電力電纜故障產(chǎn)生的原因及查找方法

　　電力電纜故障產(chǎn)生的原因及查找方法：電力電纜故障產(chǎn)生的主要原因：機(jī)械損傷，絕緣受潮，絕緣老化變質(zhì)，過電壓，設(shè)計(jì)和制作工藝不良等，電力電纜故障查找方法：我們?cè)诓捎秒娎|故障探測(cè)儀對(duì)電纜故障進(jìn)行檢測(cè)時(shí)一般都是采用低壓脈沖、直閃、沖閃三種基本方式。再配合其他的取樣方法進(jìn)行精準(zhǔn)排查。

一、電力電纜故障產(chǎn)生的主要原因：

1、機(jī)械損傷
　　根據(jù)近年來的故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中我們可以看到機(jī)械損傷引起的電纜故障占電纜事故很大的比例。有些機(jī)械損傷很輕微，當(dāng)時(shí)并沒有造成故障，但在幾個(gè)月甚至幾年后損傷部位才發(fā)展成故障。造成電纜機(jī)械損傷的主要有以下幾種原因：
（1）安裝時(shí)損傷：在安裝時(shí)不小心碰傷電纜，機(jī)械牽引力過大而拉傷電纜，或電纜過度彎曲而損傷電纜；
（2）直接受外力損壞：在安裝后電纜路徑上或電纜附近有其他城市建設(shè)等施工，使電纜受到直接的外力損傷；
（3）行駛車輛的震動(dòng)或沖擊性負(fù)荷會(huì)造成地下電纜的中間接頭裂損；
（4）因自然現(xiàn)象造成的損傷：因電纜自然行程使裝在管口或支架上的電纜外皮擦傷；因土地沉降引起過大拉力，拉斷中間接頭或?qū)�體。

2、絕緣受潮
　　絕緣受潮后引起故障。造成電纜受潮的主要原因有：
（1）因中間接頭或終端接頭結(jié)構(gòu)不密封或安裝不良而導(dǎo)致進(jìn)水；
（2）電纜制造不良，金屬護(hù)套有小孔或裂縫；

（3）金屬護(hù)套因被外物刺傷或腐蝕穿孔；

3、絕緣老化變質(zhì)

　　電纜絕緣介質(zhì)內(nèi)部氣隙在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生游離使絕緣下降。當(dāng)絕緣介質(zhì)電離時(shí)，氣隙中產(chǎn)生臭氧、硝酸等化學(xué)生成物，腐蝕絕緣；絕緣中的水分使絕緣纖維產(chǎn)生水解，造成絕緣下降。過熱會(huì)引起絕緣老化變質(zhì)。電纜內(nèi)部氣隙產(chǎn)生電游離造成局部過熱，使絕緣碳化。電纜過負(fù)荷是電纜過熱很重要的因素。安裝于電纜密集地區(qū)、電纜溝及電纜隧道等通風(fēng)不良處的電纜、穿在干燥管中的電纜以及電纜與熱力管道接近的部分等都會(huì)因本身過熱而使絕緣加速損壞。

4、過電壓

　　大氣與內(nèi)部過電壓作用，使電纜絕緣擊穿，形成故障，擊穿點(diǎn)一般是存在缺陷。 

5、設(shè)計(jì)和制作工藝不良

　　中間接頭和終端頭的防水、電場(chǎng)分布設(shè)計(jì)不周密，材料選用不當(dāng)，工藝不良、不按規(guī)程要求制作會(huì)造成電纜頭故障。

6、材料缺陷

　　材料缺陷主要表現(xiàn)在三個(gè)方面。一是電纜制造的問題，電纜在出廠時(shí)存在缺陷；二是電纜頭等附件制造上的缺陷；三是對(duì)絕緣材料的維護(hù)管理不善，造成電纜絕緣受潮、臟污和老化。

7、護(hù)層的腐蝕

　　由于地下酸堿腐蝕、雜散電流的影響，使電纜外皮受腐蝕出現(xiàn)麻點(diǎn)、開裂或穿孔，造成故障。

二、電纜故障排查方法

　　在多年的實(shí)際工作中，我們發(fā)現(xiàn)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(yùn)行故障為主，且大多數(shù)是高阻故障，而高阻故障又分泄露和閃絡(luò)兩大類型；而低壓電纜故障只有開路、短路和斷路三種情況（當(dāng)然，高壓電纜也包括這三種情況）。

　　我們?cè)诓捎秒娎|故障探測(cè)儀對(duì)電纜故障進(jìn)行檢測(cè)時(shí)一般都是采用低壓脈沖、直閃、沖閃三種基本方式。再配合其他的取樣方法進(jìn)行精準(zhǔn)排查。

