邱雨

摘 要：在城市現(xiàn)代化的發(fā)展過(guò)程中，電力是關(guān)鍵因素，因此對(duì)于電力電纜故障的監(jiān)測(cè)和排除，事關(guān)電力系統(tǒng)的運(yùn)作和人民群眾的生產(chǎn)生活，以及城市體系的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，本文將分析電纜故障原因和故障探測(cè)技術(shù)，并針對(duì)電纜故障的原因列出對(duì)應(yīng)的排除方法。

關(guān)鍵詞：電力線纜;故障探測(cè);技術(shù)分析

引言：電力電纜是城市電力系統(tǒng)的“經(jīng)脈”，在電力系統(tǒng)的運(yùn)作過(guò)程中起到至關(guān)重要的作用。一旦電力電纜發(fā)生故障，將會(huì)對(duì)供電系統(tǒng)的可靠性造成影響，甚至導(dǎo)致整個(gè)電力系統(tǒng)的癱瘓，進(jìn)而影響人民群眾的生產(chǎn)生活。及時(shí)排除電力電纜系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障，是維持電力系統(tǒng)正常運(yùn)作的關(guān)鍵。

一、電纜故障原因

（一）電纜質(zhì)量缺陷

由于材料選擇和程序等設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的問(wèn)題，導(dǎo)致電纜存在先天性的質(zhì)量缺陷;而電纜本身有時(shí)也存在諸如絕緣層摻有雜質(zhì)、內(nèi)半導(dǎo)層缺失等因材料缺陷而導(dǎo)致的質(zhì)量問(wèn)題;在運(yùn)輸儲(chǔ)存過(guò)程中，未對(duì)電纜采取相應(yīng)的保護(hù)措施，致使其受到外界因素的影響，從而引發(fā)質(zhì)量問(wèn)題（如受潮、擠壓等）。

除了先天設(shè)計(jì)缺陷和電纜本身的質(zhì)量問(wèn)題以及運(yùn)輸儲(chǔ)存時(shí)未做相應(yīng)的保護(hù)措施，電纜附件的質(zhì)量問(wèn)題同樣不容忽視。電纜配件在組裝和加工上的問(wèn)題，以及防水膠圈的老化和絕緣附件的瑕疵等附件質(zhì)量問(wèn)題，都會(huì)對(duì)線纜質(zhì)量造成影響。

（二）制作工藝問(wèn)題

除了電纜的質(zhì)量缺陷，電纜制作工藝上的問(wèn)題也會(huì)對(duì)電力電纜的穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。

例如：在剝除電纜外半導(dǎo)電層的過(guò)程中不慎破壞絕緣層、在安裝應(yīng)力單元時(shí)未搭接半導(dǎo)電層、未對(duì)電纜采取接地措施等，都會(huì)導(dǎo)致電纜發(fā)生諸如絕緣擊穿等故障的發(fā)生。

除此之外，未剝離電纜終端頭外半導(dǎo)體層、絕緣層縫隙較大、密封性較差和地線未牢固安裝等問(wèn)題，都會(huì)引發(fā)電纜故障[1]。

（三）外力機(jī)械損傷

機(jī)械損傷可分為三種，分別是施工損壞、外力破壞和自然損傷。

施工損壞，顧名思義就是在電纜施工過(guò)程中發(fā)生的損壞，如使用機(jī)械對(duì)電纜進(jìn)行牽引時(shí)不慎拉傷電纜、施工環(huán)境溫度惡劣破壞電纜絕緣層等;外力破壞則是因人為因素造成的破壞，如不法分子惡意偷盜;自然損傷為非人為因素對(duì)電纜造成的損傷，例如因地震、滑坡、低溫、雷擊等自然災(zāi)害和惡劣天氣對(duì)電纜造成的破壞。

（四）線纜絕緣受損

絕緣受損分為受潮和老化。由于電纜的某些部位密封性較差，電纜本身也存在質(zhì)量問(wèn)題，導(dǎo)致電纜絕緣層受潮;而電纜規(guī)格的錯(cuò)誤選擇、長(zhǎng)時(shí)間在過(guò)電壓環(huán)境下工作、電纜受熱等因素，都會(huì)導(dǎo)致電纜的絕緣老化。

除了受潮和老化，電纜絕緣還會(huì)受到化學(xué)腐蝕的影響，導(dǎo)致電纜絕緣強(qiáng)度降低[2]。

二、電纜故障探測(cè)技術(shù)

