电力电缆的故障检测技术分析

电力电缆的故障检测技术分析

摘要：作为电能传输的核心载体，电力电缆的稳定运行对电力系统的影响特别大，为了保证电力系统运行更加稳定，采用科学的诊断检测技术特别重要，诊断

检测技术不仅能够对已经出现运行故障进行诊断与定位，而且能够更好的监测电

力电缆运行状态，准确找到电力老化与故障隐患位置，对提升电力电缆运行的安

全性有重要价值，鉴于此，本文深入研究电力电缆诊断检测技术的具体应用。

关键词：电力电缆；故障；检测技术

引言

电力电缆是对电能进行分配与传输的重要载体，相较于传统的架空线路而言，电力电缆具有人力资源投入少、节省空间占用、安全系数更高等优点，因而颇受

业界青睐。进入21世纪后，经济建设的持续稳定发展使城市规模不断扩大，城

市边界不断外延，城乡一体化进程不断加快，电力线路建设中，电缆所占比重也

在不断增加，尤其是在城市中心区域和工矿企业内部供电以及过江海水下电能传

输等方面，电力电缆的优势尤为突出。但是，电力电缆在广泛应用过程中，也经

常会有各种故障发生，因此，探讨电力电缆故障原因与检测技术的应用情况，对

于保障电力电缆工作性能的稳定是十分必要的。

1研究电力电缆诊断检测技术应用的现实意义

为了保证电力电缆的可靠、安全运行，时刻掌握电力电缆运行状态至关重要，结合电缆的运行特点，妥善控制器运行温度，保证电力电缆的运行效率得到更好

提高。通过妥善运用电力电缆诊断检测技术，能够帮助检测人员更好的了解电力

线路绝缘状态的运行情况，针对电力电缆线路运行过程之中容易出现故障的部位，进行准确定位，保证电力电缆线路运行中出现的故障问题得到更好处理。

与常规的架空线输电方式不同，电力电缆输电主要应用在不宜或者不能够使

用架空线的场所，如城市中心供电与跨海岸输电等等。由于城市化发展水平的日

益提高，电力电缆输电蓬勃发展，现已成为电力网络传输电能的主要形式。在直

流电输电领域之中，电力电缆输电优势更为显著。通过研究电力电缆诊断检测技

术的应用要点，能够保证电力电缆运行更为可靠，不断降低电力电缆出现运行故

障的概率。

2常见电力电缆故障原因以及特征

2.1机械损伤

（1）在一些市政工程、交通运输工程建设过程中，由于没有全面了解地下电力电缆铺设情况而导致电力电缆误伤。（2）电力电缆在施工作业过程中如果机

械牵引力过大会导致电力电缆出现拉伤现象，而过度的弯曲也会导致电力电缆损

坏绝缘层和屏蔽层。在电力电缆施工过程中如果存在野蛮施工现象，同样会损伤

电缆绝缘层和保护层。（3）电力电缆中间或者端头位置如果出现绝缘胶膨胀，

会导致电缆外壳或者周边电缆保护套出现胀裂现象；电力电缆的管口以及支架的

位置电缆外皮也经常会因为自由行程而导致擦伤；如果电力电缆在运行过程中出

现了土体沉降或者滑坡等现象，会导致电力电缆在拉力作用下出现断裂。

2.2绝缘损坏

绝缘损坏主要指电力电缆中间以及端头位置密封工艺不合理或者电力电缆出

现密封失效。电力电缆制造过程不符合相关标准规定要求，会导致电缆外部的保

护层出现裂纹；如果电力电缆实际选型不合理，会导致电缆长期处于高负荷运行

状态，从而导致其提前老化；如果电缆在运行过程中周边环境存在能够与电缆绝

缘层发生化学反应的物质，也会导致电缆提前老化。

3电力电缆故障检测技术分析

3.1电桥检测法

电桥检测法也被称之为“经典电桥法”，是各种电力电缆故障检测技术当中运

用最为广泛、同时也是运用历史最为悠久的一种方法，即使是在新兴检测技术已

经在电力电缆故障检测中大面积应用的今天，电桥检测法仍然在一定范围内保有

其应用价值和应用市场。电桥检测法是将故障导体与非故障导体连接成一个小桥，先通过调节电阻让小桥处于平衡状态，然后再进行测量，并通过桥臂的电阻比推

算出测量结果。一般情况下，电桥检测法多用于故障检测中单相接地的情况。

3.2低压脉冲法

低压脉冲法主要指的是通过改变电力电缆结构中发射脉冲和反脉冲的时间差，通过仪器进行记录，对相同特性的图形进行分析比较，或者针对同一根电缆正常

相所获取的特征图形进行分析比较。该方法主要对电力电缆机组故障、短路或者

断路故障等进行探测具有明显效果。通过该方法能够有效测量电缆实际长度，而

且能够明确区分出中间头和终端头。精确识别反射脉冲的具体极性后，能够最终

判断故障性质。例如，通过比较发现反射脉冲与发射脉冲实际的极性保持一致，

就可以判断电力电缆故障为断路；如果两种脉冲的极性相反，可以判断电力电缆

故障为短路。

3.3音频感应法

实际运行过程中，电力电缆经常会出现短路接地故障。而在所有的短路接地

故障中，实际故障电阻不超过10Ω低阻故障非常普遍。电力电缆实际发生故障时，如果电阻较低，故障位置就会产生非常微弱的放电声音，此时如果利用冲击放电

法进行故障位置确定相对困难，尤其是针对出现金属性连接的短路接地故障，不

能通过放电声音具体确定故障位置。这种情况下，可以充分应用音频感应法探测

故障。音频感应法在探测电力电缆两相短路接地、三相短路、三相短路并接地等

故障时，能够起到很好的效果。实际故障探测过程中，将发生故障的电力电缆短

路线芯中输入一个1kHz音频信号，能够在电缆线芯的周边环境中产生一个磁场，然后在地面利用接收线圈接收磁场信号，并将其传输到接收机中进行放大处理。

在地面接收的磁场主要有2个导体通过电流而产生，且这个磁场会随着电缆扭距

的变化而产生一定变化。因此，当地面的接收线圈在接近故障点的位置移动中，

就会发出一个规律性的声响。刚经过故障点正上方位置的时候，通常声响会明显

增大。而随着探测头继续向前移动，接收的音频信号会出现明显减弱或中断现象，从而精确判断故障点位置。

3.4电容电流检测法

当电力电缆处于工作状态时，系统中的线路和设备都会存在一定的对地电容，并在电压作用下产生电容电流，随着电力电缆敷设的不断增加和电力设备的大量

投入运转，电容电流也会越来越大。以电力电缆而言，这样就会在缆线的长度和

电容量之间发生一种关系，理论上这是一种线性关系，而电容电流检测方法所依

据的正是这一原理。在应用电容电流检测方法时，最常见的是对电缆中芯线故障

的检测。检测中首先需对电缆头部的电容电流进行测试，然后再对电缆末端的电

容电流进行测试，最后对测试结果中正常芯线和故障芯线的电流进行比对，从中

判定电力电缆故障的部位。

3.5局部放电法

在众多电力电缆诊断检测方法当中，局部放电法的应用范围最广，应用效果