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电力电缆故障检测的方法与分析郑晓春

发表时间：2020/11/4 来源：《基层建设》2020年第21期作者：郑晓春

[导读] 摘要：近些年来，随着我国社会经济的快速发展，电力已经成为了人们生活中必不可少的部分，而电力电缆是电网运行中最为重要的部分，对电网的正常运行有着极大的作用。

        国网山西省电力公司大同供电公司山西大同 037038
        摘要：近些年来，随着我国社会经济的快速发展，电力已经成为了人们生活中必不可少的部分，而电力电缆是电网运行中最为重要的部分，对电网的正常运行有着极大的作用。所以，在电网运行过程中，必须要加强对电力电缆的重视，加强对电缆故障检查，保证电力电缆的正常应用。本文就对电力电缆故障检测方法与分析措施进行深入探讨。
        关键词：电力电缆；故障；检测；分析
        随着我国社会经济发展进步，电力行业迅猛发展，人们在用电方面的需求不断增大，对于电力系统的要求也越来越高。当前电力已经逐渐发展成为人们生活、生产过程中一项主要动力来源，电力电缆属于电力传输的主要介质。很多企业在电力电缆敷设方面以埋地电缆方式为主，这种电力输送方式能够将电缆与外界环境有效隔绝，避免电缆与环境之间相互作用，使电缆的运行和维护得到简化，供电安全性和可靠性有显著提高。但是在实际应用中，电力电缆一旦有故障情况出现，将会产生非常大影响和损失，必须要做好电力电缆故障检测，采取先进的检测技术和方法，及时发现故障并处理，最大限度减少电力电缆故障的影响和损失，本文就此展开了研究分析。
        1、电力电缆故障分析
        1.1绝缘故障
        电缆及附件绝缘性能受诸多因素影响，具体而言，主要包括局部放电、电树的老化、水树老化以及热老化等。受环境因素比如阳光、水的长期氧化，会使得绝缘材料发生不可逆的化学退化，导致绝缘层材料的弹性降低。电缆外绝缘体是高分子聚合物材料组成，这种材料在制作、仓储以及安装过程中，由于多种因素的影响，会造成一系列的损坏，导致电缆性能改变，当这种变化达到一定程度时就出现了电缆老化的现象。由于电缆在输电的过程中必然会产生一定的热量，电缆外部绝缘层在电和热的作用下长时间运行容易发生老化，从而导致其绝缘强度明显降低。另外因为部分电缆电线在运行的过程中负荷过大，对线路的维护不及时，也导致在使用时间很短的情况下也出现绝缘层老化现象。造成绝缘过早老化的因素比较多，如最初电缆的选择，使用的电缆质量。此外，由于电缆线路的周围环境，比如有明显的热源、化学腐蚀等，都会使得电缆线路长期受热、腐蚀而出现过早老化的现象。
        1.2过电压
        过电压通常是指大气过电压（例如雷击等）和电缆内部过电压，尤其当电缆内部存在缺陷时，当过电压发生时极易引发电缆故障。电缆的故障类型主要包括低电阻接地或短路故障、高电阻接地或短路故障、开路故障以及闪络故障。低电阻接地或短路故障是指电缆相互之间或者电缆相对于地之间的绝缘介质，绝缘电阻较低；高电阻接地或短路故障则与低电阻相反，绝缘电阻较高；开路故障中，电缆相互之间或者电缆相对于地之间的绝缘电阻在规定范围之内，但工作电压无法传输到工作终端，或者工作终端有电压传输但负载无法正常运转；闪络故障是由于绝缘电阻较大而导致在电压升高过程中泄露电流瞬间增大，发生瞬时击穿现象。
        2、电力电缆故障检测的方法
        2.1脉冲电流法
        在当前电力系统运行的过程中，对于电力电缆的一个主要的检测方法就是脉冲电流法。对于脉冲电流法而言，其工作的主要原理就是将电力电缆发生故障的位置进行击穿，在击穿的过程中会产生一定的电流信号，通过对于该故障点电流的行波的测试以及击穿过程中的往返时间来对故障点的位置进行确定。当然，脉冲电流法在使用的过程中存在一定的局限性，其中一个主要的故障就是其脉冲电流的波形产生是用互感器进行的，这就导致电流波形复杂，从而使得故障点位置的确定复杂度上升。因此，在对电力电缆进行故障点位置确定的过程中，要根据电力电缆的实际情况来确定是否采用脉冲电流法。
        2.2低压脉冲检测法
        低压脉冲检测法也是电力系统中电力电缆系统故障检测的一个重要方法。低压脉冲检测法的主要工作原理是将低压脉冲注入到电缆的故障中。对于电力电缆来说，其发生故障的位置是阻抗不匹配的位置，所以说，当将低压脉冲注入到电缆时，在故障点会产生相应的反射脉冲，因此，通过对反射脉冲和发射脉冲之间的时间差进行测量，加上以脉冲的传播速度为先验条件，能够较精确的计算出故障点的位置。因此，低压脉冲检测法也是一种重要的电力系统中电力电缆系统故障检测的方法。

