孫偉錦

（云南電網(wǎng)個(gè)舊供電有限公司，云南 個(gè)舊 661000）

在電力系統(tǒng)中，電能的傳送是通過導(dǎo)線來完成的，導(dǎo)線主要有架空線和電纜兩種形式。與架空線相比，電纜具有許多優(yōu)點(diǎn)：如占地面積小，不受建筑物和路面等限制，主要敷設(shè)于地下，對(duì)人身安全比較有利。其運(yùn)行狀況不易受雷擊，風(fēng)害和鳥害等外界因素的影響。對(duì)地電容為同級(jí)架空線的十倍以上，因而對(duì)提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)有利，對(duì)通訊線路的干擾很小。

1 故障分類

電纜故障從形式上可分為串聯(lián)與并聯(lián)故障。串聯(lián)故障是指電纜一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體(包括鉛、鋁外皮)斷開。通常在電纜至少一個(gè)導(dǎo)體斷路之前,串聯(lián)故障是不容易發(fā)現(xiàn)的,并聯(lián)故障是指導(dǎo)體對(duì)外皮或?qū)w之間的絕緣下降,不能承受正常運(yùn)行電壓。實(shí)際的故障組合形式是很多的，幾種可能性較大的幾種故障形式是一相對(duì)地、兩相對(duì)地和一相斷線并接地。根據(jù)故障電阻與擊穿間隙情況，電纜故障可分為開路、低阻、高阻與閃絡(luò)性故障。

開路故障。電纜的各芯絕緣良好,但有一芯或數(shù)芯導(dǎo)體斷開或雖未斷開但工作電壓不能傳輸?shù)浇K端，或雖然終端有電壓但負(fù)載能力較差。

低阻故障。電纜的一芯或數(shù)芯對(duì)地的絕緣電阻或芯與芯之間的絕緣電阻低于正常阻值較多,電阻值低于10Zc(Zc為電纜線路波阻抗)而芯線連接良好的。一般常見的這類故障有單相接地、兩相或三相短路或接地。

高阻與閃絡(luò)性故障。電纜的一芯或數(shù)芯對(duì)地的絕緣電阻或芯與芯之間的絕緣電阻低于正常阻值較多,但高于10Zc而芯線連接良好。若故障點(diǎn)沒有形成電阻通道,只有放電間隙或閃絡(luò)性表面,此時(shí)故障即為閃絡(luò)性故障,據(jù)統(tǒng)計(jì),這兩類故障約占整個(gè)電纜故障的90%。

2 故障原因

電力電纜線路故障率和多數(shù)電力設(shè)備一樣，投入運(yùn)行初期(1～5年內(nèi))容易發(fā)生運(yùn)行故障,主要原因是電纜及附件產(chǎn)品質(zhì)量和電纜敷設(shè)安裝質(zhì)量問題;運(yùn)行中期(5～25年內(nèi)),電纜本體和附件基本進(jìn)入穩(wěn)定時(shí)期,線路運(yùn)行故障率較低,故障主要原因是電纜本體絕緣樹枝狀老化擊穿和附件呼吸效應(yīng)進(jìn)潮而發(fā)生沿面放電;運(yùn)行后期(25年后),電纜本體絕緣樹枝老化、電-熱老化以及附件材料老化加劇,電力電纜運(yùn)行故障率大幅上升。

3 電纜故障性質(zhì)的判斷

所謂故障的性質(zhì)，就是確定：故障電纜電阻是高阻還是低阻；是閃絡(luò)還是封閉性故障；是接地、短路、斷線，是單相、兩相，還是三相故障。根據(jù)電纜故障性質(zhì)的判斷，我們可以采取相應(yīng)的試驗(yàn)手段以便于快速、準(zhǔn)確地測(cè)定電纜故障點(diǎn)，若電纜故障為低阻故障，我們則采用脈沖法。若電纜故障為高阻故障,我們則采用沖擊高壓閃絡(luò)法。

3.1 運(yùn)行中的電纜發(fā)生故障時(shí)，預(yù)報(bào)警并顯示則有可能是電纜短路或接地故障，此類故障有可能由于短路接地電流大而造成斷線故障。

