电缆故障定位与故障排查方法

　　电缆早在 150 年前就已经开始使用，目前更是由于其显著的优点在世界上各国电力供电系统中有了广泛的应用。电缆相比架空线而言，更加安全、可靠、受当地的气候影响小；由于埋于地下，在城市布局上利于美化城市，可以优化厂矿布局。随着我国世界影响力的扩大，经济迅猛发展，城市规模不断扩大，造成土地资源稀缺紧张，城乡一体化又要求城市环境的美化，因此电力电缆在我国获得了越来越广泛的应用；但由于对电缆数量需求的爆发性增长，以及电缆在生产上，制造工艺、产品质量、安装运行环境、管理维护等方面的原因，投入运行中的电缆，由于各种客观主观原因发生的故障变多。

　　电缆故障定位与故障排查方法

　　电缆故障定位

　　一、零电位法

　　零电位法也就是电位比较法，它适应于长度较短的电缆芯线对地故障，应用此方法测量简便精确，不需要精密仪器和复杂计算。测量原理如下：将电缆故障芯线与等长的比较导线并联，在b、c两端加电压VE时，相当于在两个并联的均匀电阻丝两端接了电源，此时，一条电阻丝上的任何一点和另一条电阻丝上的对应点之间的电位差必然为零，反之，电位差为零的两点必然是对应点。因为微伏表的负极接地，与电缆故障点等电位，所以，当微伏表的正极在比较导线上移动至指示值为零时的点与电缆故障点等电位，即电缆故障点的对应点。S为单相闸刀开关，E为6E蓄电池或4节1号干电池，G为直流微伏表，测量步骤如下：

　　1、先在b和c相芯线上接上电池E，再在地面上敷设一根与故障电缆长度相等的比较导线S，该导线要用裸铜线或裸铝线，其截面应相等，不能有中间接头。

　　2、将微伏表的负极接地，正极接一根较长的软导线，导线另一端要求在敷设的比较导线上滑动时能充分接触。

　　3、合上闸刀开关S，将软导线的端头在比较导线上滑动，当微伏表指示为零时的位置即为电缆故障点的位置。

　　二、高压电桥法

　　高压电桥法就是用双臂电桥测出电缆芯线的直流电阻值，再准确测量电缆实际长度，按照电缆长度与电阻的正比例关系，计算出电缆故障点。该方法对于电缆芯线间直接短路或短路点接触电阻小于1Ω的故障，判断误差一般不大于3m，对于故障点接触电阻大于1Ω的故障，可采用加高电压烧穿的方法使电阻降至1Ω以下，再按此方法测量。测量电路时，首先测出芯线a与b之间的电阻R1，R1=2RX+R其中RX为a相或b相至电缆故障点的一相电阻值，只为短接点的接触电阻。再就电桥移到电缆的另一端，测出a1与b1芯线间的直流电阻值R2，则R2=2R（L-X） R，R（L-X）为a1相或b1相芯线至电缆故障点的一相电阻值。测完R1与R2后，再按图3所示电路将b1与c1短路，测出b、c两相芯线间的直流电阻值，则该组织的1/2为每相芯线的电阻值，用RL表示，RL=RX R（L-X），由此可得出故障点的接触电阻值：R=R1 R2-2RL表，因此，故障点两侧芯线的电阻值可用下式表示：RX=（R1-R）/2，R（L-X）=（R2-R）/2。RX、R（L-X）、RL三个数值确定后，按比例公式即可求出故障点距电缆端头的距离X或（L-X）：X=（RX/RL）L，（L-X）=（R（L-2）在电缆的末端在测量每相芯线的电容电流Ia1、Ib2、Ic3的数值，以核对完好芯线与断线芯线的电容之比，初步可判断出断线距离近似点。

　　3、根据电容量计算公式C=I/（2ΠfU）可知，正电压U、频率f不变时，C与I成正比。因为工频电压的f（频率）不变，测量时只要保证施加电压不变，电容电流之比即为电容量之比。设电缆全长为L，芯线断线点距离为X，则Ia/Ic=L/X，X=（IC/Ia）L。测量过程中，只要保证电压不变，电流表读书准确，电缆总长度测量精确，其测定误差比较小。

　　三、测声法

　　所谓测声法就是根据故障电缆放电的声音进行查找，该方法对于高压电缆芯线对绝缘层闪络放电较为有效。此方法所用设备为直流耐压试验机。其中TB为高压试验变压器，C为高压电容器，VE为高压整流硅堆，R为限流电阻，Q为放电球间隙，L为电缆芯线。当电容器C充电到一定电压值时，球间隙对电缆故障芯线放电，在电缆故障处电缆芯线对绝缘层放电产生“滋、滋”的火花放电声，对于明敷设电缆凭听觉可直接查找，若为地埋电缆，则首先要确定并标明电缆走向。查找时，将拾音器贴近地面，沿电缆走向慢慢移动，当听到“滋、滋”放电声最大时，该处即为电缆故障点。使用该方法一定要注意安全，在试验设备端和电缆末端应设专人监视。我公司生产的电缆故障定位仪不仅可以测声，同时可以检测磁信号，信号强度直观同步显示，能够更快更准的定位电缆故障点。

　　电缆故障排查方法

　　电缆故障的产生一般为：外力破坏（电缆的整体性收到破坏），电缆中间头、终端头制作不正确，电缆的附件安装不规范，以及生产厂家的工艺问题，运行环境等诸多因数导致了大量的各种各样的综合故障。