（一）脈沖法

脈沖法分為低壓脈沖、高壓脈沖和二次脈沖。

低壓脈沖通過(guò)微博脈沖波進(jìn)行傳輸，將電纜故障位置精確檢測(cè)，其原理是在脈沖波傳輸過(guò)程中遇到故障點(diǎn)后出現(xiàn)反彈預(yù)警，而自動(dòng)裝置將會(huì)在此過(guò)程中根據(jù)傳輸進(jìn)程和反彈長(zhǎng)度之間的差額進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)進(jìn)程長(zhǎng)度確定電纜故障位置。但是，低壓脈沖因信號(hào)電壓較低，僅能探測(cè)電纜故障和開(kāi)路故障。

高壓脈沖法類似于低壓脈沖法，通過(guò)對(duì)高壓電纜進(jìn)行高壓脈沖進(jìn)而確定故障位置，但方法更為快速。由于系統(tǒng)傳輸?shù)母邏好}沖較大，在故障點(diǎn)處易發(fā)生擊穿和放電。因故障點(diǎn)位置電阻較大，易發(fā)生短路和放電故障，故需要對(duì)斷路點(diǎn)位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，進(jìn)而更快找出故障點(diǎn)。

二次脈沖法的原理是通過(guò)向電力電纜準(zhǔn)確輸出低壓脈沖波，當(dāng)?shù)蛪好}沖波到達(dá)故障點(diǎn)時(shí)則會(huì)自動(dòng)返回，再向故障點(diǎn)發(fā)射高壓脈沖波，引發(fā)故障點(diǎn)擊穿放電，釋放出低壓脈沖波，并在故障點(diǎn)位置快速返回。此方法能夠更加精準(zhǔn)探測(cè)故障點(diǎn)的位置。

近年來(lái)，三次脈沖法也在電纜故障的檢測(cè)逐漸得到運(yùn)用。其原理是在高阻故障中通過(guò)三次脈沖發(fā)生器在故障電纜上發(fā)射高壓脈沖，將故障點(diǎn)徹底擊穿，并在擊穿電弧的持續(xù)時(shí)間內(nèi)多次發(fā)射低壓脈沖，并維持擊穿電弧至低壓脈沖形成完整的反射波。此時(shí)，高阻故障變?yōu)榈妥韫收希蛪好}沖也發(fā)生明顯變化，使得波形變?yōu)楦着凶x和識(shí)別的波形，以更準(zhǔn)確地判斷故障位置。

（二）電橋法

電橋法分為直流電橋法和平衡電橋法。

直流電橋法在電力行業(yè)有著廣泛應(yīng)用，其根據(jù)電橋原理將電纜接地故障點(diǎn)兩側(cè)的環(huán)線通過(guò)短路引入電橋，通過(guò)測(cè)得比值和電纜全場(chǎng)獲得測(cè)量段至故障點(diǎn)距離，進(jìn)而定位故障點(diǎn)。

平衡電橋法是在電橋平衡時(shí)根據(jù)電阻與長(zhǎng)度比之間的比值測(cè)定故障點(diǎn)位置，主要用于短路、低阻接地、外護(hù)套引發(fā)的故障的檢測(cè)，但無(wú)法檢測(cè)三相電路低阻故障，且并非所有故障都可通過(guò)平衡電橋法進(jìn)行檢測(cè)。

除此以外，在電阻較大的地方可使用高壓直流電橋，但實(shí)際工作中并不常用。

（三）高壓閃絡(luò)法

高壓閃絡(luò)法適用于高阻閃絡(luò)性故障，因電壓在進(jìn)行該故障實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中通常會(huì)達(dá)到上萬(wàn)伏特的高壓，故需在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中更換接線時(shí)應(yīng)切斷電源，對(duì)間距和間隙進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確保電容器和電纜線能完全充分放電，并注意地線的連接，嚴(yán)格遵守相關(guān)的規(guī)章制度，確保實(shí)驗(yàn)安全。

在完成實(shí)驗(yàn)后，還需通過(guò)低壓脈沖法進(jìn)行測(cè)試。由于測(cè)試過(guò)程中的電壓較高，需分開(kāi)高電壓測(cè)試設(shè)備與閃光燈的功率，確保閃光燈與高壓線路之間擁有足夠的距離，避免短路。

