電力電纜故障分析

上海滬怡是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)電纜故障測試儀的廠家，本公司生產(chǎn)的電纜故障測試儀在行業(yè)內(nèi)都*，以打造“電纜故障測試儀“高壓設(shè)備供應(yīng)商而努力。

1.引言

  由于現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市也逐漸增多，電力電纜的應(yīng)用范圍就變得越來越廣。電力電纜是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，所以電力電纜的穩(wěn)定運(yùn)行是與人們正常生活和工作息息相關(guān)的。一旦電力電纜發(fā)生故障，輕則會(huì)影響人們的正常的工作生活，重則會(huì)引起火災(zāi)，威脅人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。所以，及時(shí)對(duì)電力電纜的故障進(jìn)行處理是非常有必要的。電力電纜一般被鋪設(shè)到地下或者其他隱蔽地方， 因此如何能夠準(zhǔn)確查找到電力電纜故障點(diǎn)是一個(gè)重要課題。

2.電力電纜故障常見的原因

2.1 絕緣受潮

  電力電纜在絕緣受潮的情況下非常容易造成故障。而且造成電纜受潮的主要原因有：電纜制造十分粗糙，金屬的保護(hù)套有裂縫或者有小孔的存在； 金屬的外保護(hù)套被外物弄破或者是受到了腐蝕而穿孔。

2.2 機(jī)械損傷

  煤礦井下的電纜故障的主要原因就是機(jī)械損傷。有些機(jī)械損傷表面看起來比較輕微，而且在剛剛受到損傷的時(shí)候，并不會(huì)造成故障，但是這種情況不會(huì)一直維持下去的，隨著時(shí)間的累積，電力電纜就可能會(huì)由于損傷的加重而造成故障。而且很多方面都能夠造成電力電纜的機(jī)械損傷，比如：電力電纜直接受到外力壓砸而被損傷， 能夠使電力電纜受到壓砸的電氣設(shè)備有礦車和煤矸石等。自然現(xiàn)象能夠造成電力電纜的損傷，因?yàn)闊崦浝淇s，當(dāng)電纜溫度升高時(shí)，電纜的內(nèi)絕緣膠就會(huì)發(fā)生膨脹，從而電纜的外套就會(huì)被脹破，還有就是電纜在移動(dòng)時(shí)受到較大的摩擦力和拉力， 就會(huì)使導(dǎo)體和中間接頭處被拉斷。其次，還有電力電纜因?yàn)槭艿經(jīng)_擊負(fù)荷而造成損失，當(dāng)供電負(fù)荷不平衡時(shí)，非常容易發(fā)生短路和接地等故障，這些故障能夠引起沖擊性負(fù)荷，從而破壞了電力電纜的絕緣介質(zhì)。

2.3 絕緣介質(zhì)老化變質(zhì)

  長期的過熱能夠引起電力電纜的故障， 這是因?yàn)檫^熱能夠使絕緣層老化變質(zhì)， 而引起電力電纜長期過熱的一個(gè)重要原因就是電纜的負(fù)荷太高，很難承受。所以，通風(fēng)不良的地方，像是電纜密集區(qū)、電纜隧道等，還有與熱力管道挨的比較接近的電力電纜都可能會(huì)發(fā)生由于過熱造成的絕緣層的快速損壞。除此之外，過電壓也是加速電力電纜絕緣層老化的另一個(gè)重要原因，而且，過電壓有時(shí)還會(huì)擊穿電力電纜的絕緣皮，造成故障。

2.4 電纜設(shè)計(jì)和制作工藝差

  電纜的設(shè)計(jì)對(duì)其質(zhì)量有著重要影響， 復(fù)合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的電纜應(yīng)該終端接頭和中間接頭采用防水材料， 電場的分布也需要設(shè)計(jì)周密。當(dāng)設(shè)計(jì)好電纜后，電纜的制作過程也尤為重要，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)來制作，選擇適當(dāng)?shù)牟牧希瑑?yōu)化工藝過程，這樣才能制作出符合要求標(biāo)準(zhǔn)的電力電纜。

3 電力電纜故障的查找方法

  電力電纜故障的查找是由三個(gè)階段組成的，即診斷階段、測距階段和定點(diǎn)階段。由于電力電纜的故障類型不盡相同，所以，需要采用不用的方法對(duì)電力電纜進(jìn)行故障檢測。

