电力电缆故障分析的原因总结

近年来，我国电网建设持续快速发展，地下电力电缆输配电线路逐渐取代架空线路，为打造干净、活泼的城市面貌提供了先决条件。城市电网电缆化程度将是衡量城市电网技术经济水平的重要指标。但是，在电力电缆制造、安装、运行和维护过程中，产品质量、超载运行、外力损坏等难免出现问题，是造成电缆线路中电缆本体运行故障的直接原因。文章结合实际情况，分析了电力电缆故障的原因，提出了缩短电力电缆故障修复时间、提高供电可靠性、减少停电损失的措施，取得了较好的效果。实际应用。

高州市农村乡镇面积约3200平方公里，用电用户130万户。目前，高州市区电网已基本通电。由于城市建设的加速，电力电缆被外力损坏的几率大大增加。电力电缆损坏不仅会给供电企业带来更大的经济损失，而且会严重影响供电的可靠性，给广大人民群众的生活和生产带来极大的不便。因此，为了在电力电缆发生故障时尽可能缩短电力电缆故障修复时间，提高供电可靠性，减少停电损失，有必要对电力电缆进行故障检测和分析。 .

一、电缆故障原因

(1) 失败的主要原因

1.机械损坏（外力损坏）：58%!，(MISSING)不一定当时损坏。

2、配件制造质量原因：27%!，(MISSING)接头的生产。

3、铺设设施质量原因：12%!。(MISSING)

4、电缆本体原因：3%!，(MISSING)电缆的制造工艺和绝缘老化。

(2) 故障分类

1、按故障电阻和芯线情况分为开路故障、短路（低阻）故障、高阻（漏电）故障、（高阻）闪络故障。

2、按表面现象分为开放断层和闭合断层。

3、按接地现象分为单相接地故障、相间故障和多相接地混合故障。

4、按故障部位分为连接器故障和电缆本体故障。



二、故障检测的基本步骤

一、故障性质诊断，即了解故障性质、故障原因、安装环境、运行条件等，选择合适的故障检测方法。

二、故障定位是在电缆的一端用仪器测量故障点的距离。

第三，确定故障点，根据测距结果在一定范围内准确确定故障点的具体位置。



三、电力电缆故障定位方法

电力电缆故障定位方法分为桥式法和脉冲法。电桥法可分为传统直流电桥法、压降比较法和直流电阻法；脉冲法分为低压脉冲法、脉冲电压法、脉冲电流法。法和第二脉冲法。上述方法的适用范围如下表所示。

电力电缆故障检测中心

(1)低压脉冲法

适用范围：低阻短路故障（绝缘故障电阻小于几百欧姆的故障）、开路故障。据统计，此类故障约占电缆故障的10%!。(MISSING)低压脉冲法还可用于测量电缆的长度、电磁波在电缆中的传播速度，还可用于区分电缆的中间头、T形接头和终端头。关于波速，低压脉冲测试原理

测试公式L=Vo△t/2中的V是电磁波在电缆中传播的速度，我们简称波速。理论分析表明，波速与电缆的绝缘介质有关，与电缆芯线直径和芯线材质无关。只要电缆的绝缘介质相同，波速就相同。目前，大多数电缆为胶联聚乙烯或油浸纸电缆。他们的参考数据是：胶联聚乙烯电缆的波速为170~172m/us，油浸纸电缆的波速为160m/us。

在低压脉冲反射波形比较法中，在实际测量中，电缆结构可能比较复杂，有接头点、分支点或低阻故障点等；尤其是低阻故障点电阻较大时，反射波形较为平滑。它的大小可能不如联合反射，这使得脉冲反射波形不容易理解，波形的起点也不容易校准。在这种情况下，我们可以采用低压脉冲比较测量法进行测试。

(2)脉冲电流法

用高压击穿电缆故障点，用仪器采集记录故障点通过产生的电流行波信号，通过分析判断电流行波信号回传的时间，计算出故障距离。测量端子与故障点之间。脉冲电流法使用线性电流耦合器采集电缆中的电流行波信号。

1、脉冲电流-直流闪络测试法。适用于闪络型故障的测试。对故障电缆施加高压直流信号，使故障点通过，根据故障点放电脉冲在测量端与故障点之间来回所需的时间计算故障距离.

