王憲萍 賀麗芳

摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)電能的需求量不斷增大，由于電力電纜具有運(yùn)行可靠、易于布局等優(yōu)點(diǎn)，因此它的使用范圍越來(lái)越廣，而在實(shí)際使用電纜時(shí)，很多電纜都在地下埋設(shè)，特別是在城市或一些特殊地段。文章對(duì)電力電纜故障原因分析及檢測(cè)方法進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：電力電纜；電力故障；檢測(cè)方法；電能需求；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM755 文章編號(hào)：1009-2374（2016）25-0147-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.25.071

電力電纜相比于架空輸電線路，其優(yōu)點(diǎn)主要為投資小、運(yùn)行可靠、布局方便等。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的逐步推進(jìn)，各種電網(wǎng)改造工程也在如火如荼地進(jìn)行，電力系統(tǒng)中電力電纜的應(yīng)用量逐年增大并且應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，但電力電纜不易接頭，具有復(fù)雜的施工工藝，易形成施工質(zhì)量隱患，加之電力電纜多在地下埋設(shè)，其工作環(huán)境比較惡劣，電纜故障時(shí)有發(fā)生。一旦電纜發(fā)生故障，會(huì)直接影響到電網(wǎng)供電，給人們的生產(chǎn)生活造成嚴(yán)重?fù)p失，因此各供電企業(yè)也越來(lái)越重視電力電纜故障原因的分析與檢測(cè)方法的研究。

1 電纜故障分類

正確判斷電纜故障性質(zhì)，十分有益于電纜故障點(diǎn)的快速檢測(cè)，按照當(dāng)前的電纜故障檢測(cè)技術(shù)與故障點(diǎn)絕緣電阻值情況，可把常見(jiàn)電纜故障類型分為下列三種：

1.1 開(kāi)路故障

這類故障通常是指電纜與電纜間或電纜對(duì)地的電阻值在規(guī)定值范圍內(nèi)，但實(shí)際工作電壓無(wú)法向終端傳輸或雖然也有部分電壓傳輸?shù)浇K端，但幾乎沒(méi)有負(fù)載能力，這些都屬于開(kāi)路故障，在實(shí)際生產(chǎn)中，我們見(jiàn)到的斷線故障屬于一種特殊的開(kāi)路故障。

1.2 低阻故障

當(dāng)電纜與電纜間的絕緣有損壞現(xiàn)象或電纜對(duì)地的絕緣有損壞現(xiàn)象時(shí)，電纜絕緣電阻必然會(huì)減小，在電纜絕緣電阻比十倍電纜特性阻抗還要小的情況下，我們稱這種故障為低阻故障。在測(cè)量低阻故障時(shí)，可用低壓脈沖反射法。

1.3 高阻故障

當(dāng)電纜與電纜間或電纜對(duì)地的絕緣電阻比正常值低很多，但比十倍電纜特性阻抗大時(shí)，我們把這種電纜故障稱作高阻故障。對(duì)高阻故障的測(cè)量，不能使用低壓脈沖反射法，按照高阻故障具體性質(zhì)的不同，又可把高阻故障的性質(zhì)分為泄漏性與閃絡(luò)性兩種。

2 電纜故障的形成原因

有很多因素都會(huì)導(dǎo)致電纜出現(xiàn)故障，分析造成電纜故障的原因，有助于科學(xué)、合理地選擇電纜故障檢測(cè)方法，快速查找電纜故障點(diǎn)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐總結(jié)，筆者認(rèn)為機(jī)械損傷、過(guò)負(fù)荷運(yùn)行、電纜頭故障以及絕緣受潮是造成電纜故障的主要原因。

2.1 機(jī)械損傷

在敷設(shè)電纜時(shí)，拉力過(guò)大或過(guò)度彎曲都有可能損壞絕緣與防護(hù)層以及在運(yùn)輸電纜時(shí)，外力直接作用于電纜也會(huì)誤損傷電纜，造成電纜機(jī)械損傷。