3.1 低壓脈沖法測試

  低壓脈沖測試是應(yīng)用在有低阻故障的情況，例如：短路、開路等。低壓脈沖法的優(yōu)點(diǎn)是比較直觀，能夠明顯找到和判斷出有低阻情況的故障。低壓脈沖的測試方法是在電力電纜發(fā)生故障的相上施加低壓脈沖， 并且脈沖會(huì)沿著電纜傳播到阻抗反常的位置，電波反射被追蹤儀接收后，追蹤儀上就能夠顯示變化，我們就可以根據(jù)測試的波形來判斷故障類型。如果是短路和終端端頭的開路的話， 發(fā)射的脈沖就和反射的脈沖式一樣的，但是當(dāng)短路接地和低阻時(shí)，發(fā)射的脈沖就和反射的脈沖恰好相反。

3.2 脈沖電壓法

  脈沖電壓法是應(yīng)用在高阻和閃絡(luò)故障時(shí)的， 并且有90%以上的電力電纜故障都是高阻故障， 高阻故障發(fā)生的主要原因是絕緣層抗電的強(qiáng)度減小，而故障點(diǎn)的阻值都很高，所以此處的電流就會(huì)比較小，但是，采用靈敏的儀表是不能夠得到故障的位置。脈沖電壓法的測量原理是：使用脈沖高壓信號(hào)或者是直流信號(hào)將電力電纜故障擊穿，之后，得到放點(diǎn)脈沖從故障點(diǎn)到測量點(diǎn)的一次往返時(shí)間，從而計(jì)算得到距離。脈沖電壓法的優(yōu)點(diǎn)有利用故障擊穿時(shí)的瞬時(shí)信號(hào)就會(huì)簡化測量過程，加快測試的速度。但是，這種方法也有其缺點(diǎn)就是：安全性比較差、故障點(diǎn)的擊穿有一些難度、故障放電時(shí)的電壓波形比較難分辨。

3.3 脈沖電流法

  脈沖電流法主要的優(yōu)點(diǎn)是安全、波形較簡單并且接線簡單，所以，這種方法的使用時(shí)比較普遍的。其方法是施加高壓將電力電纜故障點(diǎn)擊穿， 再使用相應(yīng)的記錄儀采集到故障被擊穿的瞬時(shí)產(chǎn)生的行波信號(hào)，后，利用電流的行波信號(hào)在故障點(diǎn)與測量點(diǎn)往返時(shí)間計(jì)算出故障的距離。這種方法有兩種測量方式，即閃沖法和直閃法。

3.4 燒穿故障點(diǎn)法

  燒穿故障點(diǎn)法的應(yīng)用范圍比較窄，主要用于高祖故障的情況，尤其是使用油紙絕緣的電力電纜。該方法的測量方法是首先要在設(shè)備內(nèi)輸入直流負(fù)高壓，然后處理高祖故障點(diǎn)使其出現(xiàn)電弧放點(diǎn)現(xiàn)象，并且需要碳化絕緣介質(zhì)，使得原本的高阻故障能夠轉(zhuǎn)化成為低阻故障，采用低壓脈沖法來進(jìn)行測量。

3.5 電容放電擊穿法

  采用該法來查找電力電纜故障點(diǎn)的接線原理如圖1 所示。

  在圖1 虛線框內(nèi)的有控制箱、變壓器等設(shè)備， 調(diào)壓器B1能夠?qū)﹄娫措妷哼M(jìn)行調(diào)壓、調(diào)壓變壓器B2能夠進(jìn)行升壓。硅堆D 整流后就可以給電容器C 充電。當(dāng)A 點(diǎn)電位上升到充電電壓Z高值后， 就會(huì)經(jīng)過放電間隙使電纜故障點(diǎn)對(duì)地進(jìn)行放電。由于電纜故障點(diǎn)絕緣弱，經(jīng)過多次放電后，故障點(diǎn)會(huì)發(fā)出聲音或者發(fā)熱，直到*擊穿這種現(xiàn)象才會(huì)消失。這樣，就能準(zhǔn)確的查找出電力電纜的故障點(diǎn)。接線的時(shí)候電力電纜絕緣較弱的一相接E， 剩下的二相接地，只有確定接線正確之后才能對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行查找。

  綜上所述， 電力關(guān)系到了我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活的正常運(yùn)行，所以，電力系統(tǒng)的正常工作具有重要意義。但是，產(chǎn)生電力電纜故障的原因有很多， 除了有其自身的質(zhì)量影響還會(huì)受到運(yùn)行的環(huán)境和自然條件的影響。所以，對(duì)不同種類的故障進(jìn)行不同方法的查找和解決是有必要的，像是脈沖電壓法、脈沖電流法、低壓脈沖法和燒穿故障點(diǎn)法等。尤其是借助高科技的設(shè)備，就能夠保證故障點(diǎn)的查找和故障的及時(shí)排除和解決，獲得經(jīng)濟(jì)效益。為了確保電力電纜的正常運(yùn)行，還需要工作人員加強(qiáng)維護(hù)、提高技術(shù)，這樣就能使電力電纜經(jīng)濟(jì)而且安全的運(yùn)行。