电力电缆故障定位技术

浅析电力电缆故障定位技术

摘要：在电力系统运行过程中，电力电缆线路会经常发生一些故障，其后果就是电网断电，给人们的生产、生活带来不便。在电力系统发生故障时及时检测，寻找故障原因，确定故障点的位置，可以减少资源的浪费与经济损失，这就需要我们对电力电缆的故障类型进行分析，保障电力系统的正常运行。 关键词：电力系统；电缆；故障；分析

中图分类号： f406 文献标识码： a 文章编号：

随着电力系统的发展，电缆得到了广泛的使用，并且因其自身的特点，具备较高的安全性。但是因为电力电缆多埋于地下，给人们确定故障位置带来了不便。如果不能及时排除故障，因此而造成的损失将是非常严重的。 1 电力电缆故障类型分析 1.1 开路故障

如果电缆的绝缘电阻出现无穷大的情况，而电压却不影响用户端，这样故障我们称为开路故障。在这种故障发生后，电缆故障点处的阻抗无穷大。 1.2 低阻短路故障

如果电缆的绝缘电阻值变小，与电缆自身特性阻抗相比，绝缘电阻小于电缆自身阻抗，甚至没有电阻，即0≤rl。 1.3 电阻泄露故障

如果电缆故障点处的直流电阻比该电缆自身的阻抗大，这种故障类型成为电阻泄露故障。进行高压绝缘测试的时候，随着实验电压的升高，泄露电流也会随之增大，如果实验电压升高到一定值时，泄露电流就有可能超过允许的最大电流。 1.4 高阻闪络性故障

这种故障类型是泄露电流不随电压的升高而升高，但随着试验电压的升高，其突然增大，反应到电流表上，电流表指针呈现出闪络性摆动，如果对此试验进行重复，可以发展其具有可逆性。而故障点无电阻通道，只是存在与闪络的表面或者放电的间隙。 1.5 护层故障

电力电缆线路一般对护层都有一定的要求，在对护层故障位置进行准确的测定之后，可以采用与护层相同材料的进行修补包扎，如果护层损坏的较多，可以套上热缩卷包管进行加热收缩，对修补之后的护层，在进行绝缘电阻测量或者护层直流耐压试验，如果还存在故障，则说明其它部位还存在故障。 2 电力电缆故障原因分析2.1 机械损伤

造成电缆机械损伤的主要有以下几种原因：由于在电缆安装的时候，操作不当或者不小心造成电缆机械性损伤，如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；或者由于电缆在铺设完成后，接近电缆路径的附近的机械施工时，人为的造成电缆的损伤；行驶车辆的震动或冲击性负荷会造

成地下电缆的铅(铝)包裂损；因自然现象造成的损伤：如中间接头或终端头内绝缘胶膨胀而胀裂外壳或电缆护套；因电缆自然行程使装在管口或支架上的电缆外皮擦伤；因土地沉降引起过大拉力，拉断中间接头或导体。 2.2 过电压

受到某些因素的影响，电气设备绝缘上的电压超过额定电压数，这就是我们所说的过电压，对于瞬间的高位电压，即便是时间非常短促，也会造成较大的破坏。过电压一般是由于电力设备进行拉闸或者导通管换相时，由于电流的突然变化造成感应电动势。 2.3 绝缘老化

电力电缆的绝缘材料在多种因素的共同作用下，出现老化现象。橡皮、塑料等材料在受热之后容易发生热老化，在有氧、热共同作用下，最后电缆呈现出发粘、变软，机械强度下降等状态或者呈现出变硬、变脆等，导致电缆表现出现裂纹。 2.4 其它原因

除了上述的几种原因以外，电缆故障还有以下几种情况：电缆绝缘质量不达标；电缆内部的绝缘油流失，造成绝缘能力下降；经过酸性土壤或盐碱地时造成线缆表面的腐蚀。 3 电力电缆故障定位 3.1 预定位