2.2 過(guò)負(fù)荷運(yùn)行

電纜長(zhǎng)期運(yùn)行在過(guò)負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，電纜實(shí)際溫度會(huì)明顯升高，電纜會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象，使電纜老化加速，甚至擊穿電纜絕緣薄弱部位。

2.3 電纜頭故障

電纜最常出現(xiàn)故障的部位為電纜中間連接頭部位或終端頭部位，下面為電纜頭故障的具體表現(xiàn)：（1）電纜制作工藝存在問(wèn)題，致使雜質(zhì)、氣隙混入電纜頭內(nèi)部，這樣的電纜在投入運(yùn)行后，由于受到了強(qiáng)電場(chǎng)的作用，電纜內(nèi)部雜質(zhì)會(huì)出現(xiàn)游離現(xiàn)象，引發(fā)樹枝放電，造成電纜故障；（2）電纜接頭處的金屬屏蔽，不能有效接地，致使電纜接地電阻過(guò)大，形成高感應(yīng)過(guò)電壓，致使擊穿電纜部分絕緣，引發(fā)電纜故障。

2.4 絕緣受潮

絕緣受潮是我們比較常見(jiàn)的電纜故障，電纜絕緣電阻過(guò)低與泄漏電流過(guò)大是其具體表現(xiàn)，以下為電纜絕緣受潮的主要原因：（1）電纜中間接頭密封不良或終端接頭密封不良，造成外部潮氣侵入電纜，對(duì)電纜絕緣造成破壞；（2）電纜自身質(zhì)量不合格，在電纜包鉛或包鋁制造過(guò)程中有砂眼或裂紋存在；（3）異物刺穿電纜護(hù)套，化學(xué)物腐蝕電纜護(hù)套或電解物腐蝕電纜護(hù)套，致使保護(hù)層失去保護(hù)功效。

3 檢測(cè)電纜故障的方法

3.1 電橋法

為電橋法的接線原理圖，首先在電纜終端處對(duì)電纜的故障相與非故障相短接，然后用單臂電橋在電纜始端對(duì)故障相與被短接的非故障相進(jìn)行連接，最后測(cè)量非故障相電阻與故障相故障點(diǎn)之后的電阻，并相加兩者（RL0+RL1），用它們的和來(lái)比故障相故障點(diǎn)之前電阻（RLX），綜合考慮電纜長(zhǎng)度，就可把電纜故障點(diǎn)的詳細(xì)位置計(jì)算出來(lái)。

簡(jiǎn)單、方便、高精確度是電橋法的主要優(yōu)點(diǎn)，電橋法的缺點(diǎn)是在檢測(cè)高阻故障與閃絡(luò)性故障時(shí)，電橋法不適用，這主要是由于當(dāng)故障電阻很高時(shí)，電橋電流通常都比較小，探測(cè)比較困難。另外，應(yīng)用電橋法進(jìn)行檢測(cè)作業(yè)時(shí)，應(yīng)事先知道電纜長(zhǎng)度，當(dāng)遇到組成電纜線路的各電纜截面不同時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行換算，然后再進(jìn)行檢測(cè)。

3.2 低壓脈沖反射法

為低壓脈沖的具體接線原理圖，在電纜故障中注入低壓脈沖，基于故障點(diǎn)的阻抗與其他點(diǎn)不匹配，低壓脈沖在電纜中傳播遇到故障點(diǎn)時(shí)，會(huì)有反射脈沖出現(xiàn)，依據(jù)發(fā)射脈沖與反射脈沖實(shí)際存在的往返時(shí)間差大小與脈沖具體傳播速度，便可把故障點(diǎn)的位置計(jì)算出來(lái)。

由于測(cè)量電纜故障的儀器通常都是使用矩形脈沖，而矩形脈沖很容易形成，若在實(shí)際測(cè)量中，所得的反射脈沖重疊于發(fā)射脈沖，這樣區(qū)分就會(huì)很困難，故障點(diǎn)的具體距離也就不能測(cè)出，可以說(shuō)這種檢測(cè)法具有一定檢測(cè)盲區(qū)。

4 防范電纜故障的對(duì)策

4.1 對(duì)電纜負(fù)荷電流進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，防止出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行

