学文网电缆故障篇1
[关键词]：电力电缆 故障 测试
合理选择故障测试设备，准确、快速查找电缆故障，缩短故障停电时间，成为电缆运行人员关注的问题。一般电缆故障检测步骤：用兆欧表，万用表测量相间、相对地的绝缘电阻、判断故障性质；根据故障类型、性质选择适当的故障测距检测方法，对故障点进行预定位；根据粗测结果，利用故障定点方法沿电缆线进行精确定位；发现故障点后，挖开进行处理。
1.电缆故障原因和故障性质分类
1.1电缆故障原因
a.机械损伤。机械损伤引起的电缆故障占电缆事故很大的比例。造成机械损伤的主要原因有安装时损伤、直接受外力损伤、行驶车辆碾压损伤、土地沉降造成的电缆接头和导体损伤。
b.绝缘受潮。绝缘受潮后会引起故障，造成电缆受潮的主要原因是密封不严进水、电缆制造不良、金属护套受外力或腐蚀破损。‘
c.绝缘老化变质。受运行中的电、热、化学、环境等因素的影响，电缆的绝缘都会发生不同程度的老化。
d.过电压。大气与内部过电压作用，使电缆绝缘层击穿，形成故障。
e.材料缺陷。电缆制造问题，电缆附件制造上的缺陷，对绝缘材料的维护管理不善。
1.2电缆故障性质分类（见表1）
2.常用的电缆故障测距检测方法
2.1电桥法
将被测电缆终端故障相与非故障相端接，电桥两臂分别接故障相和非故障相，通过调节电阻使得电桥达到平衡，通过公式计算出故障点的距离。目前现场中电桥法用的越来越少，但是对于一些没有明显的低压脉冲反射，又不容易用高压击穿的特殊故障，使用电桥法往往可以解决问题。电桥法的优点是简单、方便、精确度高，但其主要缺点是不适用于高阻抗与闪络性故障以及相间短路性故障。
2.2低压脉冲反射法
测试时向电力电缆的故障相注入低压脉冲。该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点即故障点时，脉冲产生反射回送到测试点由仪器记录下来，根据发射脉冲与反射脉冲的往返时间差和脉冲在电缆中传播的波速度，便可计算出故障点离测试点的距离。该方法的优点是简单直观，不需要知道电缆的准确长度等原始资料；缺点是不能适用于高阻抗与闪络性故障，需要知道电缆的走向。
2.3脉冲电流法
脉冲电流法是将电缆故障点用高压击穿，使用仪器采集并记录下故障点击穿产生的电流行波信号，通过分析判断电流行波信号在测量端和故障点往返一趟的时间来计算故障距离。脉冲电流法采用线性电流耦合器采集电缆中的电流行波信号。
2.4二（多）次脉冲法
针对高阻接地时波形难判断的情况，近几年出现了二次脉冲理论，并在实践中取得良好的效果，如奥地利保尔公司的SV3000/2100系统，此系统对低压脉冲、脉冲电流法均可实现。首先对故障电缆发射一个低压脉冲，脉冲在高阻的故障点由于特性阻抗变化不大，不会产生反射。脉冲在另一终端被反射回来后，仪器将这个“完好”波形存储起来。然后对故障点电缆发射一个高压脉冲，故障点被击穿，击穿瞬间变成低阻故障，此时仪器触发一个低压脉冲，低压脉冲在被击穿的故障点处被反射回来。仪器把两次低压脉冲的波形叠加起来，交叉点的位置就是故障点位置。这种方法使操作者很容易判断故障点波形，而且误差较小2.2～2.4的方法都属于行波测距法（目前普遍采用行波测距法）。低阻与开路故障采用低压脉冲反射法，它比电桥法简单直接；测量高阻抗与闪络性故障采用脉冲电流法。
3.常用的电缆故障定点方法
3.1声测定点法
声测定点法是电缆故障的主要定点方法，主要用于测量高阻与闪络性故障，测量时使用高压设备使故障点击穿放电，故障间隙放电时产生的机械振动，传到地面，便听到“啪、啪”的声音，利用这种现象可以十分准确地对电缆故障进行定点，缺点是受外界干扰较大。
3.2声磁法
在向电缆施加冲击高压信号使故障点放电时，会在电缆的外皮与大地形成的回路中感应出环流来，这一环流在电缆周围产生脉冲磁场，在监听到声音信号的同时，接受到脉冲磁场信号，即可判断该声音是由故障点放电产生的，故障点就在附近。
3.3音频感应法
音频感应法一般用于探测故障电阻小于10Q的低阻故障，探测时，用1kHz的音频信号发生器向待测电缆通音频电流，发出电磁波；然后在地面上用探头沿被测电缆路径接收电磁场信号，并将之送入放大器进行放大，将放大后的信号送入耳机或指示仪表，根据耳机中声响的强弱或指示仪表的指示值大小而定出故障点的位置，当探头从故障点前移1～2m时，音频信号中断，则音频信号最强处为故障点。
4.电缆故障检测应注意的问题
a.高阻抗、低阻抗并没有绝对区分，实际操作中可以多尝试几种方法进行比较，综合判断。35kV电缆情况比较复杂，H接头、中间头比较多，接头故障波形不易分辨，如判断是接头故障，则应采取使故障点充分放电的措施，以获得正确的测距效果。
b.若从电缆一端测试放电不充分，或采集不到波形，可以从另一端升压测试。无论使用哪种方法测试波形，若故障点距离测试端太近，均会产生盲区，使得波形难以判断识别，此时可尝试到电缆的另一端进行测试。
c.在精确定点时，设备应在距故障点近的一端，这样能量沿电缆衰减较小，便于声磁同步法的定点，快速查出故障点。使用声磁同步法时，要在粗测点的±5%范围内反复进行查找，侦听耳机中声音，要仔细分辨故障点处声音与金属屏蔽层上传输声音的差别。
d.定点仪可以探测到的距离跟放电声音大小、泥土的湿度和松散情况有关。放电声音越大，泥土越干燥、越结实，可以探测到的距离越远。施工时的原始资料保存完好，电缆路径明确，所有接头处在现场都有标志桩，可缩短查找电缆故障的时间，同时在做试验时提前准备好柴油或汽油发电机作为试验仪器的电源。
电缆故障篇2
关键词:电力 电缆 故障
中***分类号:F416.61 文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2010)07-279-02
一、电缆故障的类型
无论是高压电缆还是低压电缆,在施工安装、运行过程中经常因短路、过负荷运行、绝缘老化或外力作用等原因造成故障。电缆故障可概括为接地、短路、断线三类,其故障类型主要有以下几方面:一是三芯电缆一芯或两芯接地;二是二相芯线间短路;三是三相芯线完全短路;四是一相芯线断线或多相断线。
对于直接短路或断线故障用万用表可直接测量判断,对于非直接短路和接地故障,用兆欧表摇测芯线间绝缘电阻或芯线对地绝缘电阻,根据其阻值可判定故障类型。
故障类型确定后,查找故障点并不是一件容易的事情,下面根据笔者对电力电缆多年摸索的经验,介绍几种查找故障点的方法,以供参考。
二、电缆故障点的查找方法
1.测声法。所谓测声法就是根据故障电缆放电的声音进行查找,该方法对于高压电缆芯线对绝缘层闪络放电较为有效。此方法所用设备为直流耐压试验机。电路接线如***1所示,其中SYB为高压试验变压器,C为高压电容器,ZL为高压整流硅堆,R为限流电阻,Q为放电球间隙,L为电缆芯线。
当电容器C充电到一定电压值时,球间隙对电缆故障芯线放电,在故障处电缆芯线对绝缘层放电产生“滋、滋”的火花放电声,对于明敷设电缆凭听觉可直接查找,若为地埋电缆,则首先要确定并标明电缆走向,再在杂噪声音最小的时候,借助耳聋助听器或医用听诊器等音频放大设备进行查找。查找时,将拾音器贴近地面,沿电缆走向慢慢移动,当听到“滋、滋”放电声最大时,该处即为故障点。使用该方法一定要注意安全,在试验设备端和电缆末端应设专人监视。
2.电桥法。电桥法就是用双臂电桥测出电缆芯线的直流电阻值,再准确测量电缆实际长度,按照电缆长度与电阻的正比例关系,计算出故障点。该方法对于电缆芯线间直接短路或短路点接触电阻小于1Ω的故障,判断误差一般不大于3m,对于故障点接触电阻大于1Ω的故障,可采用加高电压烧穿的方法使电阻降至1Ω以下,再按此方法测量。
测量电路如***2所示,首先测出芯线a与b之间的电阻R1,则R1=2Rx+R,其中Rx为a相或b相至故障点的一相电阻值,R为短接点的接触电阻。再就电缆的另一端测出a′与b′芯线间的直流电阻值R2,则R2=2R(L-X)+R,式中R(L-X)为a′相或b′相芯线至故障点的一相电阻值,测完R1与R2后,再按***3所示电路将b′与c′短接,测出b、c两相芯线间的直流电阻值,则该阻值的1/2为每相芯线的电阻值,用RL表示,RL=Rx+R(L-X),由此可得出故障点的接触电阻值:R=R1+R2-2RL,因此,故障点两侧芯线的电阻值可用下式表示:Rx=(R1-R)/2,R(L-X)=(R2-R)/2。Rx、R(L-X)、RL三个数值确定后,按比例公式即可求出故障点距电缆端头的距离X或(L-X):X=(RX/RL)L,(L-X)=(R(L-X)/RL)L,式中L为电缆的总长度。
