電力電纜故障判斷及種類(lèi)與查找

     電力的應用很廣泛了，抬頭看看交橫著(zhù)的的密密麻麻的都是，有線(xiàn)的無(wú)線(xiàn)的，感慨如今的技術(shù)之高超啊，但是如果有故障的話(huà)，怎么查詢(xún)在哪個(gè)位置呢，又怎么判斷呢：

   隨著(zhù)電力行業(yè)的發(fā)展，各種電纜越來(lái)越多地運用到生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域中，而且一般都埋入地下或進(jìn)入電纜溝敷設，當電纜發(fā)生故障后，如何快速準確的查找故障點(diǎn)，盡快恢復供電系統，是長(cháng)期困擾人們的難題。

 本人在多年的實(shí)際工作中，發(fā)現高壓電纜和低壓電纜的故障各有許多不同之處，高壓電纜故障多以運行故障為主，且大多數是高阻故障，而高阻故障又分泄露和閃絡(luò )兩大類(lèi)型；而低壓電纜故障只有開(kāi)路、短路和斷路三種情況（當然，高壓電纜也包括這三種情況）。

    無(wú)論是高壓電纜或低壓電纜，在施工安裝、運行過(guò)程中經(jīng)常因短路、過(guò)負荷運行、絕緣老化或外力作用等原因造成故障。電纜故障可概括為接地、短路、斷線(xiàn)三類(lèi)，其故障類(lèi)型主要有以下幾方面：

①三芯電纜

②三相芯線(xiàn)*短路。

③ 一芯或兩芯接地。

④一相芯線(xiàn)斷線(xiàn)或多相斷線(xiàn)。

對于直接短路或斷線(xiàn)故障用萬(wàn)用表可直接測量判斷，對于非直接短路和接地故障，用兆歐表?yè)u測芯線(xiàn)間絕緣電阻或芯線(xiàn)對地絕緣電阻，根據其阻值可判定故障類(lèi)型。

故障類(lèi)型確定后，查找故障點(diǎn)并不是一件容易的事情，下面根據本人對電力電纜多年摸索的經(jīng)驗，介紹幾種查找故障點(diǎn)的方法，以供參考。

2       電纜故障點(diǎn)的查找方法

（1）       測聲法：

所謂測聲法就是根據故障電纜放電的聲音進(jìn)行查找，該方法對于高壓電纜芯線(xiàn)對絕緣層閃絡(luò )放電較為有效。此方法所用設備為直流耐壓試驗機。電路接線(xiàn)如圖1所示，其中SYB為高壓試驗變壓器，C為高壓電容器，ZL為高壓整流硅堆，R為限流電阻，Q為放電球間隙，L為電纜芯線(xiàn)。

當 電容器C充電到一定電壓值時(shí)，球間隙對電纜故障芯線(xiàn)放電，在故障處電纜芯線(xiàn)對絕緣層放電產(chǎn)生“滋、滋”的火花放電聲，對于明敷設電纜憑聽(tīng)覺(jué)可直接查找，若 為地埋電纜，則首先要確定并標明電纜走向，再在雜噪聲音zui小的時(shí)候，借助耳聾助聽(tīng)器或醫用聽(tīng)診器等音頻放大設備進(jìn)行查找。查找時(shí)，將拾音器貼近地面，沿電 纜走向慢慢移動(dòng)，當聽(tīng)到“滋、滋 ”放電聲zui大時(shí)，該處即為故障點(diǎn)。使用該方法一定要注意安全，在試驗設備端和電纜末端應設專(zhuān)人監視。

（2）       電橋法：

電 橋法就是用雙臂電橋測出電纜芯線(xiàn)的直流電阻值，再準確測量電纜實(shí)際長(cháng)度，按照電纜長(cháng)度與電阻的正比例關(guān)系，計算出故障點(diǎn)。該方法對于電纜芯線(xiàn)間直接短路或 短路點(diǎn)接觸電阻小于1Ω的故障，判斷誤差一般不大于3m，對于故障點(diǎn)接觸電阻大于1Ω的故障，可采用加高電壓燒穿的方法使電阻降至1Ω以下，再按此方法測 量。

  

