電力電纜常見(jiàn)故障及其檢測(cè)技術(shù)

謝成明

四川省電力公司資陽(yáng)公司 641300

電力電纜常見(jiàn)故障及其檢測(cè)技術(shù)

謝成明

四川省電力公司資陽(yáng)公司 641300

由于電力電纜（以下簡(jiǎn)稱電纜）路徑的隱蔽性以及測(cè)試水平和設(shè)備的局限性，電纜故障的查找相對(duì)困難。有時(shí)為查明故障點(diǎn)，甚至?xí)ㄝ^多的人力和時(shí)間，對(duì)群眾生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成損失，嚴(yán)重影響電力優(yōu)質(zhì)服務(wù)形象，同時(shí)也影響電力企業(yè)正常經(jīng)營(yíng)。因此，電纜故障的分析及快速檢測(cè)成了擺在廣大電力人面前的又一研究課題。

電纜故障檢測(cè)

近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市建設(shè)日新月異，對(duì)市容市貌、城市規(guī)劃、節(jié)約用地等的要求越來(lái)越高。電力電纜在城網(wǎng)供電線路中所占的份額也越來(lái)越重。在一些發(fā)達(dá)城市的市區(qū)，甚至已逐步取代架空輸電線路。但隨著電纜的廣泛使用，電纜故障帶來(lái)的一系列問(wèn)題造成的影響也將越來(lái)越大。如何快速準(zhǔn)確地查找、解決電纜故障，縮短故障停電時(shí)間，就成了電纜運(yùn)行人員最為關(guān)心和經(jīng)常交流探討的問(wèn)題。 現(xiàn)根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)和參考有關(guān)資料,總結(jié)出電纜的常見(jiàn)故障原因分析以及探測(cè)方法的選擇與應(yīng)用。

1 形成電纜故障的主要原因

1.1 機(jī)械或其他原因形成電纜損傷。一般發(fā)生在電纜在安裝過(guò)程中，不嚴(yán)格按照規(guī)范施工造成的機(jī)械損傷；或者其他施工作業(yè)靠近電纜線路進(jìn)行造成機(jī)械損傷；或者其他偶然因素導(dǎo)致的外力破壞；或是由于電纜路徑地面下沉而導(dǎo)致電纜垂直受力變形，致使電纜的護(hù)套、鎧裝、鉛包的破裂甚至折斷等。若是輕微的電力電纜機(jī)械損傷，要到幾個(gè)月甚至更長(zhǎng)的時(shí)間后損傷的部位才將發(fā)展為外護(hù)套穿孔，由于潮氣入侵導(dǎo)致?lián)p傷部位徹底崩潰而產(chǎn)生故障。

1.2 電纜絕緣受潮。多發(fā)生在直埋或排管里的電纜接頭處。主要形成原因有：電纜接頭盒或終端盒結(jié)構(gòu)不密封或密封不好而導(dǎo)致進(jìn)水；電纜接頭在異常潮濕的氣候下進(jìn)行而處理措施不夠；電纜制造不良，金屬護(hù)導(dǎo)有裂隙或小孔；電纜腐蝕穿孔等。

1.3 電纜外護(hù)層腐蝕。電纜直接埋在酸堿性強(qiáng)的土壤中，由于地下酸堿腐蝕、雜散電流的影響，使電纜的鎧裝、鉛皮或外護(hù)層受腐蝕出現(xiàn)麻點(diǎn)、開(kāi)裂或穿孔，造成故障。

1.4 電纜長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行。電纜長(zhǎng)期的超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，形成過(guò)高的溫度，加速電纜外絕緣的老化，最終導(dǎo)致絕緣層被擊穿形成電纜故障。特別是在夏季，此內(nèi)故障更是經(jīng)常發(fā)生。

1.5 電纜接頭故障。電纜接頭包括電纜終端頭和中間接頭，是整個(gè)電纜線路的薄弱環(huán)節(jié)。發(fā)生電纜接頭故障的主要原因體現(xiàn)在：施工人員在制作電纜接頭過(guò)程中，未嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行接頭，形成壓接不緊、加熱不充分，施工中的雜質(zhì)、水氣及氣隙進(jìn)入電纜接頭,，最終導(dǎo)致電纜接頭絕緣存在缺陷而產(chǎn)生發(fā)熱、局部放電或擊穿，造成故障。

1.6 電纜所處環(huán)境有外來(lái)熱源也會(huì)造成電纜溫度過(guò)高、絕緣擊穿，甚至爆炸起火，形成故障。

1.7 制造電纜材料缺陷、設(shè)計(jì)和制作工藝不良及正常老化等其他原因。

2 電纜故障的分類

根據(jù)故障性質(zhì)可分為開(kāi)路（斷路）故障、低電阻（短路）故障、高電阻故障、高電阻泄露性故障、高電阻閃絡(luò)性故障。

3 電力電纜故障的檢測(cè)