采用电桥法时应保证测量精度,电桥连接线要尽量短,线径要足够大,与电缆芯线连接要采用压接或焊接,计算过程中小数位数要全部保留。
3.电容电流测定法。电缆在运行中,芯线之间、芯线对地都存在电容,该电容是均匀分布的,电容量与电缆长度呈线性比例关系,电容电流测定法就是根据这一原理进行测定的,对于电缆芯线断线故障的测定非常准确。测量电路如***4所示,使用设备为1～2kVA单相调压器一台,0～30V、0.5级交流电压表一只,0～100mA、0.5级交流毫安表一只。
测量步骤:一是在电缆首端分别测出每相芯线的电容电流(应保持施加电压相等)Ia、Ib、Ic的数值。二是在电缆的末端再测量每相芯线的电容电流Ia′、Ib′、Ic′的数值,以核对完好芯线与断线芯线的电容之比,初步可判断出断线距离近似点。三是根据电容量计算公式C=1/2πfU可知,在电压U、频率f不变时C与I成正比。因为工频电压的f(频率)不变,测量时只要保证施加电压不变,电容电流之比即为电容量之比。设电缆全长为L,芯线断线点距离为X,则Ia/Ic=L/X,X=(Ic/Ia)L。测量过程中,只要保证电压不变,电流表读数准确,电缆总长度测量精确,其测定误差比较小。
4.零电位法。零电位法也就是电位比较法,它适应于长度较短的电缆芯线对地故障,应用此方法测量简便精确,不需要精密仪器和复杂计算,其接线测量原理如下:将电缆故障芯线与等长的比较导线并联,在两端加电压E时,相当于在两个并联的均匀电阻丝两端接了电源,此时,一条电阻丝上的任何一点和另一条电阻丝上的对应点之间的电位差必然为零;反之,电位差为零的两点必然是对应点。因为微伏表的负极接地,与电缆故障点等电位,所以,当微伏表的正极在比较导线上移动至指示值为零时的点与故障点等电位,即故障点的对应点。
三、其他几种电力电缆故障判断及查找方法
1.故障的类型。电力电缆由于机械损伤、绝缘老化、施工质量低、过电压、绝缘油流失等都会发生故障。根据故障性质可分为低电阻接地或短路故障、高电阻接地或短路故障、断线故障、断线并接地故障和闪络性故障。
2.故障的判断方法。确定电缆故障类型的方法是用兆欧表***路一端测量各相的绝缘电阻。一般根据以下情况确定故障类型:(1)当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻,或芯与芯之间绝缘电阻低于100Ω时,为低电阻接地或短路故障。(2)当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻,或芯与芯之间绝缘电阻低于正常值很多,但高于100Ω时,为高电阻接地故障。(3)当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻较高或正常,应进行导体连续性试验,检查是否有断线,若有即为断线故障。(4)当摇测电缆有一芯或几芯导体不连续,且经电阻接地时,为断线并接地故障。(5)闪络性故障多发生于预防性耐压试验,发生部位大多在电缆终端和中间接头。闪络有时会连续多次发生,每次间隔几秒至几分钟。
3.故障的测试方法。过去使用的仪器设备有QF1-A型电缆探测仪、DLG-1型闪测仪、电缆路径仪及故障定点仪等。在20世纪70年代以前,广泛使用的电缆故障测试方法是电桥法,包括电阻电桥法、电容电桥法、高压电桥法。这种测试方法误差较大,对某些类型的故障无法测量,所以目前最为流行测试方法是闪测法,它包括冲闪和直闪,最常用的是冲闪法。冲闪测试精度较高,操作简单,对人的身体安全可靠。其设备主要由两部分组成,即高压发生装置和电流脉冲仪。高压发生装置是用来产生直流高压或冲击高压,施加于故障电缆上,迫使故障点放电而产生反射信号。电流脉冲仪是用来拾取反射信号测量故障距离或直接用低压脉冲测量开路、短路或低阻故障。下面以故障点电阻为依据简述一下测试方法:(1)当故障点电阻等于无穷大时,用低压脉冲法测量容易找到断路故障,一般来说,纯粹性断路故障不常见到,通常断路故障为相对地或相间高阻故障或者相对地或相间低阻故障并存。(2)当故障点电阻等于零时,用低压脉冲法测量短路故障容易找到,但实际工作中遇到这种故障很少。(3)当故障点电阻大于零小于100Ω时,用低压脉冲法测量容易找到低阻故障。(4)闪络故障可用直闪法测量,这种故障一般存在于接头内部,故障点电阻大于100Ω,但数值变化较大,每次测量不确定。(5)高阻故障可用冲闪法测量,故障点电阻大于100Ω且数值确定。一般当测试电流大于15mA,测试波形具有重复性以及可以相重叠,同时一个波形有一个发射、三个反射且脉冲幅度逐渐减弱时,所测的距离为故障点到电缆测试端的距离;否则为故障点到电缆测试对端的距离。
四、结束语
电缆故障测试技术水平的提高,应针对不同的故障性质采取不同的方法,还要不断引进新技术、新设备,同时也要在新设备上摸索经验,开发新的功能。如现采用的发音频信号给电缆,在故障点接收信号的测试技术,以及利用T16/910电缆故障测试仪的SDC系列高智能电缆故障闪测仪对故障点的精确定位。这些设备可以使其测量误差控制在几十厘米以内,直接找到故障点进行处理,提高了故障测寻的效率。从而节省人力物力,缩短处理电缆事故的时间,创造较大的经济效益和社会效益。
电缆故障篇3
【关键词】电缆；电缆故障；接地；短路
0.前言
唐山不锈钢有限责任公司作为一个国有股份制冶金企业，拥有110kv变电站3座、35kv变电站2座、高压配电室26个，变压器130余台，为其提供可靠的电力供应，其中高压电缆总长度约10万米，其敷设方式多样，部分电缆因施工、运行等原因，时常发生短路和接地性短路故障，因此迅速找出电缆故障点，并及时进行处理，对降低事故损失，具有重大意义。通过近几年电缆故障处理，我总结、探索出一套寻找电缆故障点迅速而有效的方法，现介绍如下：
1.电缆故障种类
当运行中的电缆发生故障时，首先判别故障的种类。电缆故障种类大致可以分为三种：接地故障、短路故障、断线故障、断线及接地故障。其故障类型常见的有以下几方面：
①三芯电缆单相或两相接地。
②二相间短路。
③三相间短路。
④单相断线或多相断线。
判别电缆故障性质时，首先采用兆欧表法对故障电缆线路进行判定，测量电缆相间及相与地之间的绝缘电阻，根据阻值判定电缆是否断线、短路、接地等。测量的断线的方法是将电缆两相电缆的一头短接，在电缆另一端进行阻值测量，得出结果。短路及接地故障，是将非检测相接地，然后用高压摇表对检测相进行电阻测量，根据阻值情况，判断电缆是短路故障（一般阻值为零）、低阻故障、还是高阻故障。
2.电缆故障点排查方法
确定好电缆故障类型后，采取相应的排查方法，对故障点进行定位，是电缆故障处理中的关键环节，下面由简到繁介绍几种方法：
2.1感官搜寻法
当运行中的电缆发生故障造成断路器报警动作后，先用兆欧表测量判断电缆故障类型，电缆遥测为短路或低阻故障时，表明电缆已经击穿，此类事故暴露较为明显，如果电缆敷设方式及位置便于人员进入观察，且距离不是很长时，可采用感官搜寻法，即采用眼观、手摸、鼻闻等方式进行逐步排查，重点对电缆终端头、中间头部位进行排查。可在较短时间内迅速找到故障点。
2.2分割查找法
分割查找法是将故障电缆线路分段，此方法用于电缆敷设路线较长，中间有串联设备或电缆头采用高压插头连接方式的场合，可以起到缩小排查范围，减小排查难度的作用。
2.3电桥法
电桥法就是双臂电桥测出电缆芯线的直流电阻值，再准确测量电缆实际长度，按照电缆长度与电阻的正比例关系，计算的故障点。用电桥法测寻单相或两相低阻接地故障，原理接线如***一所示。在三相电缆中，将一相绝缘损坏的缆芯和另一相完好的缆芯，两者的一端以跨接线相连，将两者的另一端与电源的两级相接，若已知电缆的长度为L电缆的全部缆芯的截面和材料都相同，则当电桥平衡时，有如下关系：
R1/R2=(2L-X)/X (1)
X=2LR/(R1+R2) (2)
如果将已损坏的缆芯也完好的缆芯在电桥上的位置互相调换，当电桥平衡时，有如下关系：
***1 用电桥法测量但想地租接地故障接线***
采用电桥法时应保证测量精度，电桥连接线要尽量短，经径要足够大，与电缆芯线连接要采用压接或焊搂，计算过程中小数位要全部保留。
2.4测声法
所谓测声法就是根据故障电缆放电的声音进行查找，该方法对于高压电缆芯线对绝缘层闪络放电较为有效。当电容器C充电到一定电压值时，球间隙对电缆故障芯线放电，在故障处电缆芯线对绝缘层放电产生"滋、滋"的火花放电声，再在杂噪声音最小的时候，借助耳聋助听器或医用听诊器等音频放大设备进行查找。查找时，将拾音器贴近地面，沿电缆走向慢慢移动，当听到"滋、滋"放电声最大时，该处即为故障点。使用该方法一定要注意安全，在试验设备端和电缆末端应设专人监视。原理接线如***二所示：
