論常見的電纜故障類型及其查找方法

黎沃毅

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)和社會的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，各種電器設(shè)備被廣泛應(yīng)用于社會生產(chǎn)和生活中，人們對電能的需求量也逐漸增加。為了滿足人們不斷增長的電能需求，電力行業(yè)在電網(wǎng)建設(shè)方面投入了許多財力、物力和人力。電纜作為電網(wǎng)的重要組成部分，其質(zhì)量和運(yùn)行狀況直接關(guān)系到電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。分析了電纜常見故障的原因，探討了電纜故障的幾種查找方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：電纜；絕緣層；機(jī)械損傷；短路

中圖分類號：TM247 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0069-02

電纜在運(yùn)行過程中會受到各種原因的影響，導(dǎo)致其出現(xiàn)一些故障，例如閃絡(luò)性故障、泄露性故障、斷線故障、高阻故障、低阻故障等，如果不采取相應(yīng)的措施及時處理，將會造成嚴(yán)重的后果。因此，針對常見的電力電纜故障，應(yīng)該采取準(zhǔn)確的查找方法，然后將故障排除，盡可能地降低電纜故障的修復(fù)費(fèi)用和停電造成的損失。

1 電纜故障的原因分析

1.1 絕緣層老化

通常狀況下，電纜絕緣層的老化變質(zhì)是因長期過熱導(dǎo)致的，電纜過負(fù)荷是導(dǎo)致電纜過熱的主要原因之一。安裝在電纜隧道、電纜溝和電纜密集區(qū)等通風(fēng)狀況相對較差的電纜，熱力管道附近和內(nèi)附在干燥管中的電纜，都會因自身過熱而導(dǎo)致其絕緣層被損壞。同時，過電壓還會加速電源絕緣層的老化，甚至?xí)舸╇娎|，造成嚴(yán)重的電力故障。

1.2 絕緣層受潮

導(dǎo)致電纜絕緣層受潮的原因主要包括以下幾個方面：①金屬護(hù)套被腐蝕穿孔或被外物刺穿；②電纜的質(zhì)量存在問題，金屬護(hù)套存在裂縫或小孔；③由于終端盒或接頭盒結(jié)構(gòu)安裝不良或密封不良，導(dǎo)致電纜內(nèi)部進(jìn)水。

1.3 機(jī)械損傷

機(jī)械損傷是導(dǎo)致電力電纜出現(xiàn)故障的重要原因之一，雖然一些機(jī)械損傷的程度相對較輕，在損害的初期并沒有導(dǎo)致故障，但經(jīng)過一段時間的運(yùn)行之后，損傷位置會不斷地加重，逐漸發(fā)展成故障，進(jìn)而造成嚴(yán)重的安全事故。導(dǎo)致電力電纜出現(xiàn)機(jī)械損傷的原因主要包括以下幾個方面：①自然現(xiàn)象導(dǎo)致的機(jī)械損傷。例如，在移動電纜的過程中，常會擦傷裝在支架上或管口處的電纜外皮，或是因拉力過大，導(dǎo)致電纜從中間拉斷，還可能因終端頭或中間接頭內(nèi)絕緣膠膨脹，導(dǎo)致電纜護(hù)套或外殼脹裂。②沖擊負(fù)荷導(dǎo)致的損傷。電網(wǎng)中的供電負(fù)荷并不是固定的，在供電負(fù)荷不平衡的狀態(tài)下，因短路或斷路故障等產(chǎn)生的沖擊性負(fù)荷會損壞電纜的絕緣層。③直接外力導(dǎo)致的損傷。例如，安裝在支架上或電器設(shè)備上的電纜被其他電器設(shè)備碾壓，導(dǎo)致電纜因受到直接外力的作用而損壞。④敷設(shè)過程中導(dǎo)致的損傷。電纜在敷設(shè)過程中，可能會因為工作人員的疏忽導(dǎo)致電纜被損傷，或在敷設(shè)電纜的過程中因機(jī)械牽引力過大，導(dǎo)致電纜內(nèi)部的絕緣層被損壞，或是因電纜的彎曲程度超出了限度，導(dǎo)致電纜損傷。

2 電纜故障的查找方法探析

目前，導(dǎo)致電纜故障的原因較多，有的故障容易被發(fā)現(xiàn)，但有的故障很難被發(fā)現(xiàn)。為了解決上述問題，電力維修人員經(jīng)過長期的實(shí)踐和積累，研發(fā)了眾多查找電纜故障的方法，例如沖擊高壓閃絡(luò)法、直流高壓閃絡(luò)法、跨步電壓法、電橋法等。

