陳劍波

摘 要：電力電纜是電力系統(tǒng)的重要組成部分，一旦發(fā)生故障，必然會影響電力的正常傳輸，甚至還會引發(fā)嚴(yán)重的安全事故，所以，應(yīng)特別注意電力電纜的使用安全，采取有效方法快速查找電力電纜故障，分析故障原因，有針對性地解決處理，消除電力電纜故障隱患，及時(shí)恢復(fù)其正常運(yùn)行。簡要分析了電力電纜的故障原因，闡述了電力電纜的故障查找方法，以期為日后的相關(guān)工作提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：電力電纜；絕緣；機(jī)械損傷；脈沖法

中圖分類號：TM755 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.23.144

近年來，我國電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程不斷加快，電力電纜施工規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，而電力電纜運(yùn)行狀態(tài)對于整個(gè)電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性都有重要的影響。結(jié)合電力電纜的故障情況，全面、科學(xué)地分析，選擇高效、合理的故障查找方法，準(zhǔn)確確定電力電纜的故障位置，有效地進(jìn)行維修處理，以確保電力電纜能夠正常、穩(wěn)定運(yùn)行。

1 電力電纜故障原因分析

1.1 機(jī)械損傷

機(jī)械損傷是電力電纜發(fā)生故障的主要原因，一些輕微的機(jī)械損傷開始不會影響電力電纜的運(yùn)行狀態(tài)，但是，隨著時(shí)間的推移，機(jī)械損傷逐漸加劇，引發(fā)電力電纜運(yùn)行故障。電力電纜受到外力擠壓損傷或者自然因素的影響，由于熱脹冷縮的特性，當(dāng)外界溫度升高時(shí)，電力電纜內(nèi)的絕緣膠會膨脹。在移動電力電纜的過程中，會受到較大的拉力和摩擦力，電力電纜中間接頭和導(dǎo)體位置很容易被拉斷。當(dāng)電力電纜受到?jīng)_擊負(fù)荷的影響時(shí)，如果供電負(fù)荷不平衡，極易發(fā)生接地故障和短路故障，這會削弱電力電纜絕緣介質(zhì)的作用。

1.2 絕緣受潮

電力電纜在濕度較大的環(huán)境中很容易受潮，這主要是因?yàn)殡娏﹄娎|外保護(hù)套被腐蝕或者被外物弄破穿孔，或者電力電纜加工制作比較粗糙，外保護(hù)套上有小孔或者裂縫，使得潮氣進(jìn)入電力電纜內(nèi)部引發(fā)故障。

1.3 絕緣老化變質(zhì)

長時(shí)間的過熱反應(yīng)往往會造成電力電纜絕緣層老化變質(zhì)，從而引發(fā)運(yùn)行故障。這主要是因?yàn)?，在電力電纜運(yùn)行的過程中，負(fù)荷太高。所以，在通風(fēng)不好的區(qū)域，比如電纜隧道、電纜密集區(qū)等，或者距離熱力管道較近的電力電纜，很容易因?yàn)檫^熱導(dǎo)致電力電纜絕緣層老化變質(zhì)，甚至有時(shí)過電壓會導(dǎo)致電力電纜絕緣層被擊穿，引發(fā)運(yùn)行故障。

2 電力電纜故障查找方法

2.1 脈沖電壓法

脈沖電壓法主要針對的是電力電纜的閃絡(luò)和高阻故障，并且高阻故障發(fā)生率比較高。這主要是因?yàn)殡娏﹄娎|絕緣層抗電強(qiáng)度比較小，故障點(diǎn)阻值相對比較高。雖然故障位置的電流比較小，但是，利用靈敏儀表無法準(zhǔn)確查找電力電纜故障點(diǎn)。使用脈沖電壓法查找電力電纜故障時(shí)，利用直流信號或者脈沖高壓信號擊穿電力電纜以后，根據(jù)電力電纜測量點(diǎn)與故障點(diǎn)之間放點(diǎn)脈沖往返時(shí)間計(jì)算距離。這種脈沖電壓法的應(yīng)用優(yōu)勢在于，利用擊穿電力電纜故障點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)信號，不僅可以加快電力電纜的測試速度，還能有效簡化測量過程。然而，這種方法也有一些缺點(diǎn)，比如故障放電時(shí)，無法有效分辨電壓波形、故障點(diǎn)擊穿難度大、安全性差等。

