电缆故障排除原理

摘要：本文主要针对电力电缆的常见故障，从结构设计，人为因素，运行环境等方面进行分析，总结了电力电缆故障原因。并介绍了常用的电力电缆故障查找方法的原理、优缺点及适用范围，针对不同的电力电缆故障采用不同的方法以便快速、准确、方便查找故障，本文结合工作实际，以实际的电力电缆故障来说明各个各个电缆故障查找方法的适用性，具有一定的参考价值。

0 引言

电力电缆作为电力系统的重要组成部份，它的安全运行具有重要意义。一旦发生故障后，如何在最短时间内快速找出故障点一直电缆行业十分注重的研究课题。本文总结了多年来从事电缆运行维护的经验，对电缆故障原因进行了分析，重点介绍几种常用探测方法，并对各方法的优缺点和适用范围进行比较，以实际的例子进行分析，具有一定的参考意义。

1 电缆故障分类

电缆故障可概括为接地、短路、断线三类；如以故障点绝缘特征分类又可分 :1) 开路故障：电缆线芯连续性受到破坏，形成断线。 2 ) 低阻故障：绝缘电阻一般在几百欧姆以下。 3) 高阻故障：用兆欧表测量电缆绝缘电阻低于正常值但高于几百欧姆的故障。

2 形成电缆故障的原因分析

致使电缆发生故障的原因是多方面的，包括电缆运行环境，人为因素，施工质量等，现将常见的几种主要原因归纳如下。

2 .1 外力破坏

09年厦门电力电缆运行情况分析：10 kV电缆故障56次，其中外破28起，占50％。近几年来由于城市建设工程项目遍及各个角落，因施工单位在不明地下管线情况下进行地下管线施工或有些素质不高施工队的野蛮施工，是造成电缆受外力破坏的主要原因。

2 .2 电缆安装、产品质量不合格

09年厦门10kV电缆附件及电缆施工工艺不良造成电缆故障6起，占11％。由于附件施工人员对中间接头制作安装的操作细节不够重视或现场安装工艺条件较差等原因，导致中间接头的制作出现工艺和操作缺陷，对电缆的正常运行带来安全隐患。还有就是电缆附件产品存在质量问题；因此应加强对附件安装人员工艺培训和对电缆附件产品质量的入网把关显得尤为重要。

2 .

3 机械损伤

施工队伍在电缆敷设过程中未按要求和施工规范进行，用力不当或牵引力过大，使用的敷设工具不当或野蛮施工等原因造成电缆的机械损伤，有些机械损伤很轻微，当时并未造成故障，要在数月甚至数年后故障才会暴露出来。这类故障一般表现在 0.4 k V 电缆居多。

2 .4 电缆本体故障

电缆本体故障主要有电缆制造工艺和绝缘老化两种原因。制造工艺造成的故障现在比较少了，因国内中压电缆的制造已经达到国际先进水平了。而电缆的老化现象问题还是存在的，造成电缆提前老化的原因有： 1 、电缆在长期高温或高电压作用下容易产生局部放电，引起绝缘老化而出现故障； 2 、塑料绝缘电缆因长期浸泡在水中或水分侵入，使绝缘纤维产出水解，在电场集中处形成“ 水树枝” 现象，造成绝缘击穿等现象。

3 电缆故障检测方法及实例分析

电力电缆故障查找一般按故障性质诊断、故障测距、故障定点三个步骤进行。故障性质诊断过程是对故障电缆情况做初步了解及分析，然后用兆欧表及万用表进行故障性质判别，根据不同故障性质选择不同方法进行粗测，然后再依据粗测的结果进行精确定位。电缆故障检测的方法有许多，这些方法的适应对象及检测结果也各有不同，以下将介绍电缆故障测距电桥法、低压脉冲法、冲击高压闪络法的工作原理，并以实际的例子说明方法的适用情况，并对各种方法的优缺点进行比较。

3 .1 电阻电桥法及电容电桥法：

它主要是利用电阻的大小跟电缆的长度成正比，利用电桥原理测出故障相电缆的端部与故障点之间的电阻大小，并将它与无故障相做比较，进而确定其故障点距离其端部的原理进行的。其测量接线原理如图（1）所示。

当电缆呈断路性质时，由于直流电桥测量臂未能构成直流通路，所以，采用电阻电桥法将无法测量出故障距离，只有采用电容电桥法或其它方法来测试．电容电桥法测量接线原理如图（2）所示。

实际应用：

海沧东方开闭所翁石线电缆接地故障， A 相完好， B 、 C 两相对地绝缘电阻3MΩ，用直闪、冲闪法都无法测到故障点，最后使用电桥法成功测到距测试点1000 米的地方，一中间接头进水造成的单相接地故障。

测试体会：

电桥法的优点是简单、方便、精确度高，但它有局限性： 1 、不适合于高阻或闪络性故障； 2 、需要知道电缆的准确长度、接头数量等原始资料。电桥法对一些特殊故障没有明显的低压脉冲反射，但又不容易用高压击穿的，如故障电阻不是太高的话，使用电桥法往往可以解决问题。

3 .2 低压脉冲法

又称雷达法，主要用于测量电缆开路、短路及低阻故障。其工作原理：测试时向，从测试端向电缆注入一低压脉冲信号，该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点，如短路点、断线点等，脉冲产生反射，回到测量点被仪器记录下来。波形上发射脉冲与反射脉冲的时间差△t，对应脉冲在测量点与阻抗不匹配点往返一次的时间，已知脉冲在电缆中的波速度V，则阻抗不匹配点距离，可由下式计算：L=V · △t / 2 ，其工作原理如图3所示

低压脉冲工作原理主要是通过识别反射脉冲的极性，可以判断故障的性质。断路故障与发射脉冲极性相同如图4所示；而短路故障与发射脉冲极性相反如图5所示。此方法适用低阻（故障电阻小于100欧的短路故障）、断路故障。

实际应用：

20 05年11月3日厦门电业局岑西开闭所岑头线904柜至岑头箱式变901柜电缆发生单相失地故障，该电缆型号为：YJV22-10/8. 7 -3*240，电缆长度470米。经技术人员对现场对电缆进行故障性质诊断，判断此次故障为电缆A相失地故障，通过使用万用表测得A相绝缘电阻为100Ω，符合低压脉冲法的测试条件。用T-903对该电缆任一完好相（C相）测试全长后保存，然后再对故障相（A相）进行故障点测试后，进行比较分析，测出测试端离故障点为72米，用T505进行故障精确定点，找出实际故障点长度与仪器测量长度相差甚小，其测试波形如图6所示:波形A为故障相（A相）的波形，波形B为完好相（C相）的波形，用仪器的“波形比较”功能可以清楚的看出故障点位置在72米处。本次电缆故障探伤成功，耗时1小时。

测试体会：

低压脉冲法一般对单相低阻接地、两相短路并接地及三相短路并接地等故障适用，优点：使用的仪器较少，接线简单方便，相对安全。缺点：使用范围有局限性，只能用于低阻故障。

3 .3冲击高压闪络法 [4]