測 量電路如圖2所示，首先測出芯線(xiàn)a與b之間的電阻R1，則R1=2Rx+R，其中Rx為a相或b相至故障點(diǎn)的一相電阻值，R為短接點(diǎn)的接觸電阻。再就電纜 的另一端測出a′與b′芯線(xiàn)間的直流電阻值R2，則R2=2R（L-X）+R,式中R（L-X）為a′相或b′相芯線(xiàn)至故障點(diǎn)的一相電阻值，測完R1與 R2后，再按圖3所示電路將b′與c′短接，測出b、c兩相芯線(xiàn)間的直流電阻值，則該阻值的1/2為每相芯線(xiàn)的電阻值，用RL表示，RL=Rx+R（L- X），由此可得出故障點(diǎn)的接觸電阻值：R=R1+R2-2RL，因此，故障點(diǎn)兩側芯線(xiàn)的電阻值可用下式表示：Rx=（R1-R）/2，R（L-X）= （R2-R）/2。Rx、R（L-X）、RL三個(gè)數值確定后，按比例公式即可求出故障點(diǎn)距電纜端頭的距離X或（L-X）：X=（RX/RL）L，（L- X）=（R（L-X）/RL）L，式中L為電纜的總長(cháng)度。

采用電橋法時(shí)應保證測量精度，電橋連接線(xiàn)要盡量短，線(xiàn)徑要足夠大，與電纜芯線(xiàn)連接要采用壓接或焊接，計算過(guò)程中小數位數要全部保留。

（3）       電容電流測定法：

電 纜在運行中，芯線(xiàn)之間、芯線(xiàn)對地都存在電容，該電容是均勻分布的，電容量與電纜長(cháng)度呈線(xiàn)性比例關(guān)系，電容電流測定法就是根據這一原理進(jìn)行測定的，對于電纜 芯線(xiàn)斷線(xiàn)故障的測定非常準確。測量電路如圖4所示，使用設備為1～2kVA單相調壓器一臺，0～30V、0.5級交流電壓表一只，0～100mA、0.5 級交流毫安表一只。

測量步驟：

①首先在電纜首端分別測出每相芯線(xiàn)的電容電流（應保持施加電壓相等）Ia、Ib、Ic的數值。

②在電纜的末端再測量每相芯線(xiàn)的電容電流Ia′、Ib′、Ic′的數值，以核對完好芯線(xiàn)與斷線(xiàn)芯線(xiàn)的電容之比，初步可判斷出斷線(xiàn)距離近似點(diǎn)。

③根據電容量計算公式C=1/2πfU可知，在電壓U、頻率f不變時(shí)C與I成正比。因為工頻電壓的f（頻率）不變，測量時(shí)只要保證施加電壓不變，電容電流之比即為電容量之比。設電纜全長(cháng)為L(cháng)，芯線(xiàn)斷線(xiàn)點(diǎn)距離為X，則Ia/ Ic=L/X，X=（ Ic/ Ia）L。

測量過(guò)程中，只要保證電壓不變，電流表讀數準確，電纜總長(cháng)度測量，其測定誤差比較小。

（4）       零電位法：

 

零 電位法也就是電位比較法，它適應于長(cháng)度較短的電纜芯線(xiàn)對地故障，應用此方法測量簡(jiǎn)便，不需要精密儀器和復雜計算，其接線(xiàn)如圖5所示，測量原理如下：將 電纜故障芯線(xiàn)與等長(cháng)的比較導線(xiàn)并聯(lián)，在兩端加電壓E時(shí)，相當于在兩個(gè)并聯(lián)的均勻電阻絲兩端接了電源，此時(shí)，一條電阻絲上的任何一點(diǎn)和另一條電阻絲上的對應 點(diǎn)之間的電位差必然為零。反之，電位差為零的兩點(diǎn)必然是對應點(diǎn)。因為微伏表的負極接地，與電纜故障點(diǎn)等電位，所以，當微伏表的正極在比較導線(xiàn)上移動(dòng)至指示 值為零時(shí)的點(diǎn)與故障點(diǎn)等電位，即故障點(diǎn)的對應點(diǎn)。

 

 

圖中K為單相閘刀開(kāi)關(guān)，E為6V蓄電池或4節1號干電池，G為直流微伏表，測量步驟如下：
①先在b和c相芯線(xiàn)上接上電池E，再在地面上敷設一根與故障電纜長(cháng)度相等的比較導線(xiàn)S，該導線(xiàn)要用裸銅線(xiàn)或裸鋁線(xiàn)，其截面應相等，不能有中間接頭。

②將微伏表的負極接地，正極接一根較長(cháng)的軟導線(xiàn)，導線(xiàn)另一端要求在敷設的比較導線(xiàn)上滑動(dòng)時(shí)能充分接觸。

③合上閘刀開(kāi)關(guān)K，將軟導線(xiàn)的端頭在比較導線(xiàn)上滑動(dòng)，當微伏表指示為零時(shí)的位置即為電纜故障點(diǎn)的位置。

