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)計和制作工藝不良等，電力電纜故障查找方法：我們在采用電纜故障探測儀對電纜故障進(jìn)行檢測時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)時并沒有造成故障，但在幾個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）安裝時損傷：在安裝時不小心碰傷電纜，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）行駛車輛的震動或沖擊性負(fù)荷會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)部氣隙在電場作用下產(chǎn)生游離使絕緣下降。當(dāng)絕緣介質(zhì)電離時，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)計和制作工藝不良

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

6、材料缺陷

　　材料缺陷主要表現(xiàn)在三個方面。一是電纜制造的問題，電纜在出廠時存在缺陷；二是電纜頭等附件制造上的缺陷；三是對絕緣材料的維護(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）。

　　我們在采用電纜故障探測儀對電纜故障進(jìn)行檢測時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概念：
　　①長線理論：所謂長線是指線的幾何長度比其上所傳輸?shù)碾姶挪ǖ牟ㄩL還要長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)電波在長線中傳播，電纜特性阻抗發(fā)生變化時必然產(chǎn)生反射波，通過分析入射波與反射波的時向差，即可算出故障點(diǎn)的距離。
　　③反射系數(shù)：是指長線上某點(diǎn)的反射波與入射波的振幅之比，也就是指長線上某點(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，開路；
﹣1≤f反＜0       負(fù)反射─幅度、相位均發(fā)生變化，
      f反=﹣1時，短路。
　　再就是我們需要了解電纜故障測試原理
　　電纜故障測試是根據(jù)微波傳輸線的電波反射現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)對電纜故障的粗測。
　　對于低阻和開路故障，由智能閃測儀本身產(chǎn)生并發(fā)射給故障電纜一個脈沖信號，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)到測試端的距離
　　v----電信號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=電信號從測試端發(fā)出，到故障點(diǎn)再返回到發(fā)送端所需時間。

　　因此，只要測算出時間T就可知道故障點(diǎn)到測試端的距離。對于高阻故障，智能閃測儀利用電纜故障點(diǎn)在高壓作用下閃絡(luò)放電形成瞬間短路故障，并同時產(chǎn)生回波信號的原理對其進(jìn)行測試。測算兩次回波信號的時間差，應(yīng)用公式①可計算出故障點(diǎn)到測試端的距離。

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

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

　　將檢測系統(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，水阻盤的輸出與測試系統(tǒng)的輸入相連。也可直接將測試系統(tǒng)的輸入線與故障相及地線相連。

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

　　移動游標(biāo)至低壓脈沖的下降沿按“定位”，再移動游標(biāo)至反射信號的前沿，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)展后再計算。

●　測故障

　　測故障時選擇“低壓脈沖”“測故障”，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與發(fā)送脈沖極性相同，短路故障的反射信號與發(fā)送脈沖極性相反。注：由于測電纜全長時的接線及波形與測開路故障時完全相同。

2、沖閃方式

　　沖閃方式用于測試高阻泄漏性故障，大部分電纜故障都可以使用沖閃方式測試。以前采用沖閃電感電壓取樣的時候比較多，現(xiàn)在一般采用電流取樣，因?yàn)椴捎秒娏魅�樣時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

　　直閃法用于測試高阻閃絡(luò)性質(zhì)故障。用直閃法時一定要注意監(jiān)視高壓電流，以防電流過大而燒壞高壓變壓器。

4、測試電纜路徑和埋設(shè)深度

　　將測試系統(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�此時儀器輸出一個15KHZ正弦信號，此信號在電纜周圍產(chǎn)生電磁場，調(diào)整路徑信號接收器的“音量”和“微調(diào)”旋鈕，使耳機(jī)里的聲音清晰、悅耳，即可尋測電纜路徑和估測電纜埋設(shè)的深度。

●　尋測電纜路徑
　　當(dāng)探棒處于電纜上方B點(diǎn)時，探棒的線圈與電場平行，線圈沒有切割電力線，線圈中的感應(yīng)電流小，這時耳機(jī)中幾乎沒有聲音。而當(dāng)探棒在A點(diǎn)或者C點(diǎn)時，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，探棒正對電纜，此時耳機(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電纜的埋設(shè)深度。

5、故障點(diǎn)定位
　　我們使用各種測試方法已測出故障點(diǎn)的距離，但由于各種因素的影響，如測量誤差、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，用定位儀在測量出的故障點(diǎn)附近檢測電纜故障的放聲點(diǎn)。高壓放電的時間以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)
●　在測試電纜故障時必須遵守有關(guān)安全規(guī)則。
●　在高壓測試中，一切設(shè)備都應(yīng)良好接地，以免燒壞測試設(shè)備。如有條件可將高壓產(chǎn)生器的電源與測試儀器的電源分開。
●　在有易燃物品的環(huán)境中利用高壓測試時，應(yīng)有保安措施。
●　每次使用電阻閃沖時，應(yīng)對水阻的測值進(jìn)行測量。
●　注意人身安全。

●　建議加高壓時將電腦的外接電源斷開，zui好不用外接鼠標(biāo)。

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