***2 用声测法找故障点接线***
2.5电容电流测定法
电缆在运行中，芯线之间、芯线对地都存在电容，该电容是均匀分布的，电容量与电缆长度呈线性比例关系，电容电流测定法就是根据这一原理进行测定的，对于电缆芯线断线故障的测定非常准确。测量电路如***4所示，使用设备为1～2kVA单相调压器一台，0～30V、0.5级交流电压表一只，0～100mA、0.5级交流毫安表一只。 接线***如***三所示：
***3 电容电流测定电缆故障点接线***
测量步骤：
①首先在电缆首端分别测出每相芯线的电容电流(应保持施加电压相等)Ia、Ib、Ic的数值。
②在电缆的末端再测量每相芯线的电容电流Ia′、Ib′、Ic′的数值，以核对完好芯线与断线芯线的电容之比，初步可判断出断线距离近似点。
③根据电容量计算公式C=1/2πfU可知，在电压U、频率f不变时C与I成正比。因为工频电压的f(频率)不变，测量时只要保证施加电压不变，电容电流之比即为电容量之比。设电缆全长为L，芯线断线点距离为X，则Ia/Ic=L/X，X=(Ic/Ia)L。
测量过程中，只要保证电压不变，电流表读数准确，电缆总长度测量精确，其测定误差比较小。
电缆故障排查的方法还有脉冲测量法烧穿法直流高压闪络测量法冲击高压闪络测量法，但文中提到的方法均为易操作、快捷、准确的几种，所需设备基本为冶金企业一般具备的，所以较为经济适用。
【参考文献】
［1］进网作业电工培训教材．辽宁科学技术出版社，1993．
电缆故障篇4
关键词：电缆故障测量电路
1电缆故障的种类与判断
无论是高压电缆或低压电缆，在施工安装、运行过程中经常因短路、过负荷运行、绝缘老化或外力作用等原因造成故障。电缆故障可概括为接地、短路、断线三类，其故障类型主要有以下几方面：
①三芯电缆一芯或两芯接地。
②二相芯线间短路。
③三相芯线完全短路。
④一相芯线断线或多相断线。
对于直接短路或断线故障用万用表可直接测量判断，对于非直接短路和接地故障，用兆欧表摇测芯线间绝缘电阻或芯线对地绝缘电阻，根据其阻值可判定故障类型。
故障类型确定后，查找故障点并不是一件容易的事情，下面根据笔者的经验，介绍几种查找故障点的方法，供参考。
2电缆故障点的查找方法
(1)测声法：
所谓测声法就是根据故障电缆放电的声音进行查找，该方法对于高压电缆芯线对绝缘层闪络放电较为有效。此方法所用设备为直流耐压试验机。电路接线如***1所示，其中SYB为高压试验变压器，C为高压电容器，ZL为高压整流硅堆，R为限流电阻，Q为放电球间隙，L为电缆芯线。
当电容器C充电到一定电压值时，球间隙对电缆故障芯线放电，在故障处电缆芯线对绝缘层放电产生“滋、滋”的火花放电声，对于明敷设电缆凭听觉可直接查找，若为地埋电缆，则首先要确定并标明电缆走向，再在杂噪声音最小的时候，借助耳聋助听器或医用听诊器等音频放大设备进行查找。查找时，将拾音器贴近地面，沿电缆走向慢慢移动，当听到“滋、滋”放电声最大时，该处即为故障点。使用该方法一定要注意安全，在试验设备端和电缆末端应设专人监视。
(2)电桥法：
电桥法就是用双臂电桥测出电缆芯线的直流电阻值，再准确测量电缆实际长度，按照电缆长度与电阻的正比例关系，计算出故障点。该方法对于电缆芯线间直接短路或短路点接触电阻小于1Ω的故障，判断误差一般不大于3m，对于故障点接触电阻大于1Ω的故障，可采用加高电压烧穿的方法使电阻降至1Ω以下，再按此方法测量。
测量电路如***2所示，首先测出芯线a与b之间的电阻R1，则R1=2Rx+R，其中Rx为a相或b相至故障点的一相电阻值，R为短接点的接触电阻。再就电缆的另一端测出a′与b′芯线间的直流电阻值R2，则R2=2R(L-X)+R,式中R(L-X)为a′相或b′相芯线至故障点的一相电阻值，测完R1与R2后，再按***3所示电路将b′与c′短接，测出b、c两相芯线间的直流电阻值，则该阻值的1/2为每相芯线的电阻值，用RL表示，RL=Rx+R(L-X)，由此可得出故障点的接触电阻值：R=R1+R2-2RL，因此，故障点两侧芯线的电阻值可用下式表示：Rx=(R1-R)/2，R(L-X)=(R2-R)/2。Rx、R(L-X)、RL三个数值确定后，按比例公式即可求出故障点距电缆端头的距离X或(L-X)：X=(RX/RL)L，(L-X)=(R(L-X)/RL)L，式中L为电缆的总长度。
采用电桥法时应保证测量精度，电桥连接线要尽量短，线径要足够大，与电缆芯线连接要采用压接或焊接，计算过程中小数位数要全部保留。
(3)电容电流测定法：
电缆在运行中，芯线之间、芯线对地都存在电容，该电容是均匀分布的，电容量与电缆长度呈线性比例关系，电容电流测定法就是根据这一原理进行测定的，对于电缆芯线断线故障的测定非常准确。测量电路如***4所示，使用设备为1～2kVA单相调压器一台，0～30V、0.5级交流电压表一只，0～100mA、0.5级交流毫安表一只。
测量步骤：
①首先在电缆首端分别测出每相芯线的电容电流(应保持施加电压相等)Ia、Ib、Ic的数值。
②在电缆的末端再测量每相芯线的电容电流Ia′、Ib′、Ic′的数值，以核对完好芯线与断线芯线的电容之比，初步可判断出断线距离近似点。
③根据电容量计算公式C=1/2πfU可知，在电压U、频率f不变时C与I成正比。因为工频电压的f(频率)不变，测量时只要保证施加电压不变，电容电流之比即为电容量之比。设电缆全长为L，芯线断线点距离为X，则Ia/Ic=L/X，X=(Ic/Ia)L。
测量过程中，只要保证电压不变，电流表读数准确，电缆总长度测量精确，其测定误差比较小。
(4)零电位法：
零电位法也就是电位比较法，它适应于长度较短的电缆芯线对地故障，应用此方法测量简便精确，不需要精密仪器和复杂计算，其接线如***5所示，测量原理如下：将电缆故障芯线与等长的比较导线并联，在两端加电压E时，相当于在两个并联的均匀电阻丝两端接了电源，此时，一条电阻丝上的任何一点和另一条电阻丝上的对应点之间的电位差必然为零。反之，电位差为零的两点必然是对应点。因为微伏表的负极接地，与电缆故障点等电位，所以，当微伏表的正极在比较导线上移动至指示值为零时的点与故障点等电位，即故障点的对应点。
***中K为单相闸刀开关，E为6V蓄电池或4节1号干电池，G为直流微伏表，测量步骤如下：
①先在b和c相芯线上接上电池E，再在地面上敷设一根与故障电缆长度相等的比较导线S，该导线要用裸铜线或裸铝线，其截面应相等，不能有中间接头。
电缆故障篇5
关键词：电力电缆；故障检测；故障点定位方法；电力系统；故障排除 文献标识码：A
中***分类号：TM73 文章编号：1009-2374（2016）34-0034-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.34.017
1 概述
电力电缆在实际运行或试验过程中，出现的故障多种多样，表现形式也各有不同。为了快速查找和排除故障，确保电力电缆线路的安全可靠运行，故障检测技术人员必须具备和掌握故障发生原因的分析能力、故障类型判断能力、故障查寻步骤和常用方法、熟练使用故障测试定位仪器的技能等。本文阐述了电力电缆故障类型、检测步骤，并重点对电力电缆故障检测及故障点定位方法进行研究分析。
2 电力电缆的结构
电力电缆按其内芯的数量划分，可分为单芯电缆和三芯电缆两种。不论是单芯电缆还是三芯电缆，电力电缆按其导线截面划分，又可分为各种截面的型号规格。但是，不论是单芯还是三芯电缆，也不论是哪种截面型号规格的电缆，其基本结构都是一样的，即都是由导体、绝缘层和保护层组成。其中：导体在电缆最中央，起电流电能传导的作用；绝缘层在导体和外保护层之间，起绝缘作用；保护层在最外层，起保护电缆承受一定的拉力的作用。目前应用最广泛的是由铜导体、交联聚乙烯绝缘和高密度聚乙烯材料构成的电缆。在电力系统中，高压部分，如110kV、220kV、500kV电缆常采用单芯电缆；中低压部分，如10kV和低压电缆线路采用三芯电缆。
3 电力电缆的故障类型及诊断