3.2 預(yù)防性試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的故障多為高阻故障。

3.3 對(duì)故障電纜進(jìn)行絕緣電阻測(cè)定及導(dǎo)通試驗(yàn)。

4 電纜預(yù)定位方法

由于電力電纜產(chǎn)品在發(fā)展過程中不斷采用新的絕緣材料，因而電纜的絕緣電阻也不斷增高，過去使用的一些探測(cè)方法已經(jīng)不能滿足需要，因?yàn)槭褂靡酝墓收咸綔y(cè)法，對(duì)于高阻故障，必須經(jīng)過“燒穿”才能進(jìn)行探測(cè)，電纜故障點(diǎn)的燒穿，要花費(fèi)大量的時(shí)間、電力、設(shè)備和人力，這在故障探測(cè)中，是花時(shí)間最多，最難進(jìn)步的一步，目前廣泛采用的是脈沖反射法，即閃測(cè)法，(利用故障點(diǎn)閃絡(luò)進(jìn)行測(cè)距的儀器，簡稱為閃測(cè)儀)進(jìn)行故障測(cè)尋，從而使故障可不經(jīng)燒穿就能直接進(jìn)行粗測(cè)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：探測(cè)快、精度高、適應(yīng)性強(qiáng)，所用儀器輕便，即可節(jié)省時(shí)間，又可節(jié)省人力，我們多利用脈沖反射法，和沖閃法能夠準(zhǔn)確的尋找到各種類型的電纜故障，下面就電纜故障的性質(zhì)和尋測(cè)方法進(jìn)行一下分析:

若電纜故障為低阻故障，我們則采用脈沖法。若電纜故障為高阻故障,我們則采用沖擊高壓閃絡(luò)法。

4.1 用脈沖法測(cè)尋低阻電纜故障脈沖法是電纜測(cè)試中最簡便和直觀的尋測(cè)方法。其準(zhǔn)確度很高。它可直觀從閃測(cè)儀中觀察出故障點(diǎn)是短路還是開路故障。并且可以從示波器標(biāo)準(zhǔn)距離刻度上直接推算出故障點(diǎn)距測(cè)量端的距離。

4.2 用沖閃法測(cè)尋高阻電纜故障根據(jù)我司多年來電纜在運(yùn)行中及預(yù)防性試驗(yàn)中所發(fā)生的電纜故障情況看來。電纜故障的70%以上是高阻故障，特別是在預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)發(fā)生擊穿的故障90%以上是高阻故障。沖擊高壓閃絡(luò)法更適合任何類型的高阻故障，并且試驗(yàn)方法簡便、準(zhǔn)確、快速。

5 電力電纜故障點(diǎn)精確定位與電纜識(shí)別方法

5.1 聲測(cè)法

聲測(cè)法是電纜故障定點(diǎn)的主要方法，多用于測(cè)試高阻、閃絡(luò)性故障和分部低阻故障。使用的設(shè)備與沖閃法相同，對(duì)于電纜護(hù)層燒穿的故障，可以直接聽到故障點(diǎn)的發(fā)電，對(duì)于未燒穿的故障，采用聲電轉(zhuǎn)換器將很小的震動(dòng)波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，進(jìn)行放大處理，用耳機(jī)來傾聽，聽測(cè)出最響點(diǎn)即位故障點(diǎn)位置。

5.2 聲磁同步法

在實(shí)際測(cè)試中，環(huán)境噪聲的干擾增加了聲測(cè)法準(zhǔn)確辨別的難度。由于故障點(diǎn)放電時(shí)，除了產(chǎn)生電聲外，還會(huì)產(chǎn)生高頻電磁波向地面?zhèn)鞑ァＭㄟ^同時(shí)接收聲波和電磁波方法來判斷當(dāng)前的聲波是否由故障點(diǎn)放電引起。這就是聲磁同步法，它是對(duì)聲測(cè)試方法的改進(jìn)，提高抗干擾能力。