2.2 低壓脈沖法

對于電力電纜開路、短路等低阻故障，采用低壓脈沖法可以明確判斷和查找出電力電纜低阻情況故障，查找起來非常直觀。將低壓脈沖施加到電力電纜故障相上時(shí)，沿著電力電纜低壓脈沖傳播到阻抗異常點(diǎn)上，追蹤儀接收反射電波后，根據(jù)追蹤儀上顯示的變化情況，結(jié)合測試波形，可以科學(xué)分析出電力電纜的故障類型。如果電力電纜發(fā)生低阻和短路接地故障，反射脈沖和發(fā)射脈沖相反；如果電力電纜終端端頭開路和短路，反射脈沖和發(fā)射脈沖一樣。

2.3 脈沖電流法

脈沖電流法具有接線簡單、波形簡單、安全性比較高的優(yōu)點(diǎn)，因此，它常被用于電力電纜故障查找。使用這種方法時(shí)，對電力電纜故障點(diǎn)施加高壓擊穿，利用記錄儀采集電力電纜故障瞬間被擊穿的行波信號，然后根據(jù)測量點(diǎn)和故障點(diǎn)的往返時(shí)間，結(jié)合電流行波信號，采用直閃法和閃沖法準(zhǔn)確計(jì)算電力電纜故障距離。

2.4 燒穿故障點(diǎn)法

燒穿故障點(diǎn)法在查找電力電纜故障方面具有一定的限制，多用于檢測電力電纜高阻故障。使用這種方法時(shí)，可將直流負(fù)高壓輸入電力電纜中。在處理電力電纜高阻故障點(diǎn)時(shí)，很容易發(fā)生電弧放電。這時(shí)，可利用碳化絕緣介質(zhì)將電力電纜高阻故障轉(zhuǎn)換為低阻故障，準(zhǔn)確測量電力電纜故障點(diǎn)。

2.5 音頻感應(yīng)法

音頻感應(yīng)法主要是利用音頻信號發(fā)生器將音頻電流輸送到電力電纜故障線芯位置，這時(shí)會形成音頻磁場。電力電纜感應(yīng)線圈在磁場中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，然后經(jīng)過放大器放大，工作人員可根據(jù)放大的聲音判斷電力電纜故障點(diǎn)。

2.6 紅外熱像法

當(dāng)電力電纜負(fù)荷比較大時(shí)，電力電纜運(yùn)行溫度快速上升?？茖W(xué)測量電力電纜線芯溫度，有利于準(zhǔn)確分析電力電纜故障點(diǎn)。使用紅外熱像法，在查找電力電纜故障時(shí)，不僅安全性比較高，故障排除效率高，而且操作相對簡單。結(jié)合電力電纜的運(yùn)行狀態(tài)，利用紅外熱像儀獲得其溫度場，經(jīng)過計(jì)算分析溫度場數(shù)值分布，構(gòu)建模型，判定電力電纜溫度較高的位置，從而判斷電力電纜故障點(diǎn)。

2.7 測聲法

測聲法是一種重要的電力電纜故障查找方法，通過絕緣介質(zhì)向電力電纜芯線進(jìn)行閃絡(luò)放電。采用測聲法時(shí)，可使用直流耐壓試驗(yàn)機(jī)器，操作方法比較簡單。向電容器充電，當(dāng)其達(dá)到規(guī)定電壓時(shí)，電力電纜故障芯線放電，這個(gè)位置的絕緣介質(zhì)會發(fā)出火花放電響聲。如果電力電纜暴露在明處，工作人員可仔細(xì)檢查電力電纜的運(yùn)行狀態(tài)；如果電力電纜鋪設(shè)在地下，工作人員可利用助聽器和聽診器來準(zhǔn)確查找電力電纜故障。這時(shí)需要注意的是，工作人員應(yīng)慢慢在電力電纜線路周圍走動，一旦發(fā)現(xiàn)有“呲呲呲”的響聲時(shí)，要加強(qiáng)對該區(qū)域的監(jiān)控，仔細(xì)檢查電力電纜是否存在故障，及時(shí)處理。

3 結(jié)束語

電力是我國重要的基礎(chǔ)能源，它關(guān)系著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們的日常生活，電力系統(tǒng)的安全、正常運(yùn)行是推動各領(lǐng)域和行業(yè)發(fā)展的根本保障。然而電力電纜故障發(fā)生率比較高，類型也多樣化，這直接影響了電力系統(tǒng)的正常供電，很容易造成大范圍停電事故。因此，應(yīng)特別注意電力電纜故障問題，仔細(xì)分析故障原因，采用合理的方法查找電力電纜故障，及時(shí)解決和排除，消除電力電纜故障隱患。為了保障電力電纜的運(yùn)行安全，要加強(qiáng)對電力電纜故障的分析和研究，使其安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，提高其經(jīng)濟(jì)效益。

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〔編輯：白潔〕