摘要： 本文主要針對(duì)電力電纜的常見(jiàn)故障，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，人為因素，運(yùn)行環(huán)境等方面進(jìn)行分析， 總結(jié)了電力電纜故障原因。并介紹了常用的電力電纜故障查找方法的原理、優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍，針對(duì)不同的電力電纜故障采用不同的方法以便 快速、準(zhǔn)確、方便查找故障 ，本文結(jié)合工作實(shí)際，以實(shí)際的電力電纜故障來(lái)說(shuō)明各個(gè)各個(gè)電纜故障查找方法的適用性，具有一定的參考價(jià)值。
       引言：電力電纜作為電力系統(tǒng)的重要組成部份，它的安全運(yùn)行具有重要意義。一旦發(fā)生故障后，如何在最短時(shí)間內(nèi)快速找出故障點(diǎn)一直電纜行業(yè)十分注重的研究課題。本文總結(jié)了多年來(lái)從事電纜運(yùn)行維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)電纜故障原因進(jìn)行了分析，重點(diǎn)介紹幾種常用探測(cè)方法，并對(duì)各方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍進(jìn)行比較，以實(shí)際的例子進(jìn)行分析，具有一定的參考意義。
       1、電纜故障分類(lèi) 電纜故障可概括為接地、短路、斷線三類(lèi)；如以故障點(diǎn)絕緣特征分類(lèi)又可分 :
1.1 開(kāi)路故障：電纜線芯連續(xù)性受到破壞，形成斷線。
1.2 低阻故障：絕緣電阻一般在幾百歐姆以下。
1.3 高阻故障 ：用兆歐表測(cè)量電纜絕緣電阻低于正常值但高于幾百歐姆的故障。
       2 、 形成電纜故障的原因分析 致使電纜發(fā)生故障的原因是多方面的，包括電纜運(yùn)行環(huán)境，人為因素，施工質(zhì)量等，現(xiàn)將常見(jiàn)的幾種主要原因歸納如下。
2 .1 外力破壞 09年廈門(mén)電力電纜運(yùn)行情況分析：10 kV電纜故障56次，其中外破28起，占50％。近幾年來(lái)由于城市建設(shè)工程項(xiàng)目遍及各個(gè)角落，因施工單位在不明地下管線情況下進(jìn)行地下管線施工或有些素質(zhì)不高施工隊(duì)的野蠻施工，是造成電纜受外力破壞的主要原因。
2 .2 電纜安裝、產(chǎn)品質(zhì)量不合格 09年廈門(mén)10kV電纜附件及電纜施工工藝不良造成電纜故障6起，占11％。由于附件施工人員對(duì)中間接頭制作安裝的操作細(xì)節(jié)不夠重視或現(xiàn)場(chǎng)安裝工藝條件較差等原因，導(dǎo)致中間接頭的制作出現(xiàn)工藝和操作缺陷，對(duì)電纜的正常運(yùn)行帶來(lái)安全隱患。還有就是電纜附件產(chǎn)品存在質(zhì)量問(wèn)題；因此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)附件安裝人員工藝培訓(xùn)和對(duì)電纜附件產(chǎn)品質(zhì)量的入網(wǎng)把關(guān)顯得尤為重要。
2 .3 機(jī)械損傷 施工隊(duì)伍在電纜敷設(shè)過(guò)程中未按要求和施工規(guī)范進(jìn)行，用力不當(dāng)或牽引力過(guò)大，使用的敷設(shè)工具不當(dāng)或野蠻施工等原因造成電纜的機(jī)械損傷，有些機(jī)械損傷很輕微，當(dāng)時(shí)并未造成故障，要在數(shù)月甚至數(shù)年后故障才會(huì)暴露出來(lái)。這類(lèi)故障一般表現(xiàn)在 0.4 k V 電纜居多。
2 .4 電纜本體故障 電纜本體故障主要有電纜制造工藝和絕緣老化兩種原因。制造工藝造成的故障現(xiàn)在比較少了，因 國(guó)內(nèi) 中壓電纜的制造已經(jīng)達(dá)到 國(guó)際 先進(jìn)水平了。而電纜的老化現(xiàn)象問(wèn)題還是存在的，造成電纜提前老化的原因有 ： 1 、電纜在長(zhǎng)期高溫或高電壓作用下容易產(chǎn)生局部放電，引起絕緣老化而出現(xiàn)故障； 2 、塑料絕緣電纜因長(zhǎng)期浸泡在水中或水分侵入，使絕緣纖維產(chǎn)出水解，在電場(chǎng)集中處形成 “ 水樹(shù)枝 ” 現(xiàn)象，造成絕緣擊穿等現(xiàn)象。
