电力电缆故障分析

发布日期：2020-08-19　点击：3269次

1.引言

  由于现在经济的快速发展，城市也逐渐增多，电力电缆的应用范围就变得越来越广。电力电缆是电力系统的重要设备，所以电力电缆的稳定运行是与人们正常生活和工作息息相关的。一旦电力电缆发生故障，轻则会影响人们的正常的工作生活，重则会引起火灾，威胁人们的生命和财产安全。所以，及时对电力电缆的故障进行处理是非常有必要的。电力电缆一般被铺设到地下或者其他隐蔽地方， 因此如何能够准确查找到电力电缆故障点是一个重要课题。

2.电力电缆故障常见的原因

2.1 绝缘受潮

  电力电缆在绝缘受潮的情况下非常容易造成故障。而且造成电缆受潮的主要原因有：电缆制造十分粗糙，金属的保护套有裂缝或者有小孔的存在； 金属的外保护套被外物弄破或者是受到了腐蚀而穿孔。

2.2 机械损伤

  煤矿井下的电缆故障的最主要原因就是机械损伤。有些机械损伤表面看起来比较轻微，而且在刚刚受到损伤的时候，并不会造成故障，但是这种情况不会一直维持下去的，随着时间的累积，电力电缆就可能会由于损伤的加重而造成故障。而且很多方面都能够造成电力电缆的机械损伤，比如：电力电缆直接受到外力压砸而被损伤， 能够使电力电缆受到压砸的电气设备有矿车和煤矸石等。自然现象能够造成电力电缆的损伤，因为热胀冷缩，当电缆温度升高时，电缆的内绝缘胶就会发生膨胀，从而电缆的外套就会被胀破，还有就是电缆在移动时受到较大的摩擦力和拉力， 就会使导体和中间接头处被拉断。其次，还有电力电缆因为受到冲击负荷而造成损失，当供电负荷不平衡时，非常容易发生短路和接地等故障，这些故障能够引起冲击性负荷，从而破坏了电力电缆的绝缘介质。

2.3 绝缘介质老化变质

  长期的过热能够引起电力电缆的故障， 这是因为过热能够使绝缘层老化变质， 而引起电力电缆长期过热的一个重要原因就是电缆的负荷太高，很难承受。所以，通风不良的地方，像是电缆密集区、电缆隧道等，还有与热力管道挨的比较接近的电力电缆都可能会发生由于过热造成的绝缘层的快速损坏。除此之外，过电压也是加速电力电缆绝缘层老化的另一个重要原因，而且，过电压有时还会击穿电力电缆的绝缘皮，造成故障。

2.4 电缆设计和制作工艺差

  电缆的设计对其质量有着重要影响， 复合设计标准的电缆应该终端接头和中间接头采用防水材料， 电场的分布也需要设计周密。当设计好电缆后，电缆的制作过程也尤为重要，要严格按照设计来制作，选择适当的材料，优化工艺过程，这样才能制作出符合要求标准的电力电缆。

3 电力电缆故障的查找方法

  电力电缆故障的查找是由三个阶段组成的，即诊断阶段、测距阶段和定点阶段。由于电力电缆的故障类型不尽相同，所以，需要采用不用的方法对电力电缆进行故障检测。

3.1 低压脉冲法测试

  低压脉冲测试是应用在有低阻故障的情况，例如：短路、开路等。低压脉冲法的优点是比较直观，能够明显找到和判断出有低阻情况的故障。低压脉冲的测试方法是在电力电缆发生故障的相上施加低压脉冲， 并且脉冲会沿着电缆传播到阻抗反常的位置，电波反射被追踪仪接收后，追踪仪上就能够显示变化，我们就可以根据测试的波形来判断故障类型。如果是短路和终端端头的开路的话， 发射的脉冲就和反射的脉冲式一样的，但是当短路接地和低阻时，发射的脉冲就和反射的脉冲恰好相反。

3.2 脉冲电压法

  脉冲电压法是应用在高阻和闪络故障时的， 并且有90%以上的电力电缆故障都是高阻故障， 高阻故障发生的主要原因是绝缘层抗电的强度减小，而故障点的阻值都很高，所以此处的电流就会比较小，但是，采用灵敏的仪表是不能够得到故障的位置。脉冲电压法的测量原理是：使用脉冲高压信号或者是直流信号将电力电缆故障击穿，之后，得到放点脉冲从故障点到测量点的一次往返时间，从而计算得到距离。脉冲电压法的优点有利用故障击穿时的瞬时信号就会简化测量过程，加快测试的速度。但是，这种方法也有其缺点就是：安全性比较差、故障点的击穿有一些难度、故障放电时的电压波形比较难分辨。

3.3 脉冲电流法

  脉冲电流法最主要的优点是安全、波形较简单并且接线简单，所以，这种方法的使用时比较普遍的。其方法是施加高压将电力电缆故障点击穿， 再使用相应的记录仪采集到故障被击穿的瞬时产生的行波信号，最后，利用电流的行波信号在故障点与测量点往返时间计算出故障的距离。这种方法有两种测量方式，即闪冲法和直闪法。

3.4 烧穿故障点法

  烧穿故障点法的应用范围比较窄，主要用于高祖故障的情况，尤其是使用油纸绝缘的电力电缆。该方法的测量方法是首先要在设备内输入直流负高压，然后处理高祖故障点使其出现电弧放点现象，并且需要碳化绝缘介质，使得原本的高阻故障能够转化成为低阻故障，最好采用低压脉冲法来进行测量。