供电电缆故障定位问题的探究

摘要：新时代的供电电缆必须以安全、可靠为运行特点。本文首先分析了造成电缆故障的原因，随后就电缆线故障的探测环节、电缆线故障的具体定位进行了探索和研究。

关键词：电缆故障成因及环节 定位探究

中图分类号：TM247文献标识码： A 文章编号：

5月9日“2013全球电线电缆年会”在中国宜兴凯宾斯基饭店拉开帷幕。本次年会主题为“新周期下的战略布局”。 本次年会不仅为把握全球线缆产业发展趋势、探讨全球新兴线缆材料的应用、洞察商机等战略问题提供了良好的交流平台。随着我国经济的发展和全球经济一体化的形成，工农业生产及人民生活的用电量日益增加，对电力的需求量越来越大，对电网的运行安全要求也越来越高。而作为连接各种电气设备、传输和分配电能的电力电缆，以其安全、维护工作量少，稳定性高，有利于提高电能的质量并且美化城市等优点，已经得到越来越广泛的应用。目前，电力电缆所产生的故障在所有供电故障中占了相当大的比重。那么如何快速、准确地确定故障点位置和判断出故障类型已成为新时期电力电缆使用和运行的关键所在。

一、造成电缆故障的原因

1、电缆线的机械损伤。当前由于机械损伤引起的电缆故障占电缆事故很大的比例。虽然有些机械损伤很轻微，当时并没有造成故障，但在几个月甚至几年后损伤部位就会发展成故障，影响电缆的使用。一是在安装时不小心碰伤电缆，机械牵引力过大而拉伤电缆，或电缆过度弯曲而损伤电缆；二是在安装后电缆路径上或电缆附近进行城建施工，使电缆受到直接的外力损伤；三是行驶车辆的震动或冲击性负荷会造成地下电缆的铅(铝)包裂损；四是因自然现象造成的损伤（中间接头或终端头内绝缘胶膨胀而胀裂外壳或电缆护套；因电缆自然行程使装在管口或支架上的电缆外皮擦伤；因土地沉降引起过大拉力，拉断中间接头或导体）

2、电缆线的绝缘受潮。一是因接头盒或终端盒结构不密封或安装不良而导致进水；二是电缆制造不良，金属护套有小孔或裂缝；三是金属护套因被外物刺伤或腐蚀穿孔。

3、电缆线绝缘老化变质。一是绝缘介质电离时，气隙中产生臭氧、硝酸等化学生成物，腐蚀绝缘；二是绝缘中的水分使绝缘纤维产生水解，造成绝缘下降。三是过热会引起绝缘老化变质。电缆内部气隙产生电游离造成局部过热，使绝缘碳化。电缆过负荷是电缆过热很重要的因素。四是安装于电缆密集地区、电缆沟及电缆隧道等通风不良处的电缆、穿在干燥管中的电缆以及电缆与热力管道接近的部分等都会因本身过热而使绝缘加速损坏。

4、电缆线过电压。大气与内部过电压作用，使电缆绝缘击穿，形成故障，击穿点一般是存在缺陷。

5、电缆线的设计和制作工艺不良。电缆线的中间接头和终端头的防水、电场分布设计不周密，材料选用不当，工艺不良、不按规程要求制作会造成电缆头故障。

6、电缆线材料缺陷。一是电缆制造的问题，铅（铝）护层留下的缺陷；在包缠绝缘过程中，纸绝缘上出现褶皱、裂损、破口和重叠间隙等缺陷；二是电缆附件制造上的缺陷，如铸铁件有砂眼，瓷件的机械强度不够，其它零件不符合规格或组装时不密封等；三是对绝缘材料的维护管理不善，造成电缆绝缘受潮、脏污和老化。

7、电缆线护层的腐蚀。一是由于地下酸碱腐蚀、杂散电流的影响，使电缆铅包外皮受腐蚀出现麻点、开裂或穿孔，造成故障。二是电缆的绝缘物流失油浸纸绝缘电缆敷设时地沟凸凹不平，或处在电杆上的户外头，由于起伏、高低落差悬殊，高处的绝缘油流向低处而使高处电缆绝缘性能下降，导致故障发生。

二、故障电缆线的探测环节

电缆故障的探测一般要经过诊断、测距、定点三个环节。

1、电缆故障性质的诊断。就是确定故障电阻是高阻还是低阻；是闪络还是封闭性故障；是接地、短路、断线，还是它们的混合；是单相、两相，还是三相故障。然后根据故障发生时出现的现象，初步判断故障的性质。通过上述判断不能完全将故障的性质确定下来，还必须测量绝缘电阻和进行“导通试验”。进行“导通试验”时，将电缆的末端三相短接，用万用表在电缆的首端测量芯线之间的电阻。

2、电缆故障测距。一是故障测距。电桥法是一种经典测试方法。其优点是简单、方便、精确度高，缺点是不适用于高阻与闪络性故障。特别是对一些特殊的故障没有明显的低压脉冲反射，但又不容易用高压击穿，如故障电阻不是太高的话，使用电桥法往往可以解决问题。二是低压脉冲反射法。低压脉冲反射法，又叫雷达法，低压脉冲反射法用于测量电缆的低阻、短路与断路故障。它通过观察故障点反射脉冲与发射脉冲的时间差测距。低压脉冲反射法的优点是简单、直观、不需要知道电缆的准确长度等原始技术资料。根据脉冲反射波形还可以容易地识别电缆接头与分支点的位置。低压脉冲反射法的缺点是不能适用于测量高阻与闪络性故障。三是脉冲电压法。脉冲电压法是六十年展起来的一种高阻与闪络性故障测试方法。其重要优点是不必将高阻与闪络性故障烧穿，直接利用故障击穿产生的瞬间脉冲信号，测试速度快，测量过程也得到简化，是电缆故障测试技术的重大进步。四是脉冲电流法。脉冲电流法是八十年代初发展起来的一种测试方法，以安全、可靠、接线简单等优点显示了强大的生命力。脉冲电流分直流高压闪络与冲击高压闪络两种测试方法。

三、电缆线故障的具体定位

1、声测定点法。声测法是电缆故障主要的定点方法，主要用于测量高阻与闪络性故障，对于低阻故障（金属性短路除外），也可使用该方法。声测定点主要是利用故障点的放电声音定点，使用可调压的高压设备，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。对于电缆护层已被烧穿的故障，往往可在地面上用人耳直接听到故障点放电声。

2、音频感应法。一般用于探测故障电阻小于10欧的低阻故障。用音频感应法对两相短路并接地故障，以及三相短路或三相短路并接地故障进行测试，都能获得满意的效果，故障点位置之绝对误差为1～2米。探测时，用1千赫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；而后，再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指示值的大小而定出故障点的位置。

3、电缆故障的特殊定点方法。一是局部过热法，在粗测故障点位置后，用手触摸故障电缆，过热处即为故障点。用局部过热法，可以较准确地确定故障点的位置。二是偏芯磁场法，就是沿电缆铅皮均匀分布的电流，而无芯线电流，此时，接收线圈环绕电缆圆周表面旋转一周，线圈中接收到的磁场信号亦无强弱变化。据此便可以测寻出故障点。

总之，电力电缆在电力系统中作为传输和分配电能，以及连接各种电气设备其作用是不可估量的，及时准确地确定电缆的故障点，不仅能提高电的利用率，而且减少故障修复费用及停电损失。