电力电缆故障测试技术分析与研究

电力电缆故障测试技术分析与研究

刘鹏

国家电投集团新疆能源化工有限责任公司，新疆乌鲁木齐市，830011

摘要：电力电缆是电力系统重要的组成部分，主要功能是分配及传输电能，电力电缆出现故障会导致电力系统无法正常供电。通过研究电力电缆故障测试技术，快速查找电力电缆的故障点并进行抢修，尽快恢复供电，保障电力系统安全稳定运行。本文分析研究了电力电缆故障产生的原因、故障类型及测试技术，希望能够为相关人员提供有价值的参考。

关键词：电力  电缆  供电 

一、电力电缆故障原因分析

（一）电力电缆产生故障的原因，主要有以下方面造成：

1.机械损伤故障，例如施工敷设电缆时导致电缆结构受损、土地沉降等自然灾害导致电缆损伤。

2.电力电缆老化及受潮引发的故障问题，例如地埋电力电缆被腐蚀，穿孔受潮，电缆头制作不合格导致金属护套形成故障等，主要是影响电力电缆的绝缘介质结构。

3.制作电力电缆的原材料质量问题，例如电缆铅铝护层的质量不合格或者是绝缘材料的质量不合格等。

4.工艺方面所导致的电力电缆问题，例如生产和加工电缆的生产工艺出问题，导致电缆的生产质量没有达标，出现故障。

5.电缆的绝缘物击穿或者是过电压导致电力电缆出现问题等。

二、电力电缆故障类型

通过研究电力电缆故障类型，总结了以下几种不同的分类方法：

（一）根据故障现象来看，可以分为两种，一种为封闭性故障，另一种为开放性故障。

（二）根据故障出现的位置，可以分为两种，一种为电缆本体产生的故障问题，另一类为接头导致的故障问题。

（三）根据接地现象划分，可分为单相接地故障、开路故障或者多相接地混合型故障等。

（四）根据故障绝缘电阻大小划分，可以分为三类，一类为开路故障，这种故障是电缆相间或者相对地绝缘电阻的大小在相应的标准范围内，只是电缆无法将工作电压发送给终端，又或者是终端可以接收到的电压，但不具备较强的负载能力，最为经典的开路故障就是断线故障；第二类为低阻故障，这种故障是电缆相间或者相对地绝缘区域受损，但电阻值极小，此时可以通过低压脉冲法去测量绝缘电阻数值。如果产生故障的区域形成的对地电阻等于零，此时可以判定该电缆故障为短路故障；第三类为高阻故障。高阻故障相对于低阻故障而言，同样是出现了电缆相间或者相对地绝缘区域的损坏问题，但是形成了较大的绝缘电阻，它无法借助低压脉冲阀进行测量，该种故障的类型还分为闪络性以及泄露性两类。

三、电力电缆故障测试技术分类

目前电力电缆故障测试技术主要有以下几种：

（一）脉冲电压故障测试技术。这种方法也叫“闪测技术”，主要检测低压电缆故障，通过直流高压以及脉冲高压信号测试电缆的故障，测量放电电压脉冲于故障点之间来回的时间，这种方法能够得到更快的测试速度，而且操作较为简便。但是这种方法的安全性一般，与设备进行连接会导致回路容易形成串联，引发测试仪器的故障问题。并且分压器耦合电压所形成的波形可能不会产生非常明显的变化，进行故障识别时较为困难。

（二）脉冲电流故障测试技术。这种技术运用的是电流耦合器去测量电缆故障击穿期间所产生的电流脉冲信号，结合脉冲电流波形的变化辨别故障的具体类型。这种方法对比脉冲电压故障测试手段来说更为安全，有着较强的可靠性，也能够得到更为明显的波形变化。

（三）雷达故障测试技术。这种技术也叫“低压脉冲反射故障测试技术”，从其原理来看，它是利用故障点产生脉冲以及反射脉冲所产生的时间差与波形的变化展开分析，进而确定电缆出现故障的位置。

（四）高压闪络故障测试技术。这种技术也叫做“直接闪光故障测试技术”，通常应用于高阻闪络故障。使用这种方法不能够将闪光灯与高压线路产生直接性的接触，分离闪光灯的工作功率以及测试设备的功率，接线的更换以及接线的间距调整需要处于电源断开的情况。完成故障测试之后还需要对电缆以及电容进行重复放电，要想使得故障测量结果达到更高的准确性，可以与低压脉冲故障检测技术配合使用，使得故障检测更为全面。

（五）三次脉冲法电力电缆故障测试技术。高阻故障的测量借助三次脉冲发生器，使得出现故障的电缆可以得到高压脉冲，进而对产生故障的区域进行充分击穿。击穿电弧阶段内会先后产生多个低压脉冲，可以构成一个完整的反射波。通过这种操作可以将电缆产生的高阻故障转化为低阻故障。并且能够非常明显的看到低压脉冲的变化。使其测量得到的波形可以更为便利的识别，达到更高的故障测试准确度。

四、电力电缆故障测试步骤

电力电缆故障测试主要分为三个环节：

（一）诊断电缆出现故障的具体性质。通过对故障电缆以及非故障电缆的区分，明确产生故障的类型，选择对应的测距方法。分类时会按照故障的表现进行初步判断，举例来看，若是正常运行期间出现电缆故障问题，并且只存在接地信号，可以初步判断该故障为单相接地故障。若此时电路中的继电保护过流继电器产生动作行为，就一定会引发跳闸的出现，可以初步判定电缆故障为两相或者三相短路故障，如果通过分析故障表象无法准确的判断，就需要对其展开导通试验，测量具体的绝缘电阻数值。

（二）测距环节，该环节是粗略的测量距离。通过对测试信号的施加或者是对故障信息的分析，进而简单的确定故障与测量点之间的距离，为后续精确定点测量提供有效的信息支撑。该环节使用的方法结合不同的工作原理主要分为两类：一类是阻抗测距法；另一类为行波测距法。阻抗法的应用只能够针对于低阻故障进行测量，而行波法应用范围较为广阔。行波测距法的具体类型来看，包括脉冲电流法、脉冲电压法以及低压脉冲反射法。其中，脉冲电流以及脉冲电压两种方法主要差异体现在测量接线以及信号方面。更为简便的是脉冲电流法，脉冲电流法还可进行细分，包括冲击高压闪络法以及直流高压闪络法。

（三）精确定点环节，也就是具体确定故障的位置，结合上一环节所得到的结果明确具体的故障区域，缩小故障点的范围。使用的方法包括放电声测法或者是音频感应法等。

电力电缆测试过程中，故障测距是整个测试过程的核心。测量结果的准确性会直接影响到排除电缆故障的效率速度，目前在处理电缆故障位置定点方面采用的通常采用行波法。

五、结论

本文通过研究总结了电力电缆故障的产生原因、故障的类型、以及电力电缆故障测试技术类型、测试环节，希望能够助力于电缆故障的快速处理，保障电力系统的安全稳定运行。

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