　　按故障电阻值分为：低阻故障和高阻故障。传统上把电缆故障点的直流电阻小于电缆特性阻抗称为低阻故障，反之则称为高阻故障。

　　1、接地故障：埋入地下的电力电缆，当电缆绝缘由于各种原因，它的一线芯或数线芯被击穿后接地，这种故障称为接地故障，按脉冲反射仪测试波形划分，一般接地电阻在1KΩ以下为低阻故障，以上为高阻故障。这是电力电缆常见的故障。

　　2、短路故障：电力电缆线芯之间绝缘完全破损形成短路，或线芯之间电阻一般情况下不小于10Ω。此类故障称为短路故障。这种故障只要电力电缆质量合格，安装时没有出现过机械损伤，作为地埋式电力电缆这种故障出现几率较小。

　　3、断线故障：电力电缆的一线芯或数线芯断裂而产生的故障，通常是由于电缆线芯被短路电流烧断或外力破坏引起。在过去的工作经历中，城市基础设施反复修改时，由于外力造成的此类故障特别多。但是，由于这类故障比较容易发现，也常常暴露在光天化日之下，容易发现和处理。

　　4、闪络故障：电力电缆在进行试验时，由于绝缘存在间隙放电，造成绝缘击穿，此为击穿故障；在某些情况下，绝缘击穿后又恢复正常，及时提高试验电压也不再击穿，此为封闭性故障，虽然该故障点仍能通电，没有形成短路，但此时的电缆仍然存在故障。这两种故障都属于闪络故障。该故障大多情况发生在电缆接头或终端内，主要表现为：当试验电压升到某一值时，电缆泄露电流突然升高，并且测量表针呈规律性摆动，降低电压时现象消失，测量绝缘电阻值仍很高。这类故障也是较多的，但隐蔽性强，特别是有现场电缆接头时，由于操作不注意，稍微再某个环节不到位，或某个工艺的疏忽，或者水气没有清除干净，绝缘材料含杂质、有气孔等等原因都会造成这类故障。这类故障隐蔽性较强，一般情况下很难发现，因此这类故障的发现与避免的控制关口就是安装规程要求的电压和程序进行实验检测，不能有丝毫马虎，只有这样才能防患于未然。

　　造成电缆故障的原因？

　　一、电缆故障原因

　　电缆故障的最直接原因是绝缘降低而被击穿。导致绝缘降低的因素很多，根据实际运行经验，归纳起来不外乎以下几种情况：

　　1、机械损伤

　　安装时损伤：

　　①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；

　　②直接受外力损坏：

　　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：

　　③间接受外力损坏：

　　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；

　　④因自然现象造成的损伤：

　　如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、绝缘受潮

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　　绝缘受潮后引起故障。造成电缆受潮的主要原因有：

　　①因接头盒或终端盒结构不密封或安装不良而导致进水；

　　②电缆制造不良，金属护套有小孔或裂缝；

　　③金属护套因被外物刺伤或腐蚀穿孔；

　　3、绝缘老化变质

　　电缆绝缘介质内部气隙在电场作用下产生游离使绝缘下降。当绝缘介质电离时，气隙中产生臭氧、硝酸等化学生成物，腐蚀绝缘；绝缘中的水分使绝缘纤维产生水解，造成绝缘下降。

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　　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。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、过电压

　　过电压主要是指大气过电压（雷击）和电缆内部过电压。对实际故障进行的分析表明，许多户外终端头的故障是由大气过电压引起的。过电压使电缆绝缘层击穿，形成故障，击穿点一般是存在材料缺陷。

　　5、设计和制作工艺不良

　　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、材料缺陷

　　材料缺陷主要表现在三个方面。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、护层腐蚀

　　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。

　　8、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。

　　电缆故障预防方法

　　第一，打铁还需自身硬，一定要选择大品牌质量信得过的电缆。小路货虽然买的便宜，但是用起来可能不会让你省心。

　　第二，防止电缆线路的外力破坏 。事实证明 电缆本身的故障很大一部分是由于外力机械损伤而造成的，为了防止电缆线路的外力破坏，电缆的施放敷设必须严格按照安全规程施工，严禁野蛮施工。

　　第三，重视电缆线路的巡检工作，制定相应的巡检制度和巡检周期 ，巡检人员在巡检中应认真填写巡检记录，另外还要特别注意电缆线路周围有无建筑及施工挖土情况。对于因施工挖掘而暴露的电缆应采取切实可行的防护措施。

　　第四，选择电缆通道应注意周围环境，避免选择附近土壤中含有酸，碱溶液等会使电缆受到腐蚀。

　　第五，电缆头的制作应由有经验的专业技术人员按材料图纸要求制作。

　　第六，根据实际情况安排合理的检修计划，制定合理的检修周期，并摇电缆绝缘给电缆做预防性试验。

　　我们都知道，随着电力电缆的技术日趋成熟，电缆在现代化的城市建设应用中也日渐广泛，成为了输送电力能源必不可少的材料之一，地位十分重要，一旦电缆发生故障，不仅会威胁电网的安全稳定运行，还会给企业造成经济损失，严重时会引起连锁的破坏反应，因此如何快速的排查问题和解决故障、防范故障的发生就成为目前电力行业比较关注的重大问题，小编上文描写的也十分详细了，我们只有保证电缆的正常使用，相关部门才能够顺利运行！