        3、 電纜故障 檢測(cè)方法及實(shí)例分析 電力電纜故障查找一般按故障性質(zhì)診斷、故障測(cè)距、故障定點(diǎn)三個(gè)步驟進(jìn)行。故障性質(zhì)診斷過(guò)程是對(duì)故障電纜情況做初步了解及分析，然后用兆歐表及萬(wàn)用表進(jìn)行故障性質(zhì)判別，根據(jù)不同故障性質(zhì)選擇不同方法進(jìn)行粗測(cè)，然后再依據(jù)粗測(cè)的結(jié)果進(jìn)行精確定位。電纜故障檢測(cè)的方法有許多，這些方法的適應(yīng)對(duì)象及檢測(cè)結(jié)果也各有不同，以下將介紹電纜故障測(cè)距電橋法、低壓脈沖法、沖擊高壓閃絡(luò)法的工作原理，并以實(shí)際的例子說(shuō)明方法的適用情況，并對(duì)各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較。
3 .1　電阻電橋法 及電容電橋法 ： 它主要是利用電阻的大小跟電纜的長(zhǎng)度成正比，利用電橋原理測(cè)出故障相電纜的端部與故障點(diǎn)之間的電阻大小，并將它與無(wú)故障相做比較， 進(jìn) 而確定 其 故障點(diǎn)距離其端部的原理進(jìn)行的。其測(cè)量接線原理 如 圖（1） 所示。 當(dāng)電纜呈斷路性質(zhì)時(shí)，由于直流電橋測(cè)量臂未能構(gòu)成直流通路，所以，采用電阻電橋法將無(wú)法測(cè)量出故障距離，只有采用電容電橋法或其它方法來(lái)測(cè)試． 電容電橋法 測(cè)量接線原理如圖（2） 所示。 實(shí)際應(yīng)用： 海滄東方開(kāi)閉所翁石線電纜接地故障， A 相完好， B 、 C 兩相對(duì)地絕緣電阻 3MΩ ，用直閃、沖閃法都無(wú)法測(cè)到故障點(diǎn)，最后使用電橋法成功測(cè)到距測(cè)試點(diǎn) 1000 米的地方，一中間接頭進(jìn)水造成的單相接地故障。 測(cè)試體會(huì)： 電橋法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、方便、精確度高，但它有局限性： 1 ）不適合于高阻或閃絡(luò)性故障； 2 ）需要知道電纜的準(zhǔn)確長(zhǎng)度、接頭數(shù)量等原始資料。電橋法對(duì)一些特殊故障沒(méi)有明顯的低壓脈沖反射，但又不容易用高壓擊穿的，如故障電阻不是太高的話，使用電橋法往往可以解決問(wèn)題。
3 .2 低壓脈沖法 又稱雷達(dá)法，主要用于測(cè)量電纜開(kāi)路、短路及低阻故障。其工作原理：測(cè)試時(shí)向，從測(cè)試端向電纜注入一低壓脈沖信號(hào)，該脈沖沿電纜傳播到阻抗不匹配點(diǎn)，如短路點(diǎn)、斷線點(diǎn)等，脈沖產(chǎn)生反射，回到測(cè)量點(diǎn)被儀器記錄下來(lái)。波形上發(fā)射脈沖與反射脈沖的時(shí)間差△t，對(duì)應(yīng)脈沖在測(cè)量點(diǎn)與阻抗不匹配點(diǎn)往返一次的時(shí)間，已知脈沖在電纜中的波速度V，則阻抗不匹配點(diǎn)距離，可由下式計(jì)算：L=V · △t / 2 ，其工作原理如圖3所示 低壓脈沖工作原理主要是通過(guò)識(shí)別反射脈沖的極性，可以判斷故障的性質(zhì)。斷路故障與發(fā)射脈沖極性相同如圖4所示；而短路故障與發(fā)射脈沖極性相反如圖5所示。此方法適用低阻（故障電阻小于100歐的短路故障）、斷路故障。 實(shí)際應(yīng)用： 廈門(mén)電業(yè)局岑西開(kāi)閉所岑頭線904柜至岑頭箱式變901柜電纜發(fā)生單相失地故障，該電纜型號(hào)為：YJV22-10/8. 7 -3*240，電纜長(zhǎng)度470米。經(jīng)技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電纜進(jìn)行故障性質(zhì)診斷，判斷此次故障為電纜A相失地故障，通過(guò)使用萬(wàn)用表測(cè)得A相絕緣電阻為100Ω，符合低壓脈沖法的測(cè)試條件。用RM-950對(duì)該電纜任一完好相（C相）測(cè)試全長(zhǎng)后保存，然后再對(duì)故障相（A相）進(jìn)行故障點(diǎn)測(cè)試后，進(jìn)行比較分析，測(cè)出測(cè)試端離故障點(diǎn)為72米，用RM-550進(jìn)行故障精確定點(diǎn)，找出實(shí)際故障點(diǎn)長(zhǎng)度與儀器測(cè)量長(zhǎng)度相差甚小，其測(cè)試波形如圖6所示:波形A為故障相（A相）的波形，波形B為完好相（C相）的波形，用儀器的“波形比較”功能可以清楚的看出故障點(diǎn)位置在72米處。本次電纜故障探傷成功，耗時(shí)1小時(shí)。 測(cè)試體會(huì)： 低壓脈沖法一般對(duì)單相低阻接地、兩相短路并接地及三相短路并接地等故障適用，優(yōu)點(diǎn)：使用的儀器較少，接線簡(jiǎn)單方便，相對(duì)安全。缺點(diǎn)：使用范圍有局限性，只能用于低阻故障。
