? 華意電力是一家專業研發生產電纜故障測試儀的廠家，本公司生產的電纜故障測試儀設備在行業內都廣受好評，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

? 電力電線可以分為電纜線路和架空線路。一般來說，電纜線路比架空線路成本要高。但是，電纜具有傳送同等功率損耗少、受外界環境影響小、安全可靠、占地少、優化線路、改造及美化環境⑴等優點，因此被廣泛使用于城鎮市區、發電廠、變電站及地下、海底、隧道等復雜環境。特別在城市配電網中，電纜正在逐步取代架空線⑷，成為城市電網的主力軍。

? 隨著電纜廣泛使用，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、地底甚至海底等環境，敷設的環境復雜隱蔽，導致電纜故障點的查找、修復較架空線更為困難。其次，我國首批城市電纜大致在九十年代開始使用，逾多年，不少的電纜線路開始進入老年期。部分電纜線路由于投入時間較早，巳經出現絕緣老化故障。參照故障發展的一般規律，電纜故障出現的概率應該符合洛盆曲線，即在整個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?？梢灶A見隨著電纜使用年限的進一步增加，我國的電纜線路故障會邁入頻發期。眾所周知，電纜故障造成的突發性停電事件會給用戶的生命、財產安全帶來嚴重的威脅，甚至會造成惡劣的社會影響。避免電纜故障帶來的損失是眾望所歸。因此，做好電力電纜故障預警及故障快速、準確定位時科技界必須擔當的職責，客觀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盟測與故障診斷研討會指出電纜故障診斷的發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，即通過對電纜絕緣在線監控，在提前預知電纜故障隱患的前提下，實現對故障的及時、準確定位。綜上所述，研究基于電纜絕緣在線監控的預警方法，提前發現電纜故障隱患可以減少停電事故，降低因停電而產生的經濟損失，甚至是政治影響、生命代價。

? 研究并探尋提高電纜故障定位的精度的方法有著重要的學術意義和實際應用價值。這一難題的研究攻克在微電子技術，傳感器技術、計算機及控制技術高度發展的今天已經有好的物質基礎，一旦突破將有著良好的應用前景。

電纜故障原因及類型

? 電纜故障的原因眾多，電纜故障的形式也千差萬別。為了方便進行電纜故障診斷的研究，需要對電纜故障原因與類型進行合理的分類。按照故障原因的分類，可將故障分為如下幾類如地層變動擠壓、人為等外力因素引起的機械損傷，絕緣老化，絕緣受湖，過電壓，過熱，設計不良和產品質量缺陷。其中，絕大部分故障初期并不會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，可以將電纜故障類型分為開路故障、短路故障、閃絡性故障三類。開路故障將發生時電纜各相絕緣良好，但電纜線芯存在單相或多相斷開。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。但在小于閃絡擊穿電壓下，電纜會表現出較好的電氣性能。

電力電纜絕緣監測技術及其發展

? 統計及試驗表明，大多數重大電纜故障的形成，都是一個時間積累和發展的過程，電纜電氣、化學、物理等特性會發生少量漸進性的變化。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驗。預防性實驗存在以下缺陷：第一，預防性實驗需要停電進行，而一些重要電力設備一般不允許停電；第二，隨著電纜使用量的增加，對電纜進行預防性實驗將耗費大量的人力物力；第三，預防性實驗存在漏檢、誤檢率，部

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

? 電纜絕緣在線監測方法是近年來快速發展起來的電纜故障預警手段。電纜絕緣在線監測方法可以歸納為直流分量法、直流疊加法、在線法、交流疊加法、局部放電法等。直流分量法通過檢驗流過電纜絕緣的直流漏電流的大小來判斷電纜絕緣優劣狀態，從而迗到預先警示故障的目的。以市場上常用的電力電纜為交聯聚乙稀電纜為例作說明。電纜具有良好的電氣、耐壓、耐熱、化學性能，并且加工工藝簡單、安裝敷設方便、易于彎曲口。經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性上升趨勢，其主要原因是電纜絕緣層的樹枝狀劣化樹枝狀劣化是電纜在運行中，絕緣層在電場、水分、溫度作用下產生的樹技狀裂紋包括電樹枝老化和水樹枝老化。當電纜絕緣層內出現樹枝狀劣化，會導致絕緣層場強不均勻，造成部分區域場強集中，從而發生樹枝狀放電現象，這一現象的出現就是電力電纜發生故障的先兆。實踐分析表明，水樹枝和銅屏蔽層之間有類似尖板電極的整流作用，電纜線芯、水樹枝、金屬屏蔽層、電源之間構成的回路中，會有徵弱的直流電流通過。直流成分的大小與水樹枝成正相關，與絕緣層的耐壓能力呈逆向相關。即檢測到的直流成分越大，電纜絕緣層中的水樹枝越長，絕緣層耐壓能力越小，發生故障的概率越高，這也成了預測預警電纜的方法。

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