電力電纜發(fā)生故障后，一般要經(jīng)過(guò)初步原因判斷、位置分析、故障點(diǎn)確定等步驟。

3.1 電纜故障初步原因分析。即根據(jù)發(fā)生故障的各種現(xiàn)象，結(jié)合故障電纜線路的設(shè)計(jì)、運(yùn)行狀況和電纜所處環(huán)境以及電纜沿線的突發(fā)狀況，初步判斷故障形成的原因和類型，以便選擇適當(dāng)?shù)碾娎|故障測(cè)距與定點(diǎn)方法。確定故障是接地、短路、斷路；是閃絡(luò)還是封閉故障；是高阻還是低阻；是哪相故障；或是混合故障?？梢愿鶕?jù)故障發(fā)生時(shí)表現(xiàn)出的各種狀況，初步判斷故障的原因或性質(zhì)。但只通過(guò)表面現(xiàn)象不能完全將電纜故障的性質(zhì)確定下來(lái)，有時(shí)還可能發(fā)生重大偏差，要準(zhǔn)確確定電纜故障，必須進(jìn)行通路試驗(yàn)和測(cè)量絕緣電阻。測(cè)量絕緣電阻是判斷電纜的絕緣狀況、接地情況。測(cè)量時(shí)根據(jù)電纜的電壓等級(jí)，選用合適的兆歐表來(lái)測(cè)量電纜線芯之間和線芯對(duì)地的絕緣電阻。進(jìn)行通路試驗(yàn)時(shí)，將電纜末端三相短接，用萬(wàn)用表在電纜的首端測(cè)量芯線之間的電阻。以此來(lái)判斷電纜線芯完整性和阻性。

用兆歐表在線路一端測(cè)量各相的絕緣電阻。一般根據(jù)以下情況確定故障類型：

（1）當(dāng)搖測(cè)電纜一芯或幾芯對(duì)地絕緣電阻,或芯與芯之間絕緣電阻低于100kΩ時(shí),為低電阻接地或短路故障。

（2） 當(dāng)搖測(cè)電纜一芯或幾芯對(duì)地絕緣電阻,或芯與芯之間絕緣電阻低于正常值很多,但高于100kΩ 時(shí),為高電阻接地故障。

（3）當(dāng)搖測(cè)電纜一芯或幾芯對(duì)地絕緣電阻較高或正常,應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)體連續(xù)性試驗(yàn),檢查是否有斷線,若有即為斷線故障。

（4）當(dāng)搖測(cè)電纜有一芯或幾芯導(dǎo)體不連續(xù),且經(jīng)電阻接地時(shí),為斷線并接地故障。

（5）閃絡(luò)性故障多發(fā)生于預(yù)防性耐壓試驗(yàn),發(fā)生部位大多在電纜終端和中間接頭。閃絡(luò)有時(shí)會(huì)連續(xù)多次發(fā)生,每次間隔幾秒至幾分鐘。

3.2 電纜故障測(cè)距。即在電纜的一端使用儀器確定故障距離。

（1）電橋法。這是一種比較典型的檢測(cè)方式。即將被檢測(cè)電纜終端故障相與非故障相短接，電橋兩端分接故障相與非故障相，經(jīng)過(guò)認(rèn)真調(diào)節(jié)使電橋達(dá)到平衡，再通過(guò)計(jì)算得到故障點(diǎn)到測(cè)試端的距離。 電橋法的特點(diǎn)在于方法簡(jiǎn)單、精度較高，但當(dāng)故障點(diǎn)電阻較高時(shí)，要測(cè)量出故障距離較麻煩，且花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)。

（2）低壓脈沖反射法。即檢測(cè)故障點(diǎn)的反射脈沖與發(fā)射脈沖的時(shí)間差來(lái)進(jìn)行測(cè)距的。該方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、直觀。通過(guò)觀察脈沖波形可以較直觀的識(shí)別電纜故障點(diǎn)、中間接頭和分支點(diǎn)。但不適合測(cè)量高阻和閃絡(luò)故障。

（3）脈沖電壓取樣法。是一種用于測(cè)量高阻泄漏與閃絡(luò)性故障的測(cè)試方法。首先在電纜上加一高壓脈沖，將電纜故障在直流或脈沖高壓信號(hào)下?lián)舸?然后通過(guò)觀察放電脈沖在測(cè)量點(diǎn)與故障點(diǎn)往返一次所需的時(shí)間來(lái)測(cè)距。脈沖電壓法主要有直流高壓閃絡(luò)(直閃法)與沖擊高壓閃絡(luò)(沖閃法)兩種方法。其特點(diǎn)在于不必直接將高阻與閃絡(luò)故障燒穿，而是利用故障擊穿產(chǎn)生的瞬間脈沖信號(hào)，測(cè)試速度快。

（4）脈沖電流法。與脈沖電壓法的主要差別在于：脈沖電流法是采用線形電流耦合器采集電纜中的電流行波信號(hào)，且脈沖電流波形比較容易分辨。

不同的情況采用與之相適應(yīng)的方法測(cè)距。一般情況下，開(kāi)路（斷路）故障、低電阻（短路）故障采用低壓脈沖反射法和電橋法，高電阻故障、高電阻泄露性故障、高電阻閃絡(luò)性故障采用脈沖電流（壓）法。

3.3 電纜故障精確定點(diǎn)。即根據(jù)故障測(cè)距結(jié)果，按照電纜線路走向，確定故障點(diǎn)大概位置，然后利用適當(dāng)?shù)姆椒ù_定故障點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。較常采用的方法有：聲測(cè)法、聲磁同步法、電磁定位法、及跨步電壓法。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步發(fā)展，用電需求大幅增加，電力電纜的使用必將更加普遍，電纜故障對(duì)人們的生活和生產(chǎn)產(chǎn)生的影響也更加廣泛?？焖?、準(zhǔn)確判斷故障性質(zhì)并迅速找到故障點(diǎn)及時(shí)處理故障，對(duì)保障電網(wǎng)的正常運(yùn)行，企業(yè)的安全生產(chǎn)有著十分重要意義。因此，電纜故障測(cè)試人員必須加強(qiáng)新技術(shù)、新設(shè)備的學(xué)習(xí)應(yīng)用，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，準(zhǔn)確判斷電纜故障性質(zhì)，選擇適合的儀器與測(cè)量方法，迅速高效地探測(cè)電纜故障，為故障的排除搶占時(shí)間，切實(shí)提高供電的安全性、可靠性。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.19.050