? 華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)電纜故障測試儀的廠(chǎng)家，本公司生產(chǎn)的電纜故障測試儀設備在行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“電纜故障測試儀“高壓設備供應商而努力。

背景及意義

? 電力電線(xiàn)可以分為電纜線(xiàn)路和架空線(xiàn)路。一般來(lái)說(shuō)，電纜線(xiàn)路比架空線(xiàn)路成本要高。但是，電纜具有傳送同等功率損耗少、受外界環(huán)境影響小、安全可靠、占地少、優(yōu)化線(xiàn)路、改造及美化環(huán)境⑴等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛使用于城鎮市區、發(fā)電廠(chǎng)、變電站及地下、海底、隧道等復雜環(huán)境。特別在城市配電網(wǎng)中，電纜正在逐步取代架空線(xiàn)⑷，成為城市電網(wǎng)的主力軍。

? 隨著(zhù)電纜廣泛使用，面臨的電力電統故障診斷的難題也愈加嚴峻。首先，電纜主要敷設于隧道、地底甚至海底等環(huán)境，敷設的環(huán)境復雜隱蔽，導致電纜故障點(diǎn)的查找、修復較架空線(xiàn)更為困難。其次，我國首批城市電纜大致在九十年代開(kāi)始使用，逾多年，不少的電纜線(xiàn)路開(kāi)始進(jìn)入老年期。部分電纜線(xiàn)路由于投入時(shí)間較早，巳經(jīng)出現絕緣老化故障。參照故障發(fā)展的一般規律，電纜故障出現的概率應該符合洛盆曲線(xiàn)，即在整個(gè)使用壽命的初期和晚期的故障率較高，在中期的故障率較低。可以預見(jiàn)隨著(zhù)電纜使用年限的進(jìn)一步增加，我國的電纜線(xiàn)路故障會(huì )邁入頻發(fā)期。眾所周知，電纜故障造成的突發(fā)性停電事件會(huì )給用戶(hù)的生命、財產(chǎn)安全帶來(lái)嚴重的威脅，甚至會(huì )造成惡劣的社會(huì )影響。避免電纜故障帶來(lái)的損失是眾望所歸。因此，做好電力電纜故障預警及故障快速、準確定位時(shí)科技界必須擔當的職責，客觀(guān)形式給我國電力科技人員提出了更高的要求。第二屆全國電氣設備狀態(tài)盟測與故障診斷研討會(huì )指出電纜故障診斷的發(fā)展趨勢是從電纜現有的“預防性維修轉為“預知性維修”，從”到期必修’’和故障維修”轉為該修則修，即通過(guò)對電纜絕緣在線(xiàn)監控，在提前預知電纜故障隱患的前提下，實(shí)現對故障的及時(shí)、準確定位。綜上所述，研究基于電纜絕緣在線(xiàn)監控的預警方法，提前發(fā)現電纜故障隱患可以減少停電事故，降低因停電而產(chǎn)生的經(jīng)濟損失，甚至是政治影響、生命代價(jià)。

? 研究并探尋提高電纜故障定位的精度的方法有著(zhù)重要的學(xué)術(shù)意義和實(shí)際應用價(jià)值。這一難題的研究攻克在微電子技術(shù)，傳感器技術(shù)、計算機及控制技術(shù)高度發(fā)展的今天已經(jīng)有好的物質(zhì)基礎，一旦突破將有著(zhù)良好的應用前景。

電纜故障原因及類(lèi)型

? 電纜故障的原因眾多，電纜故障的形式也千差萬(wàn)別。為了方便進(jìn)行電纜故障診斷的研究，需要對電纜故障原因與類(lèi)型進(jìn)行合理的分類(lèi)。按照故障原因的分類(lèi)，可將故障分為如下幾類(lèi)如地層變動(dòng)擠壓、人為等外力因素引起的機械損傷，絕緣老化，絕緣受湖，過(guò)電壓，過(guò)熱，設計不良和產(chǎn)品質(zhì)量缺陷。其中，絕大部分故障初期并不會(huì )對電纜的供電造成嚴重影響，然而一旦故障形成，造成事故，損失就十分慘重。按照絕緣電阻大小分類(lèi)，可以將電纜故障類(lèi)型分為開(kāi)路故障、短路故障、閃絡(luò )性故障三類(lèi)。開(kāi)路故障將發(fā)生時(shí)電纜各相絕緣良好，但電纜線(xiàn)芯存在單相或多相斷開(kāi)。短路故障定義為電纜各相或相地間的絕緣電阻遠低于正常值。按照絕緣電阻的大小，短路故障可以分為低阻故障和高阻故障。電纜閃絡(luò )性故障大多是出現在電纜中間接頭和終端接頭內。但在小于閃絡(luò )擊穿電壓下，電纜會(huì )表現出較好的電氣性能。

