劉 旭，徐曉燕，董亞春，王保立，高春馨，葉秀華

（1.中國石油吉林石化公司乙二醇廠，吉林吉林 132021 2.中國石油吉林化建工程有限公司，吉林吉林 132021；3.中國石油吉林石化公司倉儲中心，吉林吉林 132021； 4.中國石油吉林石化公司動力二廠，吉林吉林 132021）

電纜頭制作與直埋電纜故障查找方法

劉 旭1，徐曉燕1，董亞春1，王保立2，高春馨3，葉秀華4

（1.中國石油吉林石化公司乙二醇廠，吉林吉林 132021 2.中國石油吉林化建工程有限公司，吉林吉林 132021；3.中國石油吉林石化公司倉儲中心，吉林吉林 132021； 4.中國石油吉林石化公司動力二廠，吉林吉林 132021）

電纜終端頭、中間頭制作的細節(jié)及電氣直埋電纜故障的查找方法——測電流優(yōu)選法，結(jié)合實際事例說明方法的應(yīng)用。

電纜；故障查找；測電流優(yōu)選法

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.05.18

0 概述

多年來直埋電纜故障始終是不好處理的難題，由于電纜一旦出現(xiàn)故障將給用電單位帶來相當大的影響。近年總結(jié)出在制作電纜終端頭、中間頭的一些細節(jié)，并找到一種快速查找直埋電纜故障的方法——測電流優(yōu)選法，此方法能夠更快速、更準確查找出直埋電纜的故障點。電氣施工中電纜終端頭、電纜中間頭是一項重要的施工技術(shù)，電纜頭制作優(yōu)劣直接影響電纜穩(wěn)定運行。但是制作電纜頭時有時粗心大意，有時不懂得高壓電纜制造和運行原理，在制作電纜頭時抓不住重要環(huán)節(jié)，雖然電纜頭制作后經(jīng)過耐壓合格，但電纜在以后的運行中仍存有隱患。

1 電纜終端頭、中間頭制作

1.1 電纜剝切制作環(huán)節(jié)

1.1.1 電纜絕緣層

電纜剝切應(yīng)嚴格遵守電纜頭材料生產(chǎn)廠家說明書尺寸進行，剝切時一定注意的是在剝電纜絕緣層外面的半導(dǎo)體層時，不能下刀過深以致傷到絕緣，最好是不將半導(dǎo)體層割透，尤其是在割電纜橫刀時特別注意，電纜絕緣層只要有一點很淺的劃痕就是隱患，因為在電纜頭制作完成后就會固定電纜接線，在接線時很多時候需要彎曲電纜線芯造型。線芯被彎曲后在彎曲點處總是會有很大應(yīng)力，電纜在運行時會有一定溫度，如果絕緣層劃痕在彎曲點，那么電纜線芯在很大應(yīng)力的作用下絕緣層劃痕就會加深。使絕緣層破壞電纜被擊穿，以往類似電纜故障曾遇到過。因此在這環(huán)節(jié)中，制作電纜終端頭、電纜中間頭都應(yīng)特別注意，不能下刀過深傷到絕緣層（圖1）。

圖1 電纜絕緣層

1.2 電纜半導(dǎo)體層

1.2.1 電纜半導(dǎo)體層的作用

電纜的半導(dǎo)體層是在電纜運行時起到均衡電場的作用，高壓電纜和低壓電纜在制造時有很大區(qū)別，低壓電纜制造時只考慮絕緣就可以了，高壓電纜在制造時既要考慮絕緣又要考慮均衡電場，由于電壓高電纜運行時會產(chǎn)生電場，如果電纜局部電場密度大就會破壞絕緣導(dǎo)致電纜絕緣擊穿，因此電纜半導(dǎo)體層非常重要，尤其是絕緣里面那層也就是和線芯接觸的半導(dǎo)體層更為重要，在剝絕緣層時一定要像削鉛筆那樣，角度≥45°，而且半導(dǎo)體層要露出部分要≥5 mm，注意不能損壞半導(dǎo)體層，為以后連接半導(dǎo)體層時能夠完整打下很好的基礎(chǔ)（圖2）。