（四）示波器檢測(cè)法

電纜的故障可通過(guò)示波器測(cè)量電壓的方式進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)不同的波形表現(xiàn)，示波器可對(duì)電纜的短路和斷路進(jìn)行檢測(cè)，并可對(duì)納秒級(jí)別的信號(hào)進(jìn)行捕獲，不存在檢測(cè)盲區(qū)。

三、故障排除方法

（一）電纜質(zhì)量把關(guān)

在電纜的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，以杜絕先天設(shè)計(jì)造成的質(zhì)量缺陷;同時(shí)，要對(duì)電纜的質(zhì)量進(jìn)行檢查，尤其是對(duì)絕緣層材料的選擇，不可出現(xiàn)褶皺和破裂;在運(yùn)輸儲(chǔ)存時(shí)，需對(duì)電纜做好保護(hù)措施，以防止電纜因受潮等外界因素的影響從而對(duì)質(zhì)量造成影響;在附件的組裝、加工等環(huán)節(jié)做好把關(guān)，并注意電纜附件是否存在質(zhì)量缺陷。

（二）注意制作工藝

首先要對(duì)制作工藝做出規(guī)范。不規(guī)范的制作工藝，會(huì)導(dǎo)致電纜質(zhì)量受到影響，例如：電纜過(guò)熱導(dǎo)致絕緣層老化，進(jìn)而燒毀電纜，或因熱縮頭烤制技術(shù)不合標(biāo)準(zhǔn)而導(dǎo)致絕緣層強(qiáng)度降低。

在對(duì)制作工藝做出規(guī)范后，需要對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查，以確保在生產(chǎn)過(guò)程中線纜的質(zhì)量。在規(guī)范的電纜制作過(guò)程中，任何一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生問(wèn)題，都會(huì)影響電纜的質(zhì)量，對(duì)其在實(shí)際工作中的表現(xiàn)造成影響，進(jìn)而對(duì)用電安全造成威脅。

（三）加強(qiáng)防護(hù)措施

對(duì)于電纜的保護(hù)，先要注意施工安全，避免線纜在施工過(guò)程中遭遇損壞;此外，要加強(qiáng)外力防控，并對(duì)人為破壞的因素做出預(yù)防和遏制。

在雷雨多發(fā)的地區(qū)，要對(duì)線纜做好防雷措施，通過(guò)在變壓器上方加裝高壓側(cè)避雷器，以降低在遭受雷擊時(shí)的導(dǎo)線電感。在進(jìn)行防雷措施時(shí)，不可使用傳統(tǒng)避雷器，因?yàn)閭鹘y(tǒng)避雷器會(huì)對(duì)電路造成直接影響，在維護(hù)過(guò)程中也會(huì)影響到電流在線路中的傳輸，無(wú)法真正起到防雷作用。

（四）留意電纜絕緣

電纜的絕緣要注意防潮，避免絕緣層受潮影響絕緣性;同時(shí)還要對(duì)電纜的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行檢查。

電纜在受潮后，其絕緣性能因水的導(dǎo)電性而下降，進(jìn)而引發(fā)漏電事故;而高溫環(huán)境和線纜過(guò)電壓工作等較為惡劣的環(huán)境也會(huì)加速電纜絕緣層的老化。當(dāng)電纜絕緣層發(fā)生異常，需進(jìn)行及時(shí)維修，避免增加電纜的發(fā)熱量和耗電量[3]。

結(jié)論：電力電纜的運(yùn)行狀況是電力系統(tǒng)能否正常運(yùn)作的關(guān)鍵，一旦電纜發(fā)生故障，則會(huì)對(duì)供電系統(tǒng)造成影響，進(jìn)而影響人民的正常生活。因此，要通過(guò)電纜故障的探測(cè)技術(shù)及時(shí)查出電纜故障，查出電纜故障的原因，并針對(duì)故障原因?qū)ζ溥M(jìn)行排除，進(jìn)而維持電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使得人民生產(chǎn)生活得到保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁俊亮.電力電纜故障探測(cè)技術(shù)分析與應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)裝備，2018（11）：130-131.

[2]寧玉成.高壓電力電纜故障分析及探測(cè)技術(shù)研究[J].大科技，2020（35）：46-47.

[3]紀(jì)建民.電力電纜故障分析及探測(cè)技術(shù)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2021（11）：360.