5.3 音頻感應(yīng)法

當(dāng)電纜發(fā)生相間短路、相地短路及三相對(duì)地短路時(shí)，由于電纜故障點(diǎn)電阻等于零，放電間隙被短路，采用聲測(cè)法和聲磁同步法測(cè)試時(shí)，故障點(diǎn)放電聲音微弱，無法進(jìn)行定位。而音頻感應(yīng)法采用向?qū)w通1KHZ左右的音頻電流，在地面上用音頻線圈探頭沿被測(cè)電纜方向接收電磁場信號(hào)，并將之送入放大器，再將信號(hào)送入耳機(jī)或儀表。相間短路或相間短路并接地故障測(cè)試時(shí)，接收線圈垂直或平行放置于電纜接收信號(hào)，當(dāng)線圈沿電纜上方移動(dòng)時(shí)，會(huì)聽到聲響有規(guī)則的變化，在故障出時(shí)聲響會(huì)增強(qiáng)，過來故障點(diǎn)時(shí)，聲響會(huì)明顯變?nèi)趸蛑袛?。但是，?duì)于單相接地故障，采用一般的電感線圈在電纜的全長上接收到的信號(hào)基本沒有變化，可以通過差動(dòng)線圈接收的方法，兩個(gè)線圈的信號(hào)相減，抵消從地流過電流產(chǎn)生的磁場，接收器收到的信號(hào)只反映導(dǎo)體與金屬護(hù)套之間流動(dòng)的電流產(chǎn)生的磁場，在故障點(diǎn)前接收器能收到一個(gè)沿電纜變化的信號(hào)，而在故障點(diǎn)后，由于沒有導(dǎo)體電流，所以接收器接收到的信號(hào)為零。

5.4 電纜識(shí)別方法

對(duì)于多條電纜并排敷設(shè)的情況，在尋找和排除電纜故障點(diǎn)時(shí)，需要區(qū)分出哪條是要尋找的電纜。由于通電導(dǎo)體周圍的磁場強(qiáng)度與導(dǎo)體的距離成反比，并且電纜的某一相導(dǎo)體不在電纜的軸線上，所以可以通過在電纜的導(dǎo)體對(duì)地或兩異體之間入音頻電流信號(hào)，利用探測(cè)儀接收電纜周圍磁場的變化，來判斷所要尋找的電纜。

6 電力電纜故障探測(cè)的步驟

電纜發(fā)生故障后，為確定電纜故障點(diǎn)的位置，一般分7步處理：

絕緣電阻的測(cè)量，首先用兆歐表測(cè)量相對(duì)地絕緣電阻，如果絕緣電阻為零，再用萬用表測(cè)量，判斷是高阻故障還是低阻故障，是否有相間短路。

故障點(diǎn)預(yù)定位，根據(jù)故障性質(zhì)采用合適的測(cè)量方法，對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行預(yù)定位，即測(cè)出電纜從測(cè)試端到故障點(diǎn)的長度。

電纜尋徑，對(duì)于那些資料不全的電纜需要確定電纜的基本走向，為故障精確定位做準(zhǔn)備。故障點(diǎn)精確定位。電纜識(shí)別.障處理。絕緣電阻的再測(cè)量，判斷故障是否消除。

7 電力電纜故障測(cè)試的發(fā)展方向

目前國外-些公司將計(jì)算機(jī)技術(shù)引入到電纜故障定位系統(tǒng)中，將電纜的運(yùn)行管理、故障測(cè)試及地理信息系統(tǒng)（GTS）結(jié)合起來。在GTS中輸入各電纜的資料信息，在故障測(cè)試中，將測(cè)試結(jié)果與GTS數(shù)據(jù)庫相連，儀器所測(cè)的故障點(diǎn)位置自動(dòng)在GTS系統(tǒng)中顯示，GTS通過全球定位系統(tǒng)(GPS)將故障點(diǎn)位置與實(shí)際位置對(duì)應(yīng)起來實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)定位，這種方法能大大縮短故障處理的時(shí)間，但是需要完善的基礎(chǔ)資料和軟硬件支持。結(jié)合GTS與GPS技術(shù)，對(duì)電纜故障自動(dòng)定位及運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控是一種發(fā)展趨勢(shì)。

[1]徐丙根《電力電纜故障探測(cè)技術(shù)》中國機(jī)械出版社.2001

[2]張棟國《電力電纜及其故障分析與測(cè)試》陜西科學(xué)技術(shù)出版社.1994