2.1 沖擊高壓閃絡(luò)法

當(dāng)電纜故障的電阻相對較低或形成貫穿性通道時，會致使故障點(diǎn)的泄露電流增加或故障點(diǎn)不閃絡(luò)，導(dǎo)致檢測設(shè)備的內(nèi)阻增大、容量受限、故障位置加不上高壓。此時，應(yīng)采用沖擊高壓閃絡(luò)法，該種查找方法的信號采集方式為脈沖電流法。沖擊高壓閃絡(luò)法在儲能電容和電纜之間增加了放電間隙，當(dāng)電容的電壓升高并達(dá)到臨界值時，會擊穿放電間隙，電容開始對電纜放電。但是，放電間隙出現(xiàn)了放電現(xiàn)象并不能完全判斷為是因故障點(diǎn)被擊穿，也可能是因行波運(yùn)行到末端開路點(diǎn)后的發(fā)射波和反射波重疊之后形成的電壓波的振幅明顯增強(qiáng)，進(jìn)而導(dǎo)致故障點(diǎn)被擊穿而放電。該種電纜故障查找方法的優(yōu)點(diǎn)在于波形易分析、操作簡單、接線簡單，大部分高阻故障、低阻故障和斷路故障等都能采用該種查找方法。

2.2 直流高壓閃絡(luò)法

該種查找方法主要用于閃絡(luò)擊穿性的電纜故障。由于故障電纜的電阻相對較高，所以檢測人員通過高壓試驗設(shè)備將電壓調(diào)整到一定高度，致使故障點(diǎn)閃絡(luò)出現(xiàn)電流脈沖波和躍變電壓波，然后記錄電纜測試端口中以行波形式往返反射的電磁波，并準(zhǔn)確判斷出電波的往返反射時間。直流高壓閃絡(luò)法采集信號的方式主要包括脈沖電流法和脈沖電壓法。脈沖電壓法在查找電壓較高的電纜故障時，通常會出現(xiàn)定位誤差較大、電壓波形變化不明顯的問題，而脈沖電流法受到電壓的影響相對較小，并且在采用脈沖電流法采集信號時，采用的線性電纜渦合器并不需要與高壓回路形成直接的電氣連接，并且其操作簡便、安全，再加上電流耦合器采集的電流行波信號波形尖銳，很容易辨認(rèn)，能夠很容易地用故障擊穿產(chǎn)生的瞬間脈沖信號判斷故障點(diǎn)的位置，因此，脈沖電流法的應(yīng)用范圍更加廣泛。

2.3 跨步電壓法

采用跨步電壓法能夠準(zhǔn)確地對低壓電纜的故障進(jìn)行定位和定向，該種故障查找方法具有操作簡單、接線簡單的特點(diǎn)，能夠?qū)χ甭耠娎|故障進(jìn)行快速定向和精確定點(diǎn)。其原理是通過利用電纜沿線的地面或土壤中產(chǎn)生沿電纜走向依次遞增或遞減的“跨步”電壓脈沖，以此確定電纜故障的方向和具體位置等。根據(jù)具體實(shí)踐，約90%的低壓電力電纜故障都是因故障點(diǎn)的電纜保護(hù)層被損壞而造成的。跨步電壓法就是利用在電纜一端增加一個周期脈沖電壓信號，然后沿著電纜的走向快速地查找出故障點(diǎn)的具體位置。通常狀況下，在距離故障點(diǎn)25～30 m的地方就能找出故障點(diǎn)的方向，如果在硬化路面或水泥路面查找時，在距離故障點(diǎn)約10 m的地方就能準(zhǔn)確找出故障點(diǎn)的方向。

2.4 電橋法

電橋法主要用于查找電纜芯線間短路點(diǎn)或斷路接觸電阻小于1 Ω的故障。該查找方法的原理為：通過利用雙臂電橋檢測出電纜芯線的具體電阻值，然后準(zhǔn)確測量出電纜的長度，并根據(jù)電阻值和電纜長度的比例關(guān)系計算出故障點(diǎn)。這種電纜的檢測方法相對簡單，但是在具體實(shí)施之前，應(yīng)該預(yù)先了解電纜的單位電阻和長度。該方法通常適用于短路或低阻故障。

3 結(jié)束語

總而言之，導(dǎo)致電纜故障的原因非常多，通過對不同性質(zhì)的故障采取不同的查找方法，并在查找電纜故障的過程中借助現(xiàn)代化的設(shè)備、儀器和技術(shù)，能夠快速、準(zhǔn)確地定位故障點(diǎn)，然后采取相應(yīng)的措施迅速排除故障，這樣可將電纜故障造成的損失降至最低，進(jìn)而保證電纜線路運(yùn)行的可靠性和安全性。

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〔編輯：張思楠〕