　　在這里首先我們要建立幾個(gè)概念：
　　①長(zhǎng)線理論：所謂長(zhǎng)線是指線的幾何長(zhǎng)度比其上所傳輸?shù)碾姶挪ǖ牟ㄩL(zhǎng)還要長(zhǎng)或者可以與之相比擬的傳輸線；反之為短線。無論是低壓脈沖法還是高壓內(nèi)路法檢測(cè)電力電纜故障距離，均是討論電波在電力電纜中傳播的微觀過程，把電力電纜作“均勻長(zhǎng)線”來討論。根據(jù)電波在傳輸過程中幅度、相位、速度等諸參數(shù)的變化規(guī)律，利用雷達(dá)測(cè)距原理來確定故障點(diǎn)距離。   
　　②微波傳輸理論（雷達(dá)原理）：當(dāng)電波在長(zhǎng)線中傳播，電纜特性阻抗發(fā)生變化時(shí)必然產(chǎn)生反射波，通過分析入射波與反射波的時(shí)向差，即可算出故障點(diǎn)的距離。
　　③反射系數(shù)：是指長(zhǎng)線上某點(diǎn)的反射波與入射波的振幅之比，也就是指長(zhǎng)線上某點(diǎn)的反射波的電壓（或電流）與入射波電壓（或電流）振幅之比。
分為以下情況：
   0＜f反≤1       正反射─幅度發(fā)生變化，
f=1時(shí)，開路；
﹣1≤f反＜0       負(fù)反射─幅度、相位均發(fā)生變化，
      f反=﹣1時(shí)，短路。
　　再就是我們需要了解電纜故障測(cè)試原理
　　電纜故障測(cè)試是根據(jù)微波傳輸線的電波反射現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜故障的粗測(cè)。
　　對(duì)于低阻和開路故障，由智能閃測(cè)儀本身產(chǎn)生并發(fā)射給故障電纜一個(gè)脈沖信號(hào)，電纜中傳輸?shù)碾娒}沖遇到故障點(diǎn)或電纜異常處后，產(chǎn)生一個(gè)反射脈沖沿原電纜路徑回到發(fā)射端，應(yīng)用路程公式S=vt可得：
　　S=1/2vt…………………………………………………………①
　　其中:S----故障點(diǎn)到測(cè)試端的距離
　　v----電信號(hào)在電纜中的傳輸速度,只與電纜的絕緣介質(zhì)有關(guān)；與電纜導(dǎo)體材料無關(guān),是一個(gè)常數(shù).如油浸紙電纜v≈160m/μs；交聯(lián)聚乙烯電纜v≈170m/μs。
　　T=電信號(hào)從測(cè)試端發(fā)出，到故障點(diǎn)再返回到發(fā)送端所需時(shí)間。

　　因此，只要測(cè)算出時(shí)間T就可知道故障點(diǎn)到測(cè)試端的距離。對(duì)于高阻故障，智能閃測(cè)儀利用電纜故障點(diǎn)在高壓作用下閃絡(luò)放電形成瞬間短路故障，并同時(shí)產(chǎn)生回波信號(hào)的原理對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。測(cè)算兩次回波信號(hào)的時(shí)間差，應(yīng)用公式①可計(jì)算出故障點(diǎn)到測(cè)試端的距離。

zui后我們來介紹下電纜故障檢測(cè)的具體方法
　　故障排查的基本步驟：用搖表或者萬用表測(cè)量故障電纜的絕緣電阻，判斷故障性質(zhì)，確定測(cè)試方法；測(cè)試故障距離；探測(cè)故障點(diǎn)附近電纜埋設(shè)的路徑；定點(diǎn)。
檢測(cè)前將電纜終端頭的所有連線斷開。

１、低壓脈沖方式
　　低壓脈沖用于檢測(cè)電纜中電波傳播的速度、電纜全長(zhǎng)、低阻故障和開路故障。

　　將檢測(cè)系統(tǒng)的通信連線與筆記本電腦的串口連接，電纜的故障相（被測(cè)相）與地線分別接到水阻盤的紅、黑接線柱，水阻盤的輸出與測(cè)試系統(tǒng)的輸入相連。也可直接將測(cè)試系統(tǒng)的輸入線與故障相及地線相連。

●　測(cè)速度
　　對(duì)于有些電纜，電波傳播的速度未知，必須通過測(cè)試來確定。但測(cè)試前必須知道電纜的全長(zhǎng)。
　　 選擇“低壓脈沖”“測(cè)速度”，根據(jù)電纜的長(zhǎng)度選擇“0.2μs”或“2μs” ，一般500 m以下用0.2μs。鍵入電纜全長(zhǎng)后“采樣，配合調(diào)整“位移”和“幅度”，使信號(hào)的幅度和基線處于便于觀察的位置。

　　移動(dòng)游標(biāo)至低壓脈沖的下降沿按“定位”，再移動(dòng)游標(biāo)至反射信號(hào)的前沿，屏幕上即可顯示此種電纜中電波的傳播速度。如果發(fā)射和接收的波形離的太近，可按“擴(kuò)展”鍵將波形擴(kuò)展后再計(jì)算。

