電力電纜故障原因與檢測技術(shù)探析

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電力電纜故障檢測工作的科學(xué)高效開展是確保電力能源穩(wěn)定安全傳輸?shù)闹匾疤帷ｋ娎|故障檢測一般針對接線方式、通斷狀態(tài)以及電纜絕緣性能等方面實施檢測，以分析判斷其接線方式是否準確、是否存在斷線或開路、串線或錯接、短路以及絕緣受損等情況來達到檢測目的。現(xiàn)階段在實際工作中一般選擇萬用表以及兆歐表等測量設(shè)備實施檢測，但普遍反映出檢測實效性難以提升的問題，時間和人力成本較高。目前已經(jīng)有很多研究人員針對電力電纜故障檢測展開了研究，很多現(xiàn)代化的檢測技術(shù)方法已經(jīng)在實踐工作中得以普遍運用，本文結(jié)合筆者實際工作研究，對電力電纜故障原因及其檢測技術(shù)進行了探討，同時提出了電力電纜故障的防范對策。

一、電力電纜故障發(fā)生的原因

基于現(xiàn)階段國內(nèi)配電網(wǎng)建設(shè)實際而言，電力電纜出現(xiàn)故障問題是由很多因素引起的，一般來說有機械損傷、超負荷運行和電纜頭故障等。對機械損傷來說，通常情況下是在電纜連接作業(yè)過程中的不規(guī)范操作抑或是外部環(huán)境因素影響導(dǎo)致的絕緣層受損，這樣的機械損傷雖然并不會對電纜正常運行帶來較大干擾，但可能埋下安全隱患，此類故障現(xiàn)象能夠借助作業(yè)人員的外觀檢查來找出，同時可以利用相對簡單的措施予以處理。而對超負荷運行所導(dǎo)致的故障而言，由于電纜具有規(guī)定的負荷值范圍，若電纜長時間處在超負荷運行的狀態(tài)下，很容易造成其絕緣層受損，絕緣層無法真正發(fā)揮出實際作用，對電纜的安全穩(wěn)定運行帶來非常大的影響。對電纜頭故障來說，它屬于電纜故障中的一種較為普遍的問題，導(dǎo)致該故障出現(xiàn)的原因一般情況下是電纜在生產(chǎn)階段就存在缺陷，從而導(dǎo)致實際運行時產(chǎn)生電纜頭放電的問題，與此同時導(dǎo)致該故障發(fā)生的關(guān)鍵性因素即接頭位置的接地屏蔽作用不明顯，導(dǎo)致電纜頭常常會存在感應(yīng)電壓過高的問題，最終造成電纜被擊穿。另外造成電力電纜出現(xiàn)故障的原因還有很多，比如說電纜自身質(zhì)量、長時間運行使用而出現(xiàn)老化、安裝作業(yè)不規(guī)范等。

二、電力電纜故障檢測技術(shù)

因為電力電纜長時間深埋于地下，因此日常維護檢修工作也存在一定的難度，電力電纜出現(xiàn)故障問題后會對周邊居民的工作與生活帶來非常大的影響，所以必須要更加快速準確地找出故障具體位置并采取相關(guān)措施予以排除。當前較為常見的主要有如下幾種故障檢測技術(shù)。1電橋法電橋法屬于實際工作中運用較為普遍的一種電纜故障檢測方法，但由于它不符合現(xiàn)階段電力行業(yè)的實際發(fā)展需求在很多地區(qū)已經(jīng)開始被淘汰。電橋檢測主要是把待檢測電纜故障相和非故障相連接成小橋，依靠控制橋臂的可調(diào)電阻器讓電橋處在相對平衡的狀態(tài)，隨后借助橋臂電阻計算得到電阻值，電纜長度和電阻成正比關(guān)系，進而能夠按照電阻值計算電纜故障距離。這一檢測方法屬于一種較為經(jīng)典的檢測技術(shù)，其實際操作便利且精準度較高，一般情況下應(yīng)用于電纜接地以及短路問題的檢測，但缺點在于無法針對高阻和閃絡(luò)性故障進行檢測，這是由于發(fā)生故障后電阻較高的情況下，電橋通過電流較低，如果儀表靈敏度不高則難以有效探測。電橋檢測還應(yīng)當提前了解電纜具體材質(zhì)、長度等相關(guān)參數(shù)，如果屬于不同截面的電纜組成還應(yīng)當對電阻予以換算，同時該方法無法測量三相短路故障，因此近年來逐步開始被淘汰。2脈沖檢測法對于高壓電纜脈沖檢測技術(shù)來說，一般涉及低壓脈沖反射法以及二次脈沖反射法兩種類型。前者通常應(yīng)用在電纜短路和低阻故障的檢測中，借助于分析反射脈沖和發(fā)射脈沖的時間差來判定故障點的距離。詳細操作是把低壓脈沖信號添加到故障電纜內(nèi)，當其遇到故障點后會形成反射脈沖信號，借助于二者信號的時間差與波速對故障點具體位置予以判斷。另外還可以按照反射脈沖的極性來判定故障類型，正極性脈沖一般為開路故障，負極性脈沖一般是短路接地故障。如果時間差是△t，電纜長度是L，行波速度是r，假設(shè)故障點到發(fā)射點的距離是P，能夠列出如下公式（1）。二次脈沖反射檢測技術(shù)一般來說針對閃絡(luò)和高阻故障檢測。具體操作是發(fā)射低壓脈沖到電纜內(nèi)，它會直接越過高阻或閃絡(luò)故障點，在電纜開路端出現(xiàn)開路反射，產(chǎn)生開路反射波。隨后形成高壓沖擊脈沖到電纜內(nèi)，讓高阻故障點出現(xiàn)閃絡(luò)放電，在導(dǎo)通的狀態(tài)下，低壓脈沖在故障點形成短路發(fā)射，產(chǎn)生短路發(fā)射波，當電弧熄滅時，故障點再次恢復(fù)高阻狀態(tài)，把此次獲得的反射波和開路反射波予以對比分析，能夠了解到兩條軌跡在故障位置出現(xiàn)較為顯著的發(fā)散現(xiàn)象，借助于發(fā)散點能夠得到故障具體位置。低壓脈沖反射檢測以及二次脈沖反射檢測的實際操作較為簡單，檢測結(jié)果也非常直觀，但都應(yīng)當提前掌握電纜路徑走向。低壓脈沖反射檢測技術(shù)一般是針對開路、短路和低阻故障，缺點是無法用于檢測閃絡(luò)和高阻故障，而二次脈沖反射檢測都能夠適應(yīng)，但缺點在于難以判斷，應(yīng)結(jié)合實際情況來進行選擇。

