隨著(zhù)社會(huì )的不斷發(fā)展和進(jìn)步，電力幾乎滲透到了社會(huì )生活的各個(gè)方面，電力輸送也成為關(guān)鍵性的問(wèn)題。目前，按照電網(wǎng)的結構來(lái)分，電網(wǎng)可分為架空電網(wǎng)和電纜電網(wǎng)。雖然架空電網(wǎng)比較經(jīng)濟，而且容易發(fā)現故障便于維修，但它要占用較大的空間，又因其運行情況受自然條件的影響較為明顯，安全性也受到一定的限制。從設計和運行的角度綜合考慮，電力的輸送絕大部分都采用電纜電網(wǎng)的直埋式輸送方式。采用電力電纜直埋式輸送有許多優(yōu)點(diǎn)，諸如占用空間小，受自然條件的影響小，相對來(lái)講比較安全等。但是，這樣一來(lái)電力電纜故障的測試與處理就成了我們急需解決的問(wèn)題。

　　電力電纜故障的測試技術(shù)已經(jīng)歷了一個(gè)很長(cháng)的時(shí)期。對于測試電力電纜的接地故障及斷路故障，可以有許多方法，如電阻電橋法、電容電橋法、燒穿法、高壓電橋法以及駐波法等。但是這些方法使用起來(lái)往往需要較長(cháng)的時(shí)間和更多的設備，一旦測量精確度不高，誤差就會(huì )較大。如果采用低壓脈沖法或高壓直流閃絡(luò )法，基本上就可以解決電力電纜的容易發(fā)生的常見(jiàn)故障，這兩種方法的共同特點(diǎn)都是大大縮短了電力電纜故障測試時(shí)間，并且測量精確度高。如果選用液晶數字顯示裝置，會(huì )使得測試操作更為簡(jiǎn)便準確，能取得較好的經(jīng)濟效益。

　　１ 電力電纜故障性質(zhì)的分析

　　電力電纜發(fā)生故障是由于故障點(diǎn)的絕緣損壞而引起的。一般故障的類(lèi)型大體上可分為低阻（短路）故障和斷路故障，高阻泄漏故障和閃絡(luò )性故障兩大類(lèi)。

　　１．１ 低阻故障和開(kāi)路故障

　　（１）凡是電力電纜故障點(diǎn)的絕緣電阻下降到該電力電纜的特性阻抗值，甚至直流電阻為零時(shí)的故障均稱(chēng)為低阻故障或短路故障（注：這個(gè)定義是從采用脈沖反射法的角度，考慮到波阻抗不同對反射脈沖的極性變化的影響規定的，對于電橋法則不用此定義。這里給出了一個(gè)電力電纜特性阻抗的參考值：鋁芯２４０ｍｍ２截面積的電力電纜特性阻抗為１０Ω）；

　　（２）凡是電力電纜的絕緣電阻為無(wú)窮大或絕緣電阻值雖與正常電力電纜的絕緣電阻值相同，但電壓卻不能饋至電力用戶(hù)端的故障均稱(chēng)為開(kāi)路（斷路）故障。

　　１．２ 高阻故障

　　電力電纜故障點(diǎn)的直流電阻大于該電力電纜的特性阻抗的故障均稱(chēng)為高阻故障。

　　１．２．１ 高阻泄漏故障

　　在做電力電纜高壓絕緣試驗時(shí)，泄漏電流隨著(zhù)試驗電壓的升高而增大，在試驗電壓升高到額定電壓時(shí)（有時(shí)還升不到額定電壓值），泄漏電流就超過(guò)了允許值，就會(huì )發(fā)生故障。這種故障稱(chēng)為高阻泄漏故障。

　　１．２．２ 閃絡(luò )性故障

　　試驗電壓升高到某個(gè)數值時(shí)，監視泄漏電流的電流表的指示值突然升高，且表針呈閃絡(luò )性擺動(dòng)。當試驗電壓稍有下降時(shí)，此現象就消失，但電力電纜仍然有極高的絕緣電阻值。這表明電力電纜存在有故障，而這種電力電纜的故障點(diǎn)沒(méi)有形成電阻通路，只有放電間隙或閃絡(luò )表面的故障，便稱(chēng)這種故障為閃絡(luò )性故障。

　　２ 電力電纜故障發(fā)生的原因

　　電力電纜故障發(fā)生的原因是多方面的，常見(jiàn)的電力電纜故障發(fā)生的原因主要有以下幾種：

　　（１）機械損傷；

　　（２）電力電纜外皮的電腐蝕；

　　（３）化學(xué)腐蝕；

　　（４）地面下沉；

　　（５）電力電纜絕緣物的流失；

　　（６）長(cháng)期的過(guò)負荷運行；

　　（７）震動(dòng)破壞；

　　（８）拙劣的技工工藝；

　　（９）在潮濕的氣候條件下做電纜接頭。

　　３ 電力電纜故障測試的方法

　　３．１ 電力電纜故障測試方法的選擇

　　電力電纜故障測試方法的選擇，可以根據故障電力電纜的絕緣電阻值及通過(guò)儀表測得的導體電阻值來(lái)決定。對于低阻故障、接地故障以及斷路故障，可以采用電阻電橋法、電容電橋法、脈沖測量法、駐波法等找出故障點(diǎn)；對于高阻故障較為實(shí)用而簡(jiǎn)便的是采用高壓直流閃絡(luò )法。