 

其他幾種電力電纜故障判斷及查找方法：

 

1　故障的類(lèi)型

電力電纜由于機械損傷、絕緣老化、施工質(zhì)量低、過(guò)電壓、絕緣油流失等都會(huì )發(fā)生故障。根據故障性質(zhì)可分為低電阻接地或短路故障、高電阻接地或短路故障、斷線(xiàn)故障、斷線(xiàn)并接地故障和閃絡(luò )性故障。

 

2　故障的判斷方法

確定電纜故障類(lèi)型的方法是用兆歐表在線(xiàn)路一端測量各相的絕緣電阻。一般根據以下情況確定故障類(lèi)型：

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

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

（3）當搖測電纜一芯或幾芯對地絕緣電阻較高或正常，應進(jìn)行導體連續性試驗，檢查是否有斷線(xiàn)，若有即為斷線(xiàn)故障。

（4）當搖測電纜有一芯或幾芯導體不連續，且經(jīng)電阻接地時(shí)，為斷線(xiàn)并接地故障。

（5）閃絡(luò )性故障多發(fā)生于預防性耐壓試驗，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 )連續多次發(fā)生，每次間隔幾秒至幾分鐘。

 

3　故障的測試方法

過(guò) 去使用的儀器設備有QF1-A型電纜探測儀、DLG-1型閃測儀，電纜路徑儀及故障定點(diǎn)儀等。在20世紀70年代以前，廣泛使用的電纜故障測試方法是電橋 法，包括電阻電橋法、電容電橋法、高壓電橋法。這種測試方法誤差較大，對某些類(lèi)型的故障無(wú)法測量，所以目前zui為流行測試方法是閃測法，它包括沖閃和直閃， zui常用的是沖閃法。沖閃測試精度較高，操作簡(jiǎn)單，對人的身體安全可靠。其設備主要由兩部分組成，即高壓發(fā)生裝置和電流脈沖儀。高壓發(fā)生裝置是用來(lái)產(chǎn)生直流 高壓或沖擊高壓，施加于故障電纜上，迫使故障點(diǎn)放電而產(chǎn)生反射信號。電流脈沖儀是用來(lái)拾取反射信號測量故障距離或直接用低壓脈沖測量開(kāi)路、短路或低阻故 障。下面以故障點(diǎn)電阻為依據簡(jiǎn)述一下測試方法：

（1）當故障點(diǎn)電阻等于無(wú)窮大時(shí)，用低壓脈沖法測量容易找到斷路故障，一般來(lái)說(shuō)，純粹性斷路故障不常見(jiàn)到，通常斷路故障為相對地或相間高阻故障或者相對地或相間低阻故障并存。

（2）當故障點(diǎn)電阻等于零時(shí)，用低壓脈沖法測量短路故障容易找到，但實(shí)際工作中遇到這種故障很少。

（3）當故障點(diǎn)電阻大于零小于100Ω時(shí)，用低壓脈沖法測量容易找到低阻故障。

（4）閃絡(luò )故障可用直閃法測量，這種故障一般存在于接頭內部，故障點(diǎn)電阻大于100Ω，但數值變化較大，每次測量不確定。

（5）高阻故障可用沖閃法測量，故障點(diǎn)電阻大于100Ω且數值確定。一般當測試電流大于15mA，測試波形具有重復性以及可以相重疊，同時(shí)一個(gè)波形有一個(gè)發(fā)射、三個(gè)反射且脈沖幅度逐漸減弱時(shí)，所測的距離為故障點(diǎn)到電纜測試端的距離；否則為故障點(diǎn)到電纜測試對端的距離。

    電纜故障測試技術(shù)水平的提高，應針對不同的故障性質(zhì)采取不同的方法，還要不斷引進(jìn)各類(lèi)新技術(shù)、新設備，同時(shí)也要在新設備上摸索經(jīng)驗，開(kāi)發(fā)新的功能。如現采 用的發(fā)音頻信號給電纜，在故障點(diǎn)接收信號的測試技術(shù)，以及利用T16/910電纜故障測試儀的SDC系列高智能電纜故障閃測儀對故障點(diǎn)的定位。這些設 備可以使其測量誤差控制在幾十厘米以?xún)?，直接找到故障點(diǎn)進(jìn)行處理，提高了故障測尋的效率。 希望大家平時(shí)多觀(guān)察，多學(xué)習、多交流，多積累經(jīng)驗，以期促進(jìn)實(shí)際工作效率，從而節省人力物力，縮短處理電纜事故的時(shí)間，創(chuàng )造較大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。