电缆在运行或预试过程中，常常会出现电缆的绝缘层或保护套出现损坏或故障的情况，从而会导致线路停电，甚至危害到整个电网的安全运行，那么造成电缆故障的原因有哪些呢？通常，导致电力电缆发生故障的原因较多，有机械损伤、绝缘受潮、绝缘老化严重、原材料缺陷和制作工艺缺陷、雷击或其他冲击过电压而损坏等。其中，机械损伤占到电缆故障的八成以上。根据电缆故障发生部位的不同，电力电缆故障主要发生在电缆本体、电缆中间接头故障和电缆终端头故障。实际运行经验中大部分电缆故障发生在中间接头或终端头上。根据故障发生时间不同，分为运行故障、试验故障两种，从电缆故障的性质来看，电力电缆故障分为低阻故障、断路故障、高阻泄露和闪络故障。其中断线故障是由于电流过大所致，主绝缘故障则由故障电阻和击穿间隙所引发，一般情况下主绝缘故障又可分为低阻、高阻及闪络故障。低阻故障和高阻故障的区分界线是取电缆自身阻抗的10倍，但是在实际的检测中往往不会要求特别严格。闪络故障最为重要的特点是电缆故障点的电阻值非常大，可以给故障电缆施加极大电压，故障部位才会出现闪络击穿问题，以预防性试验出现此种故障居多。
4 电力电缆故障的检测步骤
当电力电缆发生故障后，有一套完整、适用的步骤能使检测人员在比较短的时间里找到故障点。电缆故障点测寻步骤大致可以分为：（1）确定电缆的故障性质，即使用绝缘电阻表分别测量线芯对地绝缘电阻和相间绝缘电阻或在电缆远端将三相短路，在近端用万用表测量相间导体电阻判断故障的性质是确定是接地、短路、断线，还是它们的混合；是单相、两相，还是三相故障；是高阻、低阻，还是闪络性故障；（2）对故障电缆进行粗略的检测定位，方法是在电缆的一端使用仪器确定电缆故障点距离。常用方法有电桥法、波反射法；（3）找寻故障电缆的敷设路径，粗略检测到故障点后，我们就要探测电力电缆的路径，找出故障电缆的敷设路径和埋设深度，其常用的仪器是管线路径仪；（4）对故障电缆进行精确的定位，检测技术人员根据电缆故障预定位的结果，在电缆故障点附近，通过仪器和设备对电缆故障点的位置进行精确定位。基本方法是跨步电压法和声测定点法。
5 电力电缆故障点定位方法
由于电力电缆故障类型的千差万别，电缆故障点所处的特殊环境对电缆故障的判断和测试也会产生一定的影响。而电力电缆的敷设特点决定一般无法直观确定障碍点，因此必须借助相关仪器进行判断和测试。本人结合实际工作，将比较常见的检测方法归纳如下：
5.1 电桥法
这种方法适用于短路故障、低阻故障、外护套故障。电桥检测法是采用双臂电桥检测出电力电缆芯线的电阻值，准确测量电力电缆的实际长度，根据电力电缆长度和电阻值之间的正比例关系，计算出电力电缆的故障点位置。
该公式是电桥法故障距离计算公式。值得注意的是，采用电桥检测法应确保检测的精确度，电桥的连接线应尽量短，接线直径要尽量大，与电力电缆的芯线连接需采用压接方式或焊接方式，整个计算过程的小数点需全部保留，不得进位。惠斯通电桥的基本原理是利用故障点两侧的电缆线芯电阻与比例电阻构成Whitestone/Murray电桥，是传统、经典的定位方法。另外，电桥检测法检测电力电缆故障除了双臂电桥外还应与兆欧表或万用表配合使用，从而为快速检测电力电缆故障点提供保障。
5.2 低压脉冲法
低压脉冲法一般适用于低阻短路或接地性故障、断线性故障，它的工作原理是通过发射低压脉冲，该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点，如短路点、故障点，脉冲产生反射，回送到测试点仪器被记录下来。根据波形上发射脉冲与反射脉冲的时间差乘以脉冲的传播速度，就可计算出电缆的故障距离。
lx=v/2*tx
式中：v为波速度；tx为脉冲往返时间；lx为电缆长度；v/2为波速的一半。
用测试仪记录波来回反射一次的时间，根据上述公式，可以求出故障距离。应注意一点，脉冲波在介质中传播的速度和介质的材料有关，因此在测试时要选择相应的介质材料波速度，测量结果的误差就会比较准确。
5.3 冲击高压闪络测试法
冲击高压闪络测试法也是我们常说的“冲闪法”。用于大部分闪络故障，断路和低阻、短路性故障。电力电缆发生故障七成以上为高阻故障，尤其是预防性试验中出现击穿故障有九成为高阻故障。冲击高压闪络检测法适用于各种类型的高阻故障检测，它具有试验过程简便、准确和快捷等特点。
采用冲击高压闪络检测法进行故障检测分为两类，包括电感冲闪法和电阻冲闪法。二者最大的不同在于球形间隙相互串联的电感线圈L可换为电阻。两种方法的工作原理相近，但前者应用更为宽泛，高阻电力电缆故障查测多使用本方法。下面介绍电感冲闪法的工作原理：系统接通电源，电流经过调压器、变压器整流器对电容器充电，如充电电压升至一定值后，球间隙波击穿，电容器的电压通过球间隙短路电弧和小电感直接加设到电力电缆测量端。此冲击电压波沿着电力电缆方向朝故障点进行传播，电压峰值足够大，故障点因电离放电，故障点放电产生短路电弧同时沿着电力电缆发送电压波并反射。判断冲击高压闪络测试法的关键是判断故障点是否击穿放电方法如下：（1）故障点击穿时，球形间隙放电声清脆响亮，火花较大；（2）故障点击穿时，电流表指针摆动范围大。可以检测波形第一个上突跳拐点与下一个下突跳点的时间间距，可利用计算故障点距离测试端的距离。
5.4 跨步电压法
跨步电压法对于单相接地故障或两相、三相短路并接地故障，外护套故障适用。需用仪器：电缆护层故障定位电源，跨步电压指示器。其工作原理是在故障相与地之间，加上负极性的直流电源，从故障点流入土壤的电流在土壤表面形成漏斗状电位分布，通过探棒寻找土壤中的电势最低点。当仪表的指针偏向右侧，则向右测寻找，偏向左方，则向左方寻找，逐渐缩小故障的距离位置，直到指针位于正中间。跨步电压法的操作步骤如下，首先在目标电缆加脉冲电源升压3～5kV，然后把跨步电压指示器，通过专用连线与探棒相连，把功能键旋至跨步和最大灵敏度，探棒相隔2m左右，在初测故障点附近，插入土壤，选择合适灵敏度，观察指针指向，若电压为+，指针往+方向有规律摆动，说明故障点在红棒方向，向红棒方向移动一间隔，若电压仍为+，说明故障点仍在红棒方向，继续移动红棒，直到电压为-，指针往-方向摆动，调节红棒，使跨步电压为0，两棒中心为故障点位置。
5.5 声测定点法
声测法，顾名思义是按照故障电力电缆的释放电声查找故障，声测定点法适合电缆主绝缘故障的精确定点。利用故障点在高压冲击时的击穿放电声音进行精确的定位。其工作原理首先需要一个能使故障点产生规则放电的装置，利用该装置使故障点放电，然后才可以在初测的距离附近，沿电缆线路，用拾音器来接收故障点的放电声波，如果已经听到有规律的啪啪声，故障点就在此附件，此时沿电缆走向，前后移动定点仪，最后集中于最响点，以此来确定故障点精确位置。明敷电缆可根据听觉直接查找，而暗敷电缆则首先需求表明电力电缆的走向，在电声最小时借助助听器或听诊器放大电声的办法进行查找。在查找过程中，拾音器可贴近地面，沿着电力电缆的走向缓慢移动，如听到电声达到最大则判定该位置为故障点。应用本方法仅需注意安全问题，试验设备端和电力电缆末端需由专人监视试验过程。
6 电力电缆故障点定位新技术
6.1 高频感应定位法
通过利用高频信号波发生装置向电力电缆输入高频电流，由此产生高频电磁波，并由地上探头沿着电力电缆的路径接收电力电缆周边的高频电磁场，电磁场的变化经接收和处理直接显示于液晶屏幕上，按照显示数值的大小判定故障点位置。高频感应定位法和传统音频感应定位法更具优势，高频信号源比音频信号源更易实现且制造简单，也可减少定点探测设备的体积和重量，为小型化、便携式设备创造更为有利的条件。另外，高频信号的频谱抗干扰能力更强，直接显示于液晶屏幕的方式要比依靠人耳辨别更为可靠和直接，采用高频感应定位法也可在不停的情况下以耦合式接线方式来完成***故障探测。
6.2 红外热象技术
电力电缆过载，芯线的温度急剧攀升，由此可以对电力电缆的芯线温度变化作为判定故障位置的依据。采用红外热象仪扫描电力电缆表面，拍摄表面温度场的分布***像，进一步处理得到温度场的数值分布，然后可根据已建立的传热数学模型、电缆结构参数、物性参数、环境温度和表面温度对电力电缆芯线的温度进行反演计算，从而可以实现电力电缆芯线温度的非接触故障探测。正是红外技术不需接触设备，不要求设备停运，且具有操作简便、检测速度快、工作效率高等优点，在未来的电缆故障检测中，红外热像技术必将发挥更大的作用。
7 结语
我国电力电缆故障测试技术水平在近些年中得到了很大的提高，对于不同特点的故障应采用相应有效的检测方法。电力电缆故障点定位应借助先进的测量仪器和检测设备，准确、快速地确定电力电缆故障点的位置，为及时处理故障赢得宝贵时间。本文通过介绍我国电力电缆的故障类型及诊断，并重点就电力电缆故障的检测和电力电缆故障点定位新技术进行探讨分析，旨在促进交流和学习，通过理论研究为我国电力事业创造更好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 徐丙垠，李胜祥，陈宗***.电力电缆故障探测技术
[M].北京：机械工业出版社，2009.