　　３．２ 低壓脈沖法

　　３．２．１ 低壓脈沖法的工作原理

　　測試時(shí)，在電力電纜故障項上注入低壓發(fā)送脈沖，該脈沖沿著(zhù)電力電纜傳播，直到阻抗失配的地方（如中間接頭、Ｔ型接頭、短路點(diǎn)、斷路點(diǎn)和終端頭等），在這些點(diǎn)上都會(huì )引起波的反射。反射脈沖回到電力電纜的測試端時(shí)，被電力電纜故障測試儀所接收，從光屏上讀取時(shí)間數值（Ｔ），或移動(dòng)光標至所發(fā)生波的反射處，并根據事先測取的低壓脈沖波在該類(lèi)電力電纜中的傳播速度（Ｖ），就可求得電力電纜故障點(diǎn)的距離（Ｌ），從而確定電力電纜故障點(diǎn)的具體位置。其計算公式為：Ｌ＝１／２×Ｖ×Ｔ。對于油浸紙絕緣電力電纜，低壓脈沖波的傳播速度為Ｖ＝１６０ｍ／ｓ，對于其他種類(lèi)的電力電纜，低壓脈沖波的傳播速度可以現場(chǎng)測取，在此就不再贅述。

　　３．２．２ 低壓脈沖法測試原理接線(xiàn)圖

　　采用低壓脈沖法進(jìn)行電力電纜故障測試的接線(xiàn)原理見(jiàn)圖１所示。

　　３．２．３ 電力電纜的故障類(lèi)測試

　　電力電纜的故障類(lèi)型，可由電力電纜閃絡(luò )儀的掃描基線(xiàn)上的反射脈沖極性來(lái)決定。假設我們發(fā)送的低壓測量脈沖波是負極性的，如果反射波也是負極性的，則表明電力電纜的故障為斷路故障或終端頭開(kāi)路；如果反射波是正極性的，則表明電力電纜的故障為短路故障。其實(shí)際測得的故障波形見(jiàn)圖２所示。

　　３．３ 高壓直流閃絡(luò )法

　　電力電纜的高阻故障，幾乎占全部電力電纜故障的９０％以上。在未經(jīng)燒穿處理之前，絕大部分電力電纜故障都不適宜直接采用低壓脈沖法進(jìn)行測試。雖然有一部分電力電纜的高阻故障，可以利用交直流燒穿設備處理，使故障點(diǎn)在電流通過(guò)時(shí)發(fā)熱而使其碳化和電阻值降低，以適用于采用低壓脈沖法。然而，在實(shí)際的測試過(guò)程當中，這種方法往往需要更多的設備，需要更長(cháng)的時(shí)間，而且并不是所有的高阻故障都可以用燒穿法將高阻故障燒成低阻故障，有的電力電纜故障點(diǎn)長(cháng)期燒而不穿，有的故障點(diǎn)的電阻值甚至越燒越高。這樣一來(lái)，給電力電纜的故障處理帶來(lái)了更大的困難。對于此類(lèi)電力電纜的故障的排除，較為實(shí)用而簡(jiǎn)便的方法就是高壓直流閃絡(luò )法。

　　３．３．１ 高壓直流閃絡(luò )法的工作原理

　　測試線(xiàn)路接好以后，調節調壓器，逐步升高試驗電壓，此時(shí)電力電纜故障閃絡(luò )儀處于待測狀態(tài)。當試驗電壓升高到一定值時(shí)，電力電纜的故障點(diǎn)產(chǎn)生閃絡(luò )，電力電纜故障閃絡(luò )儀立即就顯示出故障電力電纜的故障波形。通過(guò)上述方法，就可以求得故障點(diǎn)的距離，最后就可以確定電力電纜故障點(diǎn)的具體位置。

　　３．３．２ 高壓直流閃絡(luò )法測試原理接線(xiàn)圖

　　采用高壓直流閃絡(luò )法進(jìn)行電力電纜故障測試的接線(xiàn)原理見(jiàn)圖３所示。

　　３．４ 電力電纜故障波形的分析

　　通過(guò)用電力電纜故障閃絡(luò )儀對各種故障電力電纜的實(shí)際測試，得到以下幾種常見(jiàn)的電力電纜故障的實(shí)際波形。它可以為我們在以后的工作中進(jìn)一步提高電力電纜故障測試的效率，提供更為有參考價(jià)值的資料。

文章標簽：電力電纜