高压电缆故障检测技术探析

摘要:我国是一个用电大国，电力系统也非常的发达。任何系统都会有出现故障的时候，电缆故障就是常见的电力故障的一种，如果得不到及时的检测和维修，后果将是无法估量的。电缆测距可以准确的确定电缆中的故障点，有利于工作人员快速排查障碍，最大限度减少由高压电缆故障所带来的损失。

关键词：高压电缆 故障检测 电桥法

我国正在大力进行电网改造工程，工作展开的速度十分迅速，高压电缆也受到了非常广泛的应用。同时，由于我国高压电缆的制作工艺并没有达到完美的程度，有些高压电缆在装置过程出安装质量不到位，加上过去已经建成的高压电缆的绝缘体老化，所以导致我国目前的高压电缆故障屡见不鲜，这不仅对我国电缆工作带来了很多后续修补的麻烦，也给人民的生活生产造成了重大的损失。

当高压电缆出现故障之后，工作人员应及时的进行电缆故障分析，通过参照电缆中各项指标参数，参考电缆敷设环境，本文将列举高压电缆故障产生的原因，对现有的故障点检测方法进行分析，并对高压电缆故障测距的新旧方法进行比较性的分析，为日后电缆故障检测技术的成熟提供方便。

1.高压电缆故障

其实不管是高压电缆或者是低压电缆，都会由不同的原因导致一些电缆故障，主要可以分为以下几类：

A电缆工作前：由于我国高压电缆制作工艺还不能达到完美的阶段，所以在电缆材料方面不可避免的会出现随机性的质量问题。另外在装置高压电缆的时候，由于时工作人员手工安装，也有可能会出现装置不到位，从而引起电缆在使用过程中出现故障。

B电缆工作时：众所周知，我国的高压电缆运作压力是非常大的，特别是用电高峰期时，运转负荷强度非常大。在高强度工作条件下，高压电缆很有可能出现\"过电压\"的现象，这对于高压电缆的危害性是非常大的。此外，工作人员在进行日常的电缆维护工作时，也有可能由于操作上的疏忽导致电缆出现故障，例如在日常维护时出现电缆绝缘体的流逝，保护层被腐蚀等。

C长久工作出现的疲态：任何事物经过长时间的高负荷运转，都会出现各种各样的问题，高压电缆也不会例外。主要的问题就是电缆自身出现机械性的损耗，影响过电性能，加上绝缘体时间长了会出现老化、绝缘失效等问题，高压电缆出现故障也就不足为奇了。

2.对高压电缆故障的检测

对于高压电缆故障的检测，需要有三个主要的步骤：

2.1故障性质判断

判断高压电缆故障的性质，就是判断故障是什么类型，例如电阻是高阻还是低阻;单相故障还是多项故障;电缆是接地、短路还是短线等，以便工作人员制定及时的监测方案。

2.2电缆的故障测距

简单的说就是粗测，就是在电缆的中运用相对应的专业检测仪来确定故障点的距离，缩短检测范围，快速找到故障点。这个步骤极为重要，下文将具体阐述。

2.3精确定点

经过初步的检测，可以根据电缆的实际情况来确定故障点的大致范围，在这个范围内用相对应的故障检测方法来确定准确的故障位置。

3.高压电缆的故障测距

上文也提到，高压电缆的故障测距是一个非常重要的步骤，因为它是确定电缆故障范围的关键，只有成功的完成故障测距，才能迅速的查处故障点，为之后的工作提供便利。

3.1测距方法

惠斯顿电桥法是最常用也最经典的测距方法，其中分为电容电桥法和电阻电桥法，这种测量方法的优点就是简单、快且准确。近些年，电缆检测技术也有了很大的发展，故障检测方法也在不断的推陈出新，例如故障测距的脉冲电流法和路径探测法。新的检测方法的出现都借鉴了计算机技术，使电缆故障检测进入了一个智能时代。

3.2脉冲电流法

是现今比较流行的电缆故障检测方法，对以往的理论进行改进，形成现代行波改进理论。具体方法是关联每段线路之间的波动感应作用，得出相关的方程式。国内外的也对此方法进行了大量测试，取得了很多成果，在实际应用中，也显示了它的便捷之处。电力电缆具体故障类型及对应采用的检测方法详见表1所示：

3.3电桥法

电桥法是比较经典的测距方法，步骤比较复杂，先要用双臂电桥测量出电缆芯线的电阻值，之后还需测量出电缆的实际长度，数据采集完之后再按照电缆长度与电阻之间的正比关系，才能计算出故障点。下面举例说明：

假设有一变电站某一段电缆型号为ZQ20-3×240+1×120，长200米，工作中出现了电缆故障，自动跳闸，该如何判断。

根据之前所说的原理，可以判定为断线故障，需要采用电桥法进行测距。具体操作可以先用电缆故障测试仪对首端和末端分别进行测试，然后根据下面的公式，结合电桥平衡原理，得出表2中的数据。

首端测量：

lx(顺)=2RL/(R+M) (1)

lx(逆)=2ML/(R+M) (2)

尾端测量：

lx(顺)=(M-R)/(R+M×L) (3)

lx(逆)=(R-M)/(R+M×L) (4)

根据测量的数据显示，故障点与配电屏的距离为171左右。

4.小结

随着对高压电缆的深入研究，很多新技术都投入到实际的故障检测应用中，不过始终都没有一种方法能够解决所有的故障检测问题，电桥法是经典的测试方法，虽然新技术也在成熟，但在高压电缆故障中，应用高压电桥法可以准确测算出故障点，大大减少了电缆故障检测时间，为工作人员及时维修提供了便利，也能够将电力损失减少到最小。

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