电缆故障篇6
关键词：单芯电缆；环流；感应电压；两端接地
中***分类号：U472.42 文献标识码：A 文章编号：
1 故障经过
2012年4月，广东省佛山市禅城区10 kV某外资公司电缆线路单相接地故障，经检测该外资公司10kV线路电缆C相接地故障，C 相对地绝缘电阻小于0.01MΩ。AB相对地绝缘电阻均大于95MΩ。该段电缆为 8.7/15kV ZRYJV221*630单芯电缆。
故障电缆全长3155米，故障点离用户侧配电房392米。找到故障点后，没有发现被外力破坏的痕迹，排除中间接头放电和外力破坏引起故障原因。该故障段电缆为槽盒敷设，3相电缆平行排列。故障电缆故障点处已烧损较严重，线芯外露，槽盒内的沙烧黑发臭。
2 故障原因分析
该电缆运行已五年多，而且最大运行电流记录为420 A，未超过安全载流量725 A 的范围。电缆型号ZRYJV-1×630，单相长3155米。判断故障原因有两种情况，第一种原因是该线路其中C相电缆应该存在一个“隐患点”，该点可能是制作过程中存在的一个气泡或一个小孔，也有可能是运输、施工等过程中造成的一点损伤（由于电缆毁坏严重，已无法判断），导致电缆绝缘层受潮，电缆绝缘性能降低，长期受污水渗入电缆里面导致电缆放电。随着该点电缆放电时间增加， 导致单相短路接地。
还有一个导致电缆绝缘性能降低重要原因，就是该电缆金属屏蔽层采用两端接地方式。屏蔽层上长期存在较大的工频感应电压，三相水平排列，使感应电压进一步增大。出现较大环流，所产生的热损耗加速电缆主绝缘电—热老化。在电缆绝缘的薄弱点出现放电，最终导致相间短路。
*** 电缆金属屏蔽层两端接地ED—终端
10 kV 电缆金属屏蔽层通常采用两端接地方式。这是由于10kV电缆多数是三芯电缆的缘故。三芯电缆带平衡负荷时，三相电流向量和为零金属屏蔽上的感应电势叠加为零， 采用两端接地时，没有环流。
近年来，由于负荷密度增大，环网柜等小型设备的应用，电缆开始采用较大截面单芯电缆。当单芯电缆导线通过交流电流时， 其周围产生的一部分磁力线将与金属屏蔽层交链， 使金属屏蔽层产生感应电压。单芯电缆每相之间存在一定的距离，感应电势不能抵消。如果10 kV 单芯电缆金属屏蔽层还是按照10 kV 三芯电缆采用两端直接接地的方式， 金属屏蔽层通过两个接地点与大地构成回路，产生较大的环流，所产生的热损耗加速电缆主绝缘电—热老化。
下面针对三相水平排列与三相品字形排列这两种常见排列方式具体分析10 kV 单芯电缆金属屏蔽层上的感应电压情况。
2.1 三相水平排列感应电压计算
以YJV-1×630 单芯电缆为例， 电缆外径48mm，铜屏蔽外径43.9 mm，PVC 护套厚度2.5 mm，电缆水平排列，间距为管距，取10 mm。单相长约3155米，负荷电流取该线路最大运行电流420 A。根据文献1 提供的水平排列计算公式
S 为电缆中心轴间距离；Ds 为金属屏蔽层外径；I 为电缆工作电流；L 为电缆单相长度。
计算得边相电缆金属屏蔽层正常运行时工频感应电压最大为120.6V，中相电缆金属屏蔽层正常运行时工频感应电压最大为80.9 V。
2.2 三相品字形排列感应电压计算
根据文献［1］提供的三相品字形排列计算公式
计算得电缆金属屏蔽层正常运行时工频感应电压最大为80.9 V。
2.3 感应电压与环流危害电缆绝缘分析
根据GB 50217－2007 《电力工程电缆设计规范》的规定，当采取能有效防止人员任意接触金属层的安全措施时，电缆线路的正常感应电势最大值不得大于300 V。否则，不得大于50 V。按采取安全措施考虑，上述计算的感应电压120.6 V 和80.9 V都属正常。但此规定只考虑了感应电压，并未考虑在此感应电压的作用下，金属屏蔽层两端接地所造成的环流的危害。
文献［2］中的感应电压只有6.8 V，远小于300 V的规定值。但其环流实测值已经接近负荷电流的10%，金属屏蔽层接地线处温度已达80 ℃，有出现热冒烟事故可能性。而且电缆长度、工作电流越大，感应电压就越大。该线路最大运行电流已达420 A，大于文献［2］中电缆的工作电流，其长度3155米 也大于文献［2］的50米。其感应电压在敷设条件相近条件下也应大于文献［2］电缆的感应电压。因此，该线路电缆金属屏蔽层环流不容忽视， 环流的因素，造成电缆绝缘性能降低。经过两年的运行，再加上本身缺陷，最终出现事故。遗憾的是，由于开关柜“五防”设计原因，无法进行实测环流数值。
3 改进措施分析
该线路故障修复后，现在仍采用金属屏蔽层两端接地，金属屏蔽层仍然有环流，对电缆绝缘来说，隐患仍然存在。为了降低电缆金属屏蔽层感应电压，进而降低环流对电缆绝缘的损害。应采取以下措施：
1）电缆采用品字形排列；
2）采用金属屏蔽层一端接地；
3）采用金属屏蔽层中点接地。
从理论上讲，采用金属屏蔽层交叉互联接地也很好，但如果采用一端接地或中点接地可以符合设计规范的要求时，一般就可以不用考虑复杂的交叉互联接地，毕竟，经济性也是一个重要的因素。
3.1 电缆采用品字形排列
前面计算可知，水平排列正常运行时工频感应电压最大值出现在边相，为120.6 V；三相品字形排列正常运行时工频感应电压三相均为80.9 V。采用品字形排列有利于降低正常运行时工频感应电压和环流。
3.2 金属屏蔽层一端接地
金属屏蔽层采用一端接地时（***2），如也采用三相品字形排列，正常运行时另一端工频感应电压三相均为80.9 V，满足设计规范中采取能有效防止人员任意接触金属层的安全措施时小于300 V 的要求。一端接地没有构成回路， 可以消除环流，有利于提高电缆的传输容量不会造成电缆附加的热损耗，有利于绝缘。
如果未采取能有效防止人员任意接触金属层的安全措施时，80.9 V 大于50 V， 不符合要求，则不能采用一端接地方式。
为防止短路时另一端出现的工频过电压，以及防止另一端的冲击过电压。当电缆外护层不能承受这种过电压的作用而损坏时，就会造成金属护层的多点接地，因此另一端必须通过保护器接地。
当考虑减小接地短路的工频感应电压值或减小对通信干扰等问题时，需同步敷设事故回流线。
***2 电缆金属屏蔽层一端接地
3.3 金属屏蔽层中点接地
三相品字形排列，一端接地，正常运行时另一端工频感应电压三相均为80.9V，如果未采取安全措施，80.9 V 大于50 V，不满足要求，可采用中点接地（***3），Nj 为直通接头。
***3 电缆金属屏蔽层中点接地
这种接地方式相当于两个一端接地方式串联。接地点两端金属屏蔽层正常运行时工频感应电压最大为80.9 V 的一半， 即40.45 V， 满足50 V 的要求。
4 对设计规范的建议
GB 50217－2007 《电力工程电缆设计规范》对GB20217-1994《电力工程电缆设计规范》做出了很多有针对性的修订，该规范适用于新建、扩建的电力工程中500 kV 及以下电力电缆和控制电缆的选择与敷设设计。电缆金属屏蔽层接地方式中300 V与50 V 的规定， 用于配电电缆与输电电缆时按规程规定标准是一样的。但实际中发现，用此标准套用配电网络10 kV 单芯电缆两端接地时，经常出现感应电压较高、环流太大导致出现电缆故障。电力企业配电电缆与输电电缆也是分开设计的。配电电缆设计时，按规程设计10 kV 单芯电缆两端接地是感应电压是满足要求的，但实际工作中又老是担心环流会不会对电缆绝缘不利。
对《电力工程电缆设计规范》建议：对配电电缆与输电电缆金属屏蔽层接地方式与工频感应电压做出不同的规定；对环流数值做出规定。
5 小结
10 kV 单芯电缆两端接地感应电压与环流导致电缆故障问题，是配电电缆工作者多年困惑的问题。本文通过对单芯630电缆线路故障的感应电压计算和分析，目的在于揭示导致这起事故的直接原因是金属屏蔽层接地方式选择不当，不应选用两端接地，而应根据需要选择一端接地或中点接地。因此，在单芯电缆的施工过程中必须要注意按设计要求进行敷设排列，严格按照设计要求在相应点对电缆屏蔽层进行接地。
参考文献
［1］ 江日洪．交联聚乙烯电力电缆线路［M］．北京：中国电力出版社，1997．
［2］ 10 kV 单相电力电缆屏蔽层的感应电压和环流［J］．高电压技术，2002．