●　測(cè)故障

　　測(cè)故障時(shí)選擇“低壓脈沖”“測(cè)故障”，并選擇適當(dāng)?shù)拿}沖寬度，按“采樣”后屏幕即顯示故障波形。開路故障的反射信號(hào)與發(fā)送脈沖極性相同，短路故障的反射信號(hào)與發(fā)送脈沖極性相反。注：由于測(cè)電纜全長(zhǎng)時(shí)的接線及波形與測(cè)開路故障時(shí)完全相同。

2、沖閃方式

　　沖閃方式用于測(cè)試高阻泄漏性故障，大部分電纜故障都可以使用沖閃方式測(cè)試。以前采用沖閃電感電壓取樣的時(shí)候比較多，現(xiàn)在一般采用電流取樣，因?yàn)椴捎秒娏魅�樣時(shí)一起不與高電壓直接連接，人身和設(shè)備的安全系數(shù)更高。如果一條電纜上有多處故障或電纜大面積受潮，可采用閃沖電阻取樣方式。

3、直閃方式

　　直閃法用于測(cè)試高阻閃絡(luò)性質(zhì)故障。用直閃法時(shí)一定要注意監(jiān)視高壓電流，以防電流過大而燒壞高壓變壓器。

4、測(cè)試電纜路徑和埋設(shè)深度

　　將測(cè)試系統(tǒng)輸出電纜芯線接電纜的一相，地線接電纜地線（鉛包）。（如果故障相的電阻值很低。，可在輸出地線和電纜地線間串接一個(gè)幾百歐姆的電阻。）先將輸出電位器調(diào)到zui小，打開電源再將幅度旋鈕調(diào)整到適當(dāng)?shù)奈恢茫�此時(shí)儀器輸出一個(gè)15KHZ正弦信號(hào)，此信號(hào)在電纜周圍產(chǎn)生電磁場(chǎng)，調(diào)整路徑信號(hào)接收器的“音量”和“微調(diào)”旋鈕，使耳機(jī)里的聲音清晰、悅耳，即可尋測(cè)電纜路徑和估測(cè)電纜埋設(shè)的深度。

●　尋測(cè)電纜路徑
　　當(dāng)探棒處于電纜上方B點(diǎn)時(shí)，探棒的線圈與電場(chǎng)平行，線圈沒有切割電力線，線圈中的感應(yīng)電流小，這時(shí)耳機(jī)中幾乎沒有聲音。而當(dāng)探棒在A點(diǎn)或者C點(diǎn)時(shí)，耳機(jī)中的聲音較大。由聲音較小的點(diǎn)所連成的線即為電纜的路徑。
●　估測(cè)電纜埋設(shè)深度
　　將探棒在電纜上方B點(diǎn)右傾斜45度，然后垂直于電纜走向后退，當(dāng)退到A點(diǎn)時(shí)，探棒正對(duì)電纜，此時(shí)耳機(jī)的聲音較小。
　　B點(diǎn)到A點(diǎn)的距離，也就是向后退的距離即為電纜埋設(shè)的深度。

　　用這種方法可以估測(cè)電纜的埋設(shè)深度。

5、故障點(diǎn)定位
　　我們使用各種測(cè)試方法已測(cè)出故障點(diǎn)的距離，但由于各種因素的影響，如測(cè)量誤差、電纜的余纜、拐彎等，在地面上不一定能準(zhǔn)確地找到故障，還必須使用故障定位儀來準(zhǔn)確定故障點(diǎn)。
　　故障定位時(shí)是利用高壓設(shè)備給電纜加一沖擊直流負(fù)高壓，用定位儀在測(cè)量出的故障點(diǎn)附近檢測(cè)電纜故障的放聲點(diǎn)。高壓放電的時(shí)間以1秒鐘一次為宜。

　　打開定位儀電源，適當(dāng)調(diào)節(jié)音量旋鈕，將定位儀放置在測(cè)出的電纜故障點(diǎn)處，應(yīng)該有故障點(diǎn)放電的聲音，如果聽不到可移動(dòng)定位儀的位置，直到耳機(jī)里的放電聲zui大，此處即為故障點(diǎn)。

6、注意事項(xiàng)
●　在測(cè)試電纜故障時(shí)必須遵守有關(guān)安全規(guī)則。
●　在高壓測(cè)試中，一切設(shè)備都應(yīng)良好接地，以免燒壞測(cè)試設(shè)備。如有條件可將高壓產(chǎn)生器的電源與測(cè)試儀器的電源分開。
●　在有易燃物品的環(huán)境中利用高壓測(cè)試時(shí)，應(yīng)有保安措施。
●　每次使用電阻閃沖時(shí)，應(yīng)對(duì)水阻的測(cè)值進(jìn)行測(cè)量。
●　注意人身安全。

●　建議加高壓時(shí)將電腦的外接電源斷開，zui好不用外接鼠標(biāo)。

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