電力電纜絕緣監測技術(shù)及其發(fā)展

? 統計及試驗表明，大多數重大電纜故障的形成，都是一個(gè)時(shí)間積累和發(fā)展的過(guò)程，電纜電氣、化學(xué)、物理等特性會(huì )發(fā)生少量漸進(jìn)性的變化。因此，應用工程中電纜絕緣做定期檢查，以期及早發(fā)現運行中電纜的故障，這也成了保障電纜安全運行的重要手段。

? 然而這種定期檢查的方法存在一定的弊端，我國目前最主要的定期檢查方法就是預防性實(shí)驗。預防性實(shí)驗存在以下缺陷：第一，預防性實(shí)驗需要停電進(jìn)行，而一些重要電力設備一般不允許停電；第二，隨著(zhù)電纜使用量的增加，對電纜進(jìn)行預防性實(shí)驗將耗費大量的人力物力；第三，預防性實(shí)驗存在漏檢、誤檢率，部

? 分電纜在預防性實(shí)驗中表現良好，然而在后續使用中卻出現了故障；第四，預防性實(shí)驗過(guò)于頻繁，將導致電纜加速劣化；第五，預防性實(shí)驗是周期性的檢查，它并不能排除檢查周期之內發(fā)生故障的可能，也即這種非實(shí)時(shí)的預警方法存在的弊端是明顯的。

? 電纜絕緣在線(xiàn)監測方法是近年來(lái)快速發(fā)展起來(lái)的電纜故障預警手段。電纜絕緣在線(xiàn)監測方法可以歸納為直流分量法、直流疊加法、在線(xiàn)法、交流疊加法、局部放電法等。直流分量法通過(guò)檢驗流過(guò)電纜絕緣的直流漏電流的大小來(lái)判斷電纜絕緣優(yōu)劣狀態(tài)，從而迗到預先警示故障的目的。以市場(chǎng)上常用的電力電纜為交聯(lián)聚乙稀電纜為例作說(shuō)明。電纜具有良好的電氣、耐壓、耐熱、化學(xué)性能，并且加工工藝簡(jiǎn)單、安裝敷設方便、易于彎曲口。經(jīng)統計分析表明運行十五年以上的電纜的絕緣擊穿事故呈非線(xiàn)性上升趨勢，其主要原因是電纜絕緣層的樹(shù)枝狀劣化樹(shù)枝狀劣化是電纜在運行中，絕緣層在電場(chǎng)、水分、溫度作用下產(chǎn)生的樹(shù)技狀裂紋包括電樹(shù)枝老化和水樹(shù)枝老化。當電纜絕緣層內出現樹(shù)枝狀劣化，會(huì )導致絕緣層場(chǎng)強不均勻，造成部分區域場(chǎng)強集中，從而發(fā)生樹(shù)枝狀放電現象，這一現象的出現就是電力電纜發(fā)生故障的先兆。實(shí)踐分析表明，水樹(shù)枝和銅屏蔽層之間有類(lèi)似尖板電極的整流作用，電纜線(xiàn)芯、水樹(shù)枝、金屬屏蔽層、電源之間構成的回路中，會(huì )有徵弱的直流電流通過(guò)。直流成分的大小與水樹(shù)枝成正相關(guān)，與絕緣層的耐壓能力呈逆向相關(guān)。即檢測到的直流成分越大，電纜絕緣層中的水樹(shù)枝越長(cháng)，絕緣層耐壓能力越小，發(fā)生故障的概率越高，這也成了預測預警電纜的方法。

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