［3］ 胡其秀．电力电缆线路手册（设计、施工安装、运行维护）．北
电缆故障篇7
关键词：电缆故障 性质诊断 巡径定位
随着国民经济的快速发展，越来越多的电力设备应用在生产当中，电力电缆作为电力系统的重要组成部分，以其安全可靠，有效节约土地资源等优点，得到了广泛的应用。但是由于室外电力电缆的敷设一般采用直埋式，具有隐蔽性特点，一旦发生故障，寻找起来十分困难，往往需要花费数小时甚至几天时间，不仅浪费大量的人力物力，还会造成难以估计的停电损失，如何准确、快速、经济的查寻到电力电缆故障成为了各个部门日益关注的问题。
一、电力电缆故障类型
电力电缆故障是由于绝缘破损而引起的，一般故障的类型大体分为两大类：低阻的短路、开路和短路故障，高阻的泄露故障和闪络性故障。电缆故障的产生原因主要有外力破坏、材料缺陷、绝缘老化变质、电缆受潮以及运行环境等诸多因素所导致。按照电缆故障性质主要有接地故障、短路故障、断线故障、闪络故障和多种原因的综合故障。
接地故障是指埋入地下的电力电缆单相或者多相被击穿后接地；短路故障是指电力电缆相线之间绝缘完全破损形成短路，该型故障主要由于电缆老化变质、绝缘受潮、过热等原因造成；断线故障是指电缆的单相或多相断裂而发生的故障；闪络故障是由于绝缘存在间隙放电，造成绝缘击穿，绝缘击穿后又恢复正常，虽然该故障点仍能通电，没有形成断路，但此时的电缆仍然存在故障。这类故障隐蔽性较强，一般情况下很难发现，只有在进行电压实验时才可以发现。
二、电力电缆故障性质诊断
所谓诊断电缆故障性质就是指确定电缆故障是高阻还是低阻；是闪络还是封闭性故障；是接地、短路、断线还是混合的；是单相、两相还是三相。
利用兆欧表进行绝缘电阻测试，分别测试AB、AC、BC、A与地、B与地、C与地之间的绝缘电阻值，如果测量电缆绝缘电阻值非常大说明没有发生短路故障，如何测量电缆绝缘电阻值非常小说明发生了短路故障。利用万用表进行三相导通试验，判定电力电缆是三相故障还是两相、单相故障，在测试端利用万用表测量三相相问电阻，因为电缆对端已做三相短路，如果测试三相相问电阻值为零，则可以判断电力电缆没有发生断线故障，如果测量相问电阻不为零，则说明存在断线故障。同时还可以参照短路时出现的火花大小判别具体情况，参照故障出现时发生的跳闸以及各种信号指示，进行初步的故障性质诊断。
三、电力电缆故障粗测
使用低压脉冲法或脉冲电流法从直埋电力电缆一端进行测试，从波形显示屏幕上可以测量出电磁波传播时间，根据电磁波的传播速度即可得出故障点到测试点的距离，这也就是直埋电缆从测试端到故障点的长度。目前常用的是电缆故障测试仪，它具有全自动测量，测量精度高、可靠性强的特点。低压脉冲法主要是针对电缆的低阻、断线和短路故障，当波形是向上时，说明故障是开路故障，当波形是向下时，说明故障是短路故障。脉冲电流法主要针对电缆相铠、相问、高阻及闪络故障。
四、电缆路径的测寻
在电缆故障测试中，路径的寻找对整个测试结果起着至关重要的影响。目前我们在电力供电设施建设过程中，为了设施的美观、道路的设置、桥梁的架设等因素，大量使用直埋式电力电缆，加之设施建设发展持续较长，又经历了好几个发展历程，过去保留下来的施工资料极少，更谈不上完整，因此保留现有直埋式电力电缆资料是查找故障电缆的―项极其重要的工作。对于电缆资料的缺失，工作人员对电缆路径的不明确，我们必须使用仪器探明电缆的路径和走向，方便电缆的故障定点。我们常用的探测设备就是电缆路径仪。该仪器是利用电磁波原理对直埋式电缆路径探测和埋置深度测量常用而又有效的方法，使用该仪器应该注意在测试前将电缆充分放电并将电缆两端悬空，寻找一个良好的接地并将被测电缆相对端接地。
五、电缆故障精确定位
由于直埋式电力电缆路径不是绝对的直线，电磁波传播速度也不是恒定值，再加上电缆故障测试仪的测距误差，因此电缆故障测试仪自动测量的数据还有一定偏差，所以在测距后，就必须以粗侧结果为依据对故障点进行精确定位。常用的电缆故障精确定位方法有声测法和声磁波形同步法。声测定点法是当电缆故障测试仪粗测出故障距离后，利用高压信号发生器在故障电缆测试端给故障线芯加上高压，使故障点闪络放电，同时用综合定点仪在粗侧故障点附近来听测故障点的放电声，查找出故障点的准确位置。声磁波形同步定点法是利用高压信号发生器给故障线芯加上高压，在故障点除产生放电声外，还会产生高频电磁波，用声磁探头同时接收声信号和磁信号时，由于声波与电磁波的传播速度不同，利用声磁波形同步定点仪测出声信号和磁信号的时间差，时间差最小点即为故障点的精确位置，这是方法是比较可靠和准确的方法。
电缆故障篇8
关键词：电缆线路；故障；测寻
1电缆线路故障概述
1.1电缆线路故障的原因
电缆线路在投入运行后，导致故障的原因具有多样性的特点。主要有以下几个方面：（1）电缆本身的质量问题。由于电缆生产厂家追求利润而忽视对电缆质量的把控，导致电缆质量下降，不能达到电缆运行的要求，最终导致电缆故障。（2）电缆受到机械性损伤。一般可分为两种情况。一种是电缆施工时，安装敷设工艺不过关，造成电缆碰伤、拉伤、压伤、剥切损伤等问题，影响电缆质量。另一种是电缆受到外力破坏，在靠近电缆走廊机械施工或人力开挖，使电缆损伤，导致电缆故障。（3）电缆绝缘老化。电缆线路在长期运行中，绝缘在电、热的作用下其物理性能发生变化，使其绝缘性能下降，带来各种安全隐患，最终导致电缆故障的发生。
1.2电缆线路故障的分类
按故障性质分，可分为以下几种故障类型：（1）断线故障，是指电缆有一芯或数芯导体不连续而引发的故障。（2）接地故障，是指电缆一相或多相导体对地，绝缘电阻在100kΩ以下为低阻接地故障，绝缘电阻在100kΩ以上为高阻接地故障。（3）短路故障，是指相间导体绝缘层被击穿而引发的故障，绝缘电阻在100kΩ以下为低阻短路故障，绝缘电阻在100kΩ以上为高阻短路故障。（4）闪络故障，电缆绝缘在某一电压下出现瞬间击穿，且舸┑耐ǖ浪婧蟊环獗眨电缆绝缘又迅速恢复的一种故障类型。（5）复合故障。就是故障同时具备一种以上的故障类型。
2电缆故障点测寻步骤
由于各种原因，电缆故障时有发生，但由于电缆的隐蔽性使故障查找变得困难和繁琐。若无法快速、准确定位电缆故障，就会给正常供电带来巨大影响。因此，迅速定位故障点成为急需解决的问题。
电缆故障点测寻本身就是一个技术性极强的工作，一般需借助专用设备进行测寻。电缆故障点测寻大概可分为以下几个步骤：（1）确定电缆故障性质。摸清电缆故障性质，是合理选用测寻方法的先提。故障的种类多且杂，有单一的断线故障、接地故障、短路故障，也有混合性的断线接地、接地短路等故障，所以必须先确定是哪种类型的故障。故障性质的判断方法多种多样，常用的是摇表和万用表。首先，通过摇表分别测量纤芯对地的绝缘电阻、相间的绝缘电阻。然后，在电缆远端将三相短路，在近端用万用表测量相间导体电阻。最后通过测量数据，分析相对地、相与相之间出现的明显异常低电阻，可以确定故障性质是断线、接地、短路，或是它们问的混合；是单相、两相或三相故障；是低阻、高阻还是闪络性故障。（2）粗测故障定位。也叫电缆故障测距，在电缆的一端使用仪器选用某种测寻方法确定电缆故障点距离，但因仪表精度、电缆敷设路径测量产生误差等因素的存在，测距只能确定故障点粗略地段。（3）故障精确定位。在对故障进行粗测后，需要进一步确定故障的精确位置，这一步是故障测寻最重要的一步，是否准备定位直接影响故障处理工作的效率。技术人员在故障点附近，利用合适的测寻方法对故障点的位置进行精确定位，一般在0.1m范围内确定故障点位置。
3电缆故障点测寻方法
随着社会科学技术的发展，越来越多的新颖测寻技术被应用在电缆故障查找这个领域，电缆故障测寻方法多种多样。上节介绍的测寻步骤中提及，测寻步骤包含粗测故障定位和故障精确定位，对应的测寻方法也分为粗测方法和精测方法。本节将分别介绍几种常用的测寻方法。
3.1粗测方法
3.1.1电桥法
通过利用两侧故障点的电缆线芯电阻和比例电阻构成Murray电桥，是一种较传统的故障测寻方法。此方法的优点是设备价格低，操作简单，测寻精确度较高。它适合外护套故障、低阻故障、短路故障。
3.1.2低压脉冲法