3 .3沖擊高壓閃絡(luò)法 [4] 脈沖電流法又分直流高壓閃絡(luò)法（簡(jiǎn)稱直閃法）與沖擊高壓閃絡(luò)法（簡(jiǎn)稱沖閃法），這邊我們重點(diǎn)介紹沖閃法，他們?cè)砘鞠嗤煌氖菦_閃法在儲(chǔ)能電容C與電纜之間串入球形間隙G，通過(guò)調(diào)節(jié)電壓對(duì)電容C充電使其擊穿球形間隙G而對(duì)電纜放電，達(dá)到擊穿高阻故障點(diǎn)，而測(cè)距儀通過(guò)耦合器L，記錄高壓脈沖行波信號(hào)在故障點(diǎn)和電纜始端之間往返一次的時(shí)間進(jìn)行測(cè)距。大部分電纜高阻故障測(cè)試都可以采用此法，與低壓脈沖法不同的是沖閃法的脈沖信號(hào)是故障點(diǎn)放電產(chǎn)生的，而不是象低壓脈沖法是由測(cè)試儀器發(fā)射出的。 對(duì)于故障點(diǎn)在電纜不同位置所形成的波形往往不相同，沖閃法測(cè)試波形如圖8所示： 從圖8中的波形可以看出，沖閃法測(cè)試波形整體上像一個(gè)衰減的余弦振蕩及疊加在余弦振蕩上的快變化脈沖。從圖中還可以看出，正脈沖前還有一個(gè)負(fù)尖峰，后面的波形也有相應(yīng)的變化。這是因?yàn)殡娎|在加沖擊負(fù)高壓時(shí)，故障點(diǎn)處負(fù)高壓上升有一個(gè)過(guò)程，故障點(diǎn)的電離放電也有一段延遲時(shí)間，所以在故障點(diǎn)放電之前，沖擊電壓波已經(jīng)在終端頭被反射，并越過(guò)故障點(diǎn)傳向測(cè)試端。在此之后故障點(diǎn)才被電離擊穿，形成正向階躍電壓向測(cè)試端傳輸，因此在第一回波的正脈沖前出現(xiàn)了負(fù)尖峰。如果兩個(gè)回波的時(shí)間差從第一回波正脈沖前的負(fù)尖峰下降拐點(diǎn)算起的話，將會(huì)造成相當(dāng)大的測(cè)量誤差，只能從第一回波的正突跳拐點(diǎn)算起直到第二回波的負(fù)突跳拐點(diǎn)這段時(shí)間才是正確的。 應(yīng)用脈沖電流法測(cè)試電纜故障點(diǎn)發(fā)生在本體，無(wú)論是直閃還是沖閃，一般來(lái)說(shuō)都會(huì)出現(xiàn)比較典型的波形，但如果發(fā)生在電纜中間接頭時(shí)，往往會(huì)碰到一些異?，F(xiàn)象：（1）開(kāi)始時(shí)，故障點(diǎn)電阻值不高，無(wú)法進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。經(jīng)高壓沖擊后，絕緣電阻會(huì)越來(lái)越高，并無(wú)故障點(diǎn)擊穿現(xiàn)象；（2）測(cè)試時(shí)，偶爾出現(xiàn)故障點(diǎn)放電，但很不穩(wěn)定。（3）放電延時(shí)特別長(zhǎng)。碰到以上現(xiàn)象，都應(yīng)考慮故障點(diǎn)可能在接頭上。這時(shí)，應(yīng)耐心一些，可用電橋法試試，以獲得正確的測(cè)試效果。確不奏效時(shí)，可以對(duì)照?qǐng)D紙，找出接頭，看是否能聽(tīng)到放電聲從而找出故障點(diǎn)。 實(shí)際應(yīng)用： 海滄溫厝變 917 至海滄林德 901 電纜發(fā)生 A 相失地故障，電纜型號(hào)： YJV22-10/8.7-3*240 ，埋管敷設(shè)，深度 1 米。
      4、故障處理步驟：
4.1 用萬(wàn)用表測(cè)得 A 相絕緣電阻為 7k Ω， B 、 C 相電阻無(wú)窮大，判斷該電纜屬單相高阻接地故障。
4.2 用RM-950 使用低壓脈沖法測(cè)得電纜（ C 相）全長(zhǎng) 940 米。
4.3 用沖閃法測(cè)試故障距離，在 A 相和鎧裝層之間施加高壓脈沖，當(dāng)電壓升高至 10kV 時(shí)，按單次放電方式，電壓表指使故障點(diǎn)開(kāi)始放電，將其調(diào)至周期放電，用RM-950 通過(guò)耦合器測(cè)得波形如圖 10 所示，故障點(diǎn)在 929 米 .