2、脉冲电流-脉冲闪络试验法。如果用直闪法检测高阻故障，大量电压会泄漏到发电机内阻，容易损坏高压发电机；同时，加在电缆上的电压很小，不利于故障点的击穿。对于高阻故障，需要采用闪-闪法，脉冲电容充电后再加入故障。高脉冲电压导致故障通过并放电。 “脉冲电流闪络法”的测量原理是由“高压脉冲发生器”产生高压脉冲，施加于被测电缆故障相。故障点在高压作用下发生瞬间闪络放电，电火花使故障点成为短路故障，并保持几us-几百ms的时间，并自动产生两路之间的来回反射波形。故障点和测量端同时进行。通过测量相邻两个来回反射波形的时间T，通过公式S=VT/2计算故障点到测量端的距离。

(3)第二脉冲法

二次脉冲测距法与高压信号发生器和二次脉冲信号耦合器配合，可用于测量电力电缆高阻、闪络故障的距离。波形更简单，易于识别。二次脉冲测距法结合了低电压脉冲法和脉冲电流法的简单波形来测量高阻故障的优点。高压脉冲用于击穿故障，电弧稳定器用于延长故障电弧。在某一点发射低压脉冲，得到脉冲反射波形，称为电弧脉冲反射波形。将电弧脉冲反射波形与不带电的电缆进行比较（比较没有击穿的故障点的波形），波形有显着差异的点就是故障点。

二次脉冲测距法二次脉冲反射波形简单易识别故障点。但设备接线复杂，体积大，与脉冲电流法相比，减少了故障击穿的机会。



四、电缆故障定位方法

(1) 音频信号感应方法

应用寻路的“音频电流感应法”，准确定位不能产生放电声的金属短路故障。精度低，易受干扰。

(2) 声学测量方法

通过测量故障点的放电声音，可以准确定位能发出放电的故障。精度低，易受干扰。

(3)声磁同步接收法

通过测量故障点放电产生的声音信号与传给传感器的脉冲磁场信号之间的时间差，可以准确定位能够发出放电的故障。精度高，不易受干扰。

(4)阶跃电压法

应用“电位差原理”准确定位直埋电缆的开放性故障和特高压电缆护套的故障。

五、高压电缆主要绝缘失效的特点及试验方法的选择

(1)高压电缆的基本情况及主要绝缘故障的特点

1 这里的高压电缆是指6kV及以上的电缆，主要有6kV、10kV、35kV、66kV、110kV、220kV、500kV等等级。一般有三芯封装型和单芯分封装型两种形式。其中，单芯电缆分为金属护套和无金属护套两种。

类型。 66kV及以上单芯电缆一般有金属护套，6kV、10kV、35kV单芯电缆一般没有金属护套，6kV三芯交钥匙电缆一般没有金属护套。

2 高压电缆绝缘层较厚，产生的主要绝缘故障90%!以(MISSING)上为高阻故障或闪络故障。其中，运行中出现的故障一般为开路高阻故障，试验中出现的部分故障为闭合闪络故障。

3 高压电缆的敷设技术要求比较高，特别是无护套的单芯电缆，一般要求通过PVC管敷设。虽然大多数高压电缆都有金属护套，但没有要求通过PVC管敷设金属护套。高压电缆不像低压电缆那样容易受到外力损坏，但外力损坏引起的故障是所有高压电缆的故障之一。比例还是很大的。

4 无论电缆的高压等级如何，在发生主绝缘故障后，30kV高压信号发生器一般都可以使故障通过。对于不能击穿的闪络故障，多试验几次即可击穿。

(2) 试验方法选择

1 故障定位。由于高压电缆的主要绝缘故障一般为高阻和闪络故障，故故障定位一般选择脉冲电流法或二次脉冲法。

对于没有金属护套的单芯电缆，如果电缆的外皮损坏，大面积的水分进入电缆，电缆的铜屏蔽层会随着时间的推移氧化生锈。当使用高压信号发生器向此类故障电缆施加脉冲电压时，可能会在铜板的压接部分发生火花放电。放电产生的脉冲信号和实际故障点放电产生的脉冲信号会导致放电信号叠加。波形变得复杂，无法识别和分析。对于这种电缆故障测试，脉冲电流法和二次脉冲法不再适用，需要用电桥法进行测距。

2 故障定点。由于高压电缆的主要绝缘故障一般为高阻和闪络故障，当对电缆施加高压脉冲使故障点放电时，故障点处一般会产生放电声。因此，声磁同步法最适用于故障定点。

对于通过管道敷设的电缆，由于放电声音被密封在管道中，因此放电产生的声音信号在地面上可能无法接收到。这时必须采用其他可行的方法来寻找故障点。

对于在故障点穿过铁管的电缆，由于脉冲磁场信号被铁管屏蔽，无法用声磁同步法固定；由于单芯电缆的芯线与金属护套同轴，单芯电缆闭合。大小基本相同，方向相反，产生的磁场相互抵消，地面无法接收。脉冲磁场信号不能用于通过声磁同步来确定点。这时可以选择声学法或其他可行的方法。


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