力电缆运行故障的数据库，对常见的故障进行把控，总结出电力电缆运行故障的规律，切实将故障防患于未然。