三、電力電纜故障的防范對策

1實時監(jiān)測電纜的溫度

為確保電纜可以處在穩(wěn)定的運行狀態(tài)，實現(xiàn)安全可靠的電力傳輸，必須要制定有針對性的故障防范措施。在實際工作中應(yīng)當做好對電力電纜運行溫度的密切監(jiān)控，避免其過熱。對配電網(wǎng)運行來說，其中必然會有很多大功率設(shè)備，所以很容易導(dǎo)致電力電纜溫度的增加。相關(guān)作業(yè)人員要結(jié)合具體情況開展好溫度監(jiān)測工作，促進電纜整體運行效率的提升，為電力能源的安全穩(wěn)定傳輸打下堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。與此同時，還要求作業(yè)人員能夠?qū)赡馨l(fā)生故障問題的區(qū)域?qū)嵤┒ㄆ谘矙z，有效減少電纜故障發(fā)生概率。

2在線監(jiān)測電纜的負荷電流

在電纜實際運行過程中，對負荷電流實施全面監(jiān)測也是一項十分關(guān)鍵的工作。若電力電纜長時間處在超負荷的狀態(tài)必然會導(dǎo)致其工作壓力持續(xù)增加，不僅會對電纜的使用壽命帶來非常大的損害，同時可能導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。所以在實際工作中必須要對電力荷載予以科學(xué)分配，確保各個區(qū)域的電纜所承受的負荷都處在規(guī)定的范圍內(nèi)，從而讓其處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)。與此同時，開展好電纜荷載的在線監(jiān)測工作，當某一區(qū)域負荷過高或者電纜出現(xiàn)參數(shù)異常時，作業(yè)人員能夠第一時間抵達現(xiàn)場進行檢修處理。

3預(yù)防電纜電解腐蝕

預(yù)防電力電纜的電解腐蝕是預(yù)防電纜故障問題出現(xiàn)的重要手段。對電纜實際運行而言，出現(xiàn)電解腐蝕問題一般來說是因為電纜絕緣層受到破壞，從而和自身相鄰的可能存在的金屬部件發(fā)生反應(yīng)而導(dǎo)致的。所以對電力電纜維護工作來說，應(yīng)當在鋪設(shè)之前就對其表面的絕緣層實施強化處理，比如說可以加強包皮，避免絕緣層在長期使用后受到損壞而與附近金屬出現(xiàn)電解腐蝕，這樣一來能夠在很大程度上延長電纜的運行使用壽命。4預(yù)防電纜化學(xué)腐蝕除上文中提到的幾項建議之外，預(yù)防電纜故障問題還有一個十分關(guān)鍵的措施即盡可能避免其受到化學(xué)腐蝕。實際工作中能夠發(fā)現(xiàn)，很多電纜都敷設(shè)在地下，但因為部分地區(qū)地下水和土壤內(nèi)存在礦物質(zhì)，可能給電纜帶來化學(xué)腐蝕損害，特別是部分偏堿性或是偏酸性的土壤，對電纜帶來的化學(xué)腐蝕問題更為嚴重，所以為確保敷設(shè)在地下的電纜能夠保持穩(wěn)定安全的運行狀態(tài)，在敷設(shè)之前需要對當?shù)赝寥狼闆r展開全面調(diào)研和檢測，根據(jù)實際需求有針對性地選擇絕緣層材料，同時針對腐蝕性較強的土壤還應(yīng)當對電纜做好相應(yīng)的保護措施。

四、結(jié)語

總而言之，保障電纜的穩(wěn)定運行是一項非常重要的工作，電纜實際運行中可能發(fā)生各類故障現(xiàn)象，因此應(yīng)當靈活選擇科學(xué)有效的故障檢測技術(shù)，第一時間找出發(fā)生故障的具體位置，從而確保電力電纜的安全與穩(wěn)定，滿足廣大用戶的用電需求。另外在實際的運行過程中必須要對電纜負荷予以密切監(jiān)控，做好溫度監(jiān)測，防止電纜受到腐蝕而影響運行效率，有效提升電纜運行的可靠性。

作者:李志剛 楊國練 單位:國網(wǎng)甘肅省電力公司培訓(xùn)中心