4.4 用RM-550定位儀 在 930 米附近同步接收到聲、磁波形信號(hào)，此處時(shí)間最短而監(jiān)聽(tīng)聲音強(qiáng)度最大，后開(kāi)挖確認(rèn)故障點(diǎn)，故障探測(cè)成功。
     5、 測(cè)試體會(huì)： 沖閃法的關(guān)鍵是：判斷故障點(diǎn)是否擊穿放電，不要認(rèn)為球隙放電了，故障點(diǎn)就擊穿了，這種想法是不正確的。如何判斷故障點(diǎn)是否擊穿放電：
5. 1  看采集到的波形故障點(diǎn)是否放電。
5. 2 注意所施加的電壓是否足夠擊穿故障點(diǎn)的絕緣電阻。 在實(shí)際運(yùn)用中，單純的斷線故障很少，大部分故障都是含有低阻、高阻或閃絡(luò)性的故障，而沖閃法適用以上幾種故障類(lèi)型。優(yōu)點(diǎn)：適用范圍廣，查找故障的準(zhǔn)確率較高；缺點(diǎn)：儀器較多，接線較復(fù)雜。經(jīng)過(guò)這幾種方法比較，本文側(cè)重推薦脈沖電流沖閃法。
5.3 電纜故障定位需注意的問(wèn)題 在電纜故障測(cè)尋時(shí)，借助現(xiàn)代化的儀器和設(shè)備，便可準(zhǔn)確迅速地確定故障點(diǎn)的精確位置，為故障的迅速處理，盡快恢復(fù)送電贏得寶貴的時(shí)間。但是如果測(cè)尋不得法， 將延長(zhǎng) 測(cè)尋工作 的時(shí)間，甚至造成誤判斷、誤處理 。測(cè)尋中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題是： （1）從以上幾次電纜故障探測(cè)的經(jīng)驗(yàn)可以看出，要想準(zhǔn)確、快速的查找出故障，對(duì)放電波形的分析判斷至關(guān)重要，特別是長(zhǎng)電纜，差一兩個(gè)光標(biāo)，就會(huì)相差好幾十米，影響故障的精確定位，只有在實(shí)際工作中不斷的摸索，認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并探索其規(guī)律，才能不斷取得進(jìn)步。 （2）對(duì)低阻故障，使用低壓脈沖法，是最準(zhǔn)確、最方便的方法，尤其是比較法。 （3） 用沖擊放電聲 [ 5，6] 定點(diǎn)時(shí)（包括測(cè)距）應(yīng)特別注意電纜的耐壓等級(jí)。一般情況下，沖擊電壓的幅度不應(yīng)超過(guò)正常運(yùn)行電壓的3.5倍，即10kV電纜所加電壓不應(yīng)超過(guò)35kV。 （4）要想快速、精確找出電纜故障點(diǎn)，準(zhǔn)確的電纜原始資料起到很至關(guān)重要的作用，尤其是電纜路徑圖，應(yīng)做到圖、實(shí)相符，現(xiàn)場(chǎng)路徑標(biāo)示清楚。 （5）加強(qiáng)對(duì)故障檢測(cè)設(shè)備的熟悉和日常維護(hù)，特別要通過(guò)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)際結(jié)果的分析、總結(jié)，深入了解各設(shè)備的使用特點(diǎn)，使設(shè)備發(fā)揮最大的效能。 5、結(jié)論 電纜的正常運(yùn)行是電網(wǎng)保持持續(xù)可靠供電的基礎(chǔ)，加強(qiáng)電纜產(chǎn)品質(zhì)量管控及電纜敷設(shè)、施工的全過(guò)程管理、電纜投運(yùn)之后的維護(hù)工作，以確保電纜的健康運(yùn)行狀態(tài)；在電纜發(fā)生故障時(shí)，我們則應(yīng)根據(jù)故障的特征，選用合適的儀器進(jìn)行電纜故障性質(zhì)的判斷和定位，力爭(zhēng)在最短的時(shí)間實(shí)現(xiàn)故障的快速定位，以盡量減少電纜故障引起的停電損失，提高供電的可靠性。

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