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        2.3冲击高压闪络检测方式
        此种检测方式又被称为“冲闪法”。能够在大多数的闪络故障、断路以及低阻等故障中使用。电力电缆在运行的过程中有70%以上的故障是高阻故障，在击穿故障中有90%以上是高阻故障。冲击高压闪络检测方式能够在各种类型的高阻故障的检测中使用，并且具有简便、精确和便捷的优势。在实际应用的过程中，主要有电感冲闪和电阻冲闪两种类型的检测方式。两种方式之间最大的差异就是球形间隙串联的电感圈能换成电阻。两者之间在使用的过程中，其原理具有相似处，并且前者在使用的过程中，更加的光杆，高阻电力电缆故障常常采取此种方式。这里对电感冲闪方式进行相应的介绍。系统在连接电源之后，电流流经至调压器和变压器中的整流器中，并且对电容器进行充电。电压在达到一定的数值之后，球间的间隙波击穿，电力电缆的测量段能够贵球间隙的短路电弧等进行检测。在冲击高压闪络检测方式应用的过程中，判断故障的主要方式是判断击穿放点。第一，故障点在击穿的过程中，球形间隙放电的声音比较清脆，并且伴有较大的火花。第二，故障点在击穿的过程中，电流表的指针大范围的摆动。
        3、电力电缆故障的防范对策
        3.1实时监测电缆的温度，防止电缆过热
        为了保证电力电缆的正常工作，从而促进电力系统的稳定运行，需要采取一定的策略，其中一个主要的策略就是要实时监测电缆的温度，防止电缆过热。对于电力系统来说，其运行过程中会由于存在大功率设备的运转，因而对应的电缆温度提升是一个非常常见的情况。对此需要根据实际情况，做好温度的实时监测由此提升整体运行性能，为电缆的高质量稳定运行提供坚实的基础技术保障。当前于这一方面，除了做好监控外，还需要对容易出现问题的区域进行定期巡检工作，由此实现可靠的电缆温度的控制，确保电缆出现该问题的概率显著降低。
        3.2在线监测电缆的负荷电流，防止过负荷运行
        对于电力电缆的运行和使用来说，还有一个非常重要的防范措施就是要在线监测电缆的负荷电流，防止过负荷运行。对于电力电缆来说，如果电缆长期处于超负荷运行的状态，会使得电力电缆的工作压力较大，从而使得电缆的寿命受到很大程度的影响。因此，在电网系统运行的过程中，要对电网的电力载荷进行合理的分配，保证每一部分的电缆所承载的载荷能够在合理的范围之内，这样才能够保证电力电缆的正常工作。除此之外，要对电力电缆的载荷情况进行实时的在线监测，这样才能够有助于对于出现问题的电缆进行及时的检修。
        3.3防止电缆电解腐蚀
        在电网系统工作的过程中，防止电缆电解腐蚀也是电力电缆故障的一个重要的防范对策。对于电网的电缆来说，其发生电解腐蚀的现象主要是由于电力电缆表面的绝缘层与其他相邻近的金属部件之间发生了反应所造成的，因此对于电力电缆部件来说，需要将电缆表面的绝缘层进行合理的处理，加强电缆包皮，这样才能够有效的防止电缆与周围金属之间发生电解腐蚀的现象，有效的保证电力电缆在使用过程中的安全性，并且也有利于保证电力电缆的使用寿命。因此，防止电缆电解腐蚀也是电力电缆使用中的一个有效的防范对策。
        4、结语
        随着电力行业的发展，电力电缆故障检测的技术也在不断发展，并且取得一定的成就，针对不同的故障采取相应的检测方式。在故障检测的过程中，需要对先进的技术和设备进行利用，能够对故障点进行准确的定位，保证检测的及时性和精确性，保证电力电缆运行的稳定性和安全性，促进我国电力行业的发展。
        参考文献
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