电力电缆预定位可以分为行波法和阻抗法两种。行波法测量波

是从首段到故障点的往返时间与传播的速度相乘，就可以得到两倍的故障距离。而阻抗法测量是从首段到故障点之间的阻抗，利用特定故障算法进行计算定位。 1）行波法

这种方法主要包含两个方面：驻波法和现代法。驻波法主要把电缆作为传输线，利用其上的驻波谐振现象，对电缆的相对电阻值较低的一类故障或断线故障进行测量。现在对这种方法利用的不多。而现代法主要包含高压脉冲反射法、低压脉冲电流法、高压脉冲电压法及二次脉冲法。对于断线故障和低阻故障，低压脉冲反射法较为适用，这种方法可以测得行波在电缆中传播的速度，还可以对电缆的长度进行测量。低压脉冲反射法主要是向故障电缆注入低压脉冲，记录其在电缆中传播时的各种参数，通过记录的参数进行计算，得出故障点的距离。2）阻抗法该方法也包含两个方面：电桥法和分布参数计算高阻故障法。电桥法是利用四臂电桥对电缆芯线的交流电容或实际电阻进行测量，然后对电缆的实际长度准确的测出，根据比例关系，计算得出故障点。分布参数计算高阻故障发，主要是在分布参数线路理论的基础上，通过故障距离方程的推导得出故障的距离。原理为对高阻故障电缆施加高压信号，使故障点出现闪络，故障点高阻故障转变为电弧电阻，通过故障点的电流与电压同相位，然后对线路首段的电流和电压进行采集，最后通过计算确定故障点。3.2 精确定位与预定位相对应，精确定位所测得的故

障点相对比较准确。因此精确定位是在预定位的基础上对故障点精确进行定位的一种方法。也是减少定位故障的有效工作。精确定位一般是电缆故障测试工作的最后一道工序，也是最重要的一道工序。精确定位主要是对故障电力电缆线路施加高压脉冲，然后根据故障点所产生的电磁信号机声音信号，在地面上配合振动传感器获取的电缆声音信号，一般在声音信号最大的地方就是故障点的准确位置。这种方法也成为声测法。4电缆故障的主要预防措施 4.1 选用质优的电缆本体

电缆本体的质量包括各组成部分的材料、绝缘层的强度、同心度等。选用生产条件和工艺较好的品牌厂家，其产品质量相对有保障。使用前再次检查、测试绝缘电阻，若发现进水或受潮的应进行处理。

4.2 电缆敷设的质量控制

保护电缆的物理特性是施工质量的控制目标。敷设过程中要采取措施保护电缆外皮不受损伤，弯曲半径不得超过允许值，避开支架棱角或尖刺，电缆转弯要有滑车过渡，进出保护管要有光滑的喇叭口，保护管内壁必须光滑，拖动要缓慢且平稳。否则，强行拖放电缆将会损伤外皮甚至主绝缘，妥善采取保护措施完全可以避免。 4.3电缆通道的选择

电缆的周围环境不良，附近土壤中含有酸、碱溶液，氯化物等化学物质，会使电缆受到腐蚀，邻近化工厂地区因地下水的污染，

也会使电缆产生化学腐蚀，所以在选择电缆通道时，应详细调查或询问有关的地质污染情况，特别在化工区，电缆通道选择应慎重并采取有效的防污染措施。 4.4电压及负荷检测

为防止绝缘老，线路电压一般不应比电缆额定电压高出15%。经常测量和监视电缆的负荷情况，保持电缆线路在规定的允许持续载流量下运行，一旦发生电缆线路过负荷的现象，应立即与相关部门协调制定有效方案。 5 结语

电力电缆故障在实际生活中是比较常见的，电缆的故障类型和故障原因也是多种多样，因此要采取必要的措施进行预防，一旦出现故障，首先要对其故障的类型及故障的原因进行分析，然后根据故障状态确定故障的位置，最后对故障进行处理，保证供电系统的正常运行。参考文献[1]张高青，杨继周，刘建国，董安华.高压电力电缆故障分析及探测技术应用[j].中州煤炭，2008（2）.[2]陈鹏飞，刘士栋，徐清波，王太续.高压电力电缆故障分析及探测技术[j].工矿自动化，2003（3）.[3]杨孝志，陆巍，吴少雷，俞飞.电力电缆故障定位技术与方法[j].电力设备，2007（11）.