塔博士课堂｜电力电缆故障原因及常用检测方法

随着社会现代化建设步伐的加快，对电力的需求量也越来越大。作为连接各种电气设备、传输和分配电能的电力电缆，已经得到越来越广泛的应用，但电力电缆所产生的故障在所有供电故障中占了相当大的比重。那么，如何确定故障点位置和判断出故障类型已成为电力电缆使用和运行过程中十分关键的技术之一。

一、故障的类型

电力电缆根据故障性质可分为低电阻接地或短路故障、高电阻接地或短路故障、断线故障、断线并接地故障和闪络性故障。现将常见的几种主要原因归纳如下：

1、机械损伤

机械损伤引起的电缆故障在电缆事故中占据的比例大。造成电缆机械损伤的原因主要有以下2种：

（1）安装时损伤：在安装时不小心碰伤电缆，机械牵引力过大而拉伤电缆，或电缆过度弯曲而损伤电缆。

（2）直接受外力损坏：在安装后电缆路径上或电缆附近进行城建施工，使电缆受到直接的外力损伤；行驶车辆的震动或冲击性负荷造成地下电缆的铅(铝)包裂损。

2、绝缘受潮

绝缘受潮后引起故障。造成电缆受潮的主要原因有：因接头盒或终端盒结构不密封或安装不良而导致进水；电缆制造不良，金属护套有小孔或裂缝；金属护套因被外物刺伤或腐蚀穿孔。

3、绝缘老化变质

电缆绝缘介质内部气隙在电场作用下产生游离使绝缘下降。当绝缘介质电游离时，气隙中不仅产生臭氧、硝酸等化学生成物，腐蚀绝缘；而且造成电缆内部局部过热，引起电缆绝缘老化变质，使绝缘碳化。

二、电缆故障性质的诊断

所谓诊断电缆故障的性质，就是指确定故障电阻是高阻还是低阻，是闪络还是封闭性故障，是接地、短路、断线，还是它们的混合，是单相、两相，还是三相故障。   

1、常用的电缆故障性质诊断方法

（1）电桥法

将被测电缆终端故障相与非故障相端连接，电桥两臂分别接故障相和非故障相，通过调节电阻使得电桥达到平衡，通过公式可计算出故障点的距离。

（2）低压脉冲反射法

测试时向电力电缆的故障相注入低压脉冲。该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点即故障点时，脉冲产生反射回送到测试点由仪器记录下来，根据发射脉冲与反射脉冲的往返时间差和脉冲在电缆中传播的波速度，便可计算出故障点离测试点的距离。

（3）脉冲电流法

脉冲电流法是将电缆故障点用高压击穿，使用仪器采集并记录下故障点击穿产生的电流行波信号，通过分析判断电流行波信号在测量端和故障点往返一趟的时间来计算故障距离。脉冲电流法采用线性电流耦合器采集电缆中的电流行波信号。

2、常用的电缆故障定点方法

（1）声测定点法

声测定点法是电缆故障的主要定点方法，主要用于测量高阻与闪络性故障，测量时使用高压设备使故障点击穿放电，故障间隙放电时产生的机械振动，传到地面，便听到“啪、啪”的声音，利用这种现象可以十分准确地对电缆故障进行定点，缺点是受外界干扰较大。

（2）声磁法

在向电缆施加冲击高压信号使故障点放电时，会在电缆的外皮与大地形成的回路中感应出环流来，这一环流在电缆周围产生脉冲磁场，在监听到声音信号的同时，接受到脉冲磁场信号，即可判断该声音是由故障点放电产生的，故障点就在附近。

（3）音频感应法

音频感应法一般用于探测故障电阻小于10Ω的低阻故障，探测时，用1 kHz的音频信号发生器向待测电缆通音频电流，发出电磁波，然后在地面上用探头沿被测电缆路径接收电磁场信号，并将之送入放大器进行放大。

在电力电缆故障检测中，应认真、冷静的分析故障的类型和性质，正确应用查找方法和仪器，多积累故障查找经验。