利用脉冲反射仪向电缆发出一个几十伏的低压脉冲信号。而电缆的中间头、终端头、故障点等位置的波阻抗都会发生改变。当脉冲沿电缆传播到每个发生波阻抗变化的位置时，都会产生脉冲反射，反射脉冲被测试点仪器接收并记录。根据发射脉冲和反射脉冲之间的时间差乘以脉冲的传播速度，就能够计算出故障点的距离。此方法的优点是能够直观从显示屏上显示出故障点性质，获得故障点距测试端的距离。试验简单，操作方便。它适合低阻故障，短路故障及断路故障。
3.1.3高压闪络测试法
高压闪络测试法分为直流高压闪络法和冲击高压闪络法。直流高压闪络法，是在电缆上施加直流电压，使电缆的故障点击穿放电发生闪络，闪络会使电缆中产生一个电压跃变，它将以电波的形式在电缆的测试点与故障点问来回反射，记录波形后测得电波反射来回一次的时间，结合电波在电缆中的传播速度，就能求出故障点距离。此方法适合闪络故障、高阻故障。而冲击高压闪络法与直流高压闪络法原理差不多，不同的是它施加的是冲击电压。当故障电阻不是很高时，如果施加直流，其泄露电流较大，电压会几乎全降到试验设备的内阻上，而电缆上电压很小，故障点难以形成闪络，故必须使用冲击高压闪络法。该方法适合大部分闪络故障和断路、低阻、短路故障。
3.2精测方法
3.2.1声测定点法
利用高压脉冲发生器使故障点产生规则放电，然后在初测距离附近，沿着电缆线路，用拾音器接收故障点的放电声波，直到听到有规律的啪啪声，就可以判断故障点就在附近，此时沿着电缆的走向，前后移动定点仪，最后确定最响点位置即是故障点精确位置。
3.2.2跨步电压法
在故障相和地之间施加负极性直流电源，此时从故障点流入土壤的电流会在土壤表面构成漏斗状电位分布，利用探棒寻出土壤中的电势最低点。当仪表指针偏向右时就向右寻找，偏向左就向左寻找，从而达到逐渐缩小故障点距离位置的目的，直到指针指示在正中间时，开挖检查。此方法适用单相接地故障，或者是两相、三相短路并接地故障。
电缆故障篇9
（一）电缆故障原因
第一，外力破坏。电缆出现外力破坏的原因主要是机械施工如挖掘机等直接损坏电缆，从而造成故障发生短路跳闸或伤及绝缘而留下事故的隐患。在实际运行中显示，外力破坏型电缆故障占整个电缆故障中的一半以上。
第二，电缆的施工质量。电缆施工过程中出现的质量问题主要分为两个方面：外部环境因素和制作技术水平。外部环境因素主要包括电缆埋设过浅，导致电缆外露没有保护；弯曲半径过小；电缆沟内杂物积水过多；电缆敷设过程中外皮划损留下的隐患等。制作技术水平主要包括电缆头附件安装不符合工艺要求；电缆头热缩材料烘烤不匀或烘烤过度，造成绝缘材料热缩不紧密或热熔过度，从而降低本身绝缘程度；或冷缩制作时没有按照技术作业书指示制作，没有达到规定制作工艺。
第三，电缆运行问题。用户的过负荷用电会造成电缆绝缘枯干、脆化，使电缆绝缘强度降低、表面温度过高，会造成电缆故障，严重情况下可能引起火灾。
第四，电缆本身质量。
第五，电缆老化。
（二）电缆故障类型
电缆故障的主要类型主要分为低电阻故障、高电阻故障、三相短路故障、断线故障和闪络性故障这几种类型。通常在故障测寻前500v-2500v摇表进行确定。
二、电缆故障测寻方法
第一，电桥法。在电缆线路测试端，将良好相和故障相导体分别作为电桥的两个桥臂接在测试仪器上，将另一端两相导体跨接以构成回路。调节电桥，当电桥平衡时，对应桥臂电阻乘积相等，而作为电桥两个桥臂的电缆导体的电阻值与其长度成正比，于是可把电缆导体电阻之比转换为电缆长度之比，根据电桥上可调电阻和标准电阻数值，即可出电缆故障点初测距离。主要用于电阻值在100kω以下的单相、两相、三相以及相间短路（接地）故障。一般不宜用于测试高阻和闪络故障。由于电桥法主要根据现场电压表和电阻比人工计算电缆故障距离，其准确度不高，不在港区范围内使用。
第二，脉冲法。脉冲法是应用脉冲波技术进行电缆故障测距的方法。其中又分为低压脉冲反射法、直流高压闪络测试法、冲击高压闪络测试法三种。
低压脉冲法工作原理为在测试端注入一低压脉冲波，脉冲波沿电缆传播到故障点产生反射再回送到测试仪器，一起记录了发射波脉冲波与反射脉冲波的时间间隔δt，已知脉冲波在电缆中传播速度v，即可计算出故障点距离。
直闪法工作原理为，在测试端对电缆线路故障相施加直流电压，当电压升到一定值时，故障点发生闪络放电，利用闪络放电产生的脉冲波及其反射波在一起上的记录的时间间隔δt，从而计算出故障点距离。
在实际工作过程中我们发现，电缆故障总体来说主要为高电阻故障和低电阻故障。脉冲法中的低压脉冲法和冲闪法在解决低阻、高阻电缆故障中，精确度高，不受人工因素的影响，所以成为电缆故障测寻的主要应用方法。
三、xf25-1563v.4电缆故障仪的应用
第一，脉冲反射。脉冲反射仪发出的低压脉冲沿着电缆传输。当脉冲信号到达电缆阻抗发生变化的位置时，就会对这种阻抗发生变化反射。通过观察显示仪上的这些反射，就可以确定到反射点的距离。电缆脉冲反射仪主要由脉冲发生器和阴极示波器组成。这种示波器通常要求提供特殊的电路，以确定距离，并针对不同的距离范围改变脉冲宽度。脉冲产生后，被施加在有均匀分布电容的电缆上，当阻抗发生变化时脉冲反射就发生了。上升的反射信号代表高阻抗变化；下降的反射信号代表低阻抗变化。当反射处的阻抗高于电缆特征阻抗时，信号是上升的。当反射处的阻抗低于电缆特征阻抗时，信号是下降的。
第二，弧反射。由于脉冲反射仪发出的低脉冲信号在高阻故障点不发生反射，而直接到达电缆末端形成开路反射，因而在抵压情况下只能测一个“完好”电缆的轨迹波形。因此对于高阻故障，利用弧反射方式通过高压冲击器，对故障点进行冲击放电，使故障点产生电弧，形成瞬间的短路状态（小于50欧姆）。此时，脉冲反射仪通过耦合器与故障电缆连接，并在产生电弧的时候，触发装置触发脉冲信号，在电弧点（瞬时短路点）形成短路反射，并将故障波形以下降的信号显示在脉冲反射仪上。在弧反射法下测得的短路反射波形与在低压脉冲法下测得的开路反射波形将自动同时显示在脉冲反射仪上，两条轨迹波形在故障点会有明显的分离，分离点即为故障点，故障点的距离也自动显示在脉冲反射仪上。
四、遇到的问题及解决方法
电缆故障篇10
关键词：电力电缆 故障检测 预防措施
随着社会经济的快速发展，极大程度上促进我国工农业发展，对电力需求也日益激增，从而对电网的运行也提出了更高的标准要求。电力电缆作为当前我国电能传输和分配的重要载体，它的正常运行与否直接关系到当地经济甚至整个国民经济的建设。近年来，随着电力电缆网络化的快速发展，电缆线路的运行环境变得更为复杂，因此，加强对电力电缆故障的监测和预防显得尤为重要，这样才能够保障正常的生产活动。本文就对电力电缆故障的检测以及预防进行了研究。
一、电力电缆故障的种类
一般而言，电力电缆故障的种类主要有以下几种：
（一）三芯电缆一芯或者两芯接地
通常情况下，接地电阻小于1000兆欧称为低阻接地故障，接地电阻大于1000兆欧称为高阻接地故障。
（二）三相芯线完全短路
一般而言，我们将短路电阻大于100兆欧称为高阻短路故障，短路电阻小于100兆欧称为低阻短路故障。
（三）闪络故障
闪络故障通常是指，电缆绝缘出现了故障，但是出现故障的地方有较高阻值，因此，在电压高的环境下，很容易出现瞬时击穿的障碍。
二、电力电缆故障产生的原因
电力电缆由于所处的环境不一样，从而出现的故障也不尽相同。为了更有效地预防故障的发生，减少电缆的损坏，了解电缆故障产生的原因是很有重要的。一般而言，电力电缆故障产生的原因主要有以下几点：
（一）机械损伤
在电缆故障中，电缆的机械损伤占据着较大的比例，形成机械损伤的原因主要有在安装的过程中损伤、因行使车辆辗压损伤、因受到外力而损伤、因土地下沉而造成的电缆接头和导体损伤。倘若电缆出现损伤故障及时引起故障是很容易被我们察觉的，通常情况下也不会出现较严重的事故。然而事实情况并非如此，若电缆的损害较小，在日常运行过程中不会产生较大影响，但是长久过后，轻微的损伤就会日益严重，会严重威胁到电缆的正常运行，很容易造成电力电缆故障，从而也会带来巨大的经济损失。
（二）化学腐蚀
通常情况下，很多电缆都在埋藏在地面下方，从而地面下方的土壤会直接影响到电缆的使用。倘若地质土壤呈现出酸碱性，这样就很容易埋藏在地下的电缆产生腐蚀，久而久之，电缆的外层保护皮就会出现开裂、穿孔等现象，若电缆没有外层的保护，会极大程度上降低绝缘性，很容易造成故障。