由于電纜運(yùn)行超負(fù)荷，會(huì)增加電纜溫度，使電纜絕緣老化速度加快、電纜壽命大幅降低、電纜接頭等絕緣薄弱處容易出現(xiàn)擊穿。所以應(yīng)以電纜敷設(shè)方式、運(yùn)行條件、條數(shù)、周圍環(huán)境溫度來(lái)校核電纜允許載流量，并做出明確規(guī)定。為防止運(yùn)行中的電纜載流量超過(guò)規(guī)定值，應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電纜載流量，這樣可有效避免由于電纜長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行，引發(fā)電纜故障。

4.2 對(duì)電纜溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，防止電纜出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象

電纜發(fā)生故障之前，經(jīng)常會(huì)有局部溫升出現(xiàn)，安裝監(jiān)測(cè)電纜運(yùn)行溫度的裝置，可把電纜的運(yùn)行溫度實(shí)時(shí)反映出來(lái)，這樣可更好地了解電纜運(yùn)行情況，防止電纜出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象，在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)電纜隱患，避免電纜發(fā)生故障。

4.3 防止電纜化學(xué)腐蝕

在選擇電纜時(shí)，應(yīng)充分考慮使用環(huán)境，選擇與使用環(huán)境相符的電纜。在電纜敷設(shè)路徑的選擇上，應(yīng)充分分析土壤資料，對(duì)土壤及地下水腐蝕度進(jìn)行判斷，若侵腐嚴(yán)重，應(yīng)在電纜外層加設(shè)外層防護(hù)，然后再采用耐腐管道裝設(shè)電纜，對(duì)埋設(shè)好的電纜，也應(yīng)進(jìn)行電纜腐蝕程度的了解，在必要時(shí)可把泥土掘開(kāi)進(jìn)行檢查。

4.4 防止電纜電解腐蝕

可在電纜上加裝屏蔽管來(lái)強(qiáng)化電纜包皮絕緣周圍金屬部件的能力，應(yīng)重視鉛包對(duì)大地及其他管線的電位差以及防止鉛包電解腐蝕，增強(qiáng)電纜的防電解腐蝕能力。

4.5 選擇質(zhì)量可靠的電纜

相比于傳統(tǒng)油紙絕緣電纜，交聯(lián)聚乙烯電纜承受溫升的能力要高于油紙絕緣電纜，并且這種電纜允許工作場(chǎng)強(qiáng)與載流量也明顯高于油紙絕緣電纜，并且高落差也幾乎影響不到這種電纜的敷設(shè)，因此油紙絕緣電纜與交聯(lián)聚乙烯電纜相比，交聯(lián)聚乙烯電纜應(yīng)作為首選。

4.6 提高電纜敷設(shè)工藝

隧道敷設(shè)、電纜溝敷設(shè)、排管敷設(shè)以及直流敷設(shè)等是比較常見(jiàn)的電纜敷設(shè)方式。為更好地防止外力損傷電纜，在實(shí)際進(jìn)行電纜敷設(shè)作業(yè)時(shí)，應(yīng)充分考慮實(shí)際地面建筑與周圍環(huán)境情況，科學(xué)合理地選擇敷設(shè)方式，嚴(yán)格按敷設(shè)標(biāo)準(zhǔn)敷設(shè)，這樣可更好地保護(hù)電纜，防止電纜出現(xiàn)故障。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，隨著我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力電纜的使用范圍越來(lái)越廣，要想更好地防范、處理電纜故障，我們就必須了解電纜故障性質(zhì)與故障分類，明確電纜故障產(chǎn)生原因，掌握電纜故障檢測(cè)方法，并采用科學(xué)、合理的對(duì)策來(lái)防范電纜故障，只有這樣才能有效防止各類電纜故障，更好地保障我國(guó)電力供應(yīng)的連續(xù)性、可靠性，促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)的長(zhǎng)期健康可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：王憲萍（1976-），女，甘肅張掖人，國(guó)網(wǎng)長(zhǎng)治供電公司工程師；賀麗芳（1977-），女，河北涉縣人，國(guó)網(wǎng)長(zhǎng)治供電公司工程師。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）