（三）绝缘受潮
电缆的绝缘受潮多是指电缆的接头部分，引起电缆接头受潮的主要原因就是在安装的过程中未严格封闭，从而致使水分进入。与此同时，在安装的过程中，如果天气阴暗潮湿，也很容易导致水分侵蚀接头，这样在电场的作用下，电缆的绝缘性大大降低，极大程度上损坏电缆，从而引起电缆故障。
（四）绝缘层老化
在电流的热效应作用下，负载电流在流经电缆的同时，很容易导致导体发热，与此同时，电荷的集肤效应、绝缘介质的损耗也容易造成附加热量，会增加电缆温度，长期在这样的环境下运行，再加上夏季天气的炎热，很容易导致绝缘层老化，从而引起绝缘损坏。
（五）材料材质问题
一般而言，在制造电缆绝缘的过程中，会产生很多杂志，电缆头在制作的过程中会出现包缠绝缘层不均匀的现象，再加上节电常数的不同，电缆受电厂作用影响，很容易出现老化。除此以外，若电缆头外皮的材料防污能力不达标的话，也很容易导致电缆老化。
三、基本的电力电缆故障检测方法
（一）电桥法
电桥法是指将被测电缆终端的故障相和非故障相连接，将电桥的两端分别接上故障相以及非故障相，通过调节电阻来达到电桥的平衡，然后运用公式计算出故障点的位置。当前，电桥法在现场中的应用不断减少，但是电桥法也具有自身的优势，可以有效地解决那些没有明显的低压脉冲反射，而且不易出现高压击穿的特殊故障。简而言之，电桥法具有便捷性强、准确性高的特点，同时也应该认识到它所存在的不足，就是不能够解决高阻抗与闪络性故障。
（二）脉冲电流法
一般而言，脉冲电流法是指把电缆故障点使用高压击穿，通过仪器将故障点产生的电流行波信号进行记录，从而根据分析出的电流行波信号在测量端和故障点运行所花费的时间计算出故障距离。通常情况下，脉冲电流法是利用现性电流耦合器来对电缆中的电流行波信号进行采集。
（三）低压脉冲反射法
低压脉冲反射法是指在测试的过程中在电力电缆的故障相中注入低压脉冲。低压脉冲通过电缆传播到阻抗不匹配点（也就是我们所指的故障点），当脉冲产生反射又回溯到测试点的时候，会通过仪器将其记录，然后根据发射脉冲和发射脉冲往返的时间差度以及脉冲在电缆过程中的传播速度，这样就可以将其故障点与测试点之间的距离准确测试出来。采用低压脉冲反射法最大的有点就是使用简单，在实际过程中，对电缆的实际长度以及其他详细资料不必明确知道。然而它也具有一些不足，即若不明确电缆的走向，就不能够处理高阻抗与闪络性之间的故障。
（四）实时专家系统
简而言之，专家系统属于一个涵盖智能特点的计算机程序，之所以具有智能特点主要是因为这种系统在一定的领域范围内可以模仿人类专家的思维从而有效地解决存在的复杂问题。所以，专家系统具备丰富的知识是很必要的，与此同时，还应该具备人类正常的思维模式，从而有效地解决出现的问题。
除此以外，在进行电力电缆故障检测时还应该注意以下几个问题：一、低电阻和高电阻并没有明确区别，这样在实际操作过程中就可以灵活使用多种方法，进行综合判断。例如，通常35kV的电缆较为复杂，中间头以及H接头都较多，从而街头故障的波形很不容易辨别，如果我们断定是街头出现的故障，未来路得到准确的测距效果就需要采用在故障点充分放电的方法；二、若电缆的一端测试放电不充分，或者无法采集到电缆的测试波形，就需要我们从另一端进行升压测试。总之，不管采用什么测试波形，若故障点与测试端的距离较近，自然就会产生盲区，无法科学判断并识别波形，为了有效解决这一问题，就需要从电缆的另一端进行测试；三、定点仪能够探测到的距离与放电声音高低、泥土的湿度有着密切关系。具体来讲，放电声音越高，泥土就会越干燥，从而就能够检测到更远的距离。与此同时，在施工的过程中若完整地保存原始资料，熟悉电缆路径，这样在接头处就会出现标志桩，可以减少查找电缆故障的时间。此外，在进行试验之前，准备汽油或者柴油发电机作为试验仪器的电源也是很有必要的。
四、电力电缆故障预防措施
如何有效地于预防电力电缆故障，我们可以从以下几方面做起：
（一）科学合理地选择电缆类型
长久以来，油纸绝缘电缆是众多电力企业所偏爱电缆，这主要是因为油质绝缘电缆生产制造技术较先进，不仅成本低，而且使用寿命较长。但是在设计使用的过程中也存在很多不便，尤其是绝缘油非常容易流淌，从而严重影响到电缆绝缘的性能。
如今，交联聚乙烯电缆是制造技术最为先进的电缆，这种电缆在运行过程中具有较强的便捷性，不仅不受温度高的影响，而且也不会因高差而出现问题。除此以外，与以往使用的油纸绝缘电缆相比较，交联聚乙烯电缆具有更多的优势，从而交联聚乙烯电缆深受众多电力企业的青睐，同时在这种电缆的基础上不断以往所使用的电缆进行升级改造，不仅有效地解决了由于落差所产生的故障，还大大提升了电缆的传输能力。
（二）不断改进电缆终端制作工艺
通过研究电力电缆产生的故障，从中我们可以看出造成电缆漏油的一个重要原因就是电缆终端的制作工艺不合格，因此，改进电缆终端制作工艺显得尤为重要。具体来讲，使用那些性能稳定、强度较高、密封性较好地环氧树脂电缆终端，从而就可以有效地解决电缆漏油的问题，极大程度上提高了电缆的绝缘性能。
（三）加强日常运行维护工作
电力工作建设对经济发展发挥着关键作用，有力地促进了国民经济的发展。在工作中要坚持端正的工作态度、培养科学的工作方法、高超的技术能力。同时要做好电力电缆的日常防护工作，这样就可以有效地避免故障的发生。而且在日常的运行过程中也应该做好基本的监管工作，这主要是因为做好日常的监督和管理工作可以从根本上避免故障的发生，能够及时发现问题并尽快解决存在的问题。
一般而言，做好日常的监管工作多是指在一定时期要对电缆、土壤、环境温度进行检测，防止因电缆过渡而出现状况；用配电盘式电流表或者记录电流表专门测定电缆线路的负荷，测量电缆铅包对地电阻；技术人员要在定期地对埋藏在土壤下的电缆进行检查。通常按照3个月重点检查一次，6个月开展全面检查的原则。同时要对检测的结果及时进行记录，根据出现的问题提出解决方案。
（四）强化管理，加大投入力度
众所周知，仅仅依靠先进的科学技术和良好的方法对于促进企业的发展是不够的，还需要健全的管理制度做保障。关于电力电缆的运行和维护也是如此，不仅需要科学的方法，还需要完善的管理制度。在电力电缆线路的日常运行维护中要坚持责任到位、操作到位、监督到位。除此以外，加大科技力量的投入也是很有必要的，制定出合理规范措施，完善基本资料，切实做好电缆防护、电缆故障的侧寻、电缆事故抢修等工作，为电力的正常运营提供条件。
（五）重视电缆通道的选择
由于电缆通道的环境会直接影响到电缆的运行。通常，若电缆环境的周围的土壤中含有与氯化物、酸碱溶液等，很容易腐蚀电缆，而且地下水的污染也会对电缆造成一定的腐蚀。因此，在安装电缆的时候，要重视电缆通道的选择，要认真检测周围的环境和土壤，尤其是在化工区，更要重视电缆通道的选择，积极才有有效措施避免因腐蚀而造成的电缆故障。
除此以外，为了更加有效地防止电缆故障的发生，通常就需要我们做好电缆电压的日常检测以及测量工作，保障电缆线路能够规范的负荷中运行。若在测量过程中出现超负荷现象，要及时通知相关部门进行处理。
总而言之，电力电缆是电网运行的重点，它的正常运行会直接关系到人们正常的生产和生活。要想做好电力电缆故障的检查及预防工作就需要我们了解电力电缆故障产生的原因，加强电缆的管理，做好电缆故障防护等工作。当前，我国在电力电缆故障的检测技术还有待进一步提高，与国外先进的电力电缆故障检测技术相比还存在较大差距。因此，我们要不断加大科技投入，研发出新的技术，从而为提高配电系统的供电可靠性，为了社会经济的发展提供有力保障。
参考文献：
[1]宋宪旺，张荣歌，李得波.浅谈电力电缆的故障原因及防范措施[J].山东煤矿科技.2009（04）
[2]贺晓***.电力电缆故障定位分析及预防[J].机电信息.2012（15）
[3]李凤梅.电力电缆故障的预防措施[J].供用电.2006年06期
[4]马成才，张学昌等.电力电缆故障检测方法的探讨[J].工业计量.2000年12月
[5]许睿.电缆故障原因分析及检测方法[J].中国新技术新产品.2010（22）