圖2 電纜半導(dǎo)體層

1.2.2 半導(dǎo)體層連接

為了更好地使半導(dǎo)體層均衡電場，做中間頭時在靠線芯的那層露出部分開始向另一端纏繞半導(dǎo)體帶，注意纏繞時一定要均勻，不能有露出線芯現(xiàn)象發(fā)生（圖3）。

圖3 半導(dǎo)體層連接

1.3 壓接端子及壓接管

在壓接時必須選好合適的壓接模具達到壓接可靠，壓接完成后應(yīng)當注意的環(huán)節(jié)是處理壓接端子或壓接管上擠壓出的尖端和毛刺，如果在壓接端子或壓接管上留有尖端和毛刺，一是在熱縮絕緣層時容易刺破絕緣層，二是電纜在運行時會造成尖端放電破壞絕緣。在處理完毛刺后必須用電纜頭材料所給的填充物把壓接坑填平，以保證在熱縮絕緣管時里面不會有空隙（圖4）。

圖4 壓接端子及壓接管

1.4 熱縮絕緣管

（1）在熱縮絕緣管前一定把電纜線芯用酒精處理干凈，絕緣管既起到絕緣作用同時還起到防水作用，電纜中間頭材料生產(chǎn)廠在絕緣熱縮環(huán)節(jié)是3層絕緣管，常規(guī)施工工藝：第一層長、第二層短、第三層更短，只有第一層能起到防水作用（圖5）。這種工藝如果在電纜外護套沒有損壞時是沒有問題的，但是電纜外護套在施工中一旦有損壞、或者電纜在運行時還有施工項目碰壞電纜外護套、雨水或地下水就會進入電纜里層，此時電纜絕緣層防水就起到?jīng)Q定性作用。為此對這種排列進行改進，將熱縮絕緣管第一層做成最短的、第二層不變、第三層做成最長的，那么絕緣管就會有3層防水。這種工藝更能延長電纜的運行壽命，也是制作低壓電纜中間頭特別適用（圖6）。

圖5 熱縮絕緣管

圖6 改進的熱縮絕緣管

（2）熱縮絕緣管前應(yīng)在絕緣管兩端線芯上用細砂布進行打毛，然后纏繞兩層熱熔膠，用鋸條在火焰上燒熱按到熱熔膠上使熱熔膠牢固，纏繞熱熔膠時不能讓熱熔膠有應(yīng)力，如果熱熔膠有應(yīng)力熱縮時會斷開起不到封水作用，另外熱熔膠決不能纏很多層以避免熱熔膠不能完全溶化。熱縮絕緣管后應(yīng)該有溶化的熱熔膠被擠出，說明這一環(huán)節(jié)非常好。

（3）在熱縮絕緣管時所用工具一般是液化氣噴槍或汽油噴燈，不管利用哪種應(yīng)當注意火焰要調(diào)整到強火焰，因為強火焰不易產(chǎn)生黑煙，如果有黑煙產(chǎn)生就會殘留在絕緣管上使絕緣降低漏泄電流增大，但在強火焰作用下注意不能烤焦絕緣管，加熱時火焰距絕緣管稍微遠些以使絕緣管受熱均勻。

（4）熱縮半導(dǎo)體管應(yīng)參照熱縮絕緣管方法進行，同時這一工序也能起到防水作用，在纏繞熱熔膠時應(yīng)注意不能使熱熔膠面積過大，也就是說讓半導(dǎo)體管和電纜半導(dǎo)體層有足夠搭接面積，使之恢復(fù)電纜結(jié)構(gòu)。

1.5 電纜線芯屏蔽及鋼鎧的連接

（1）在綁扎線芯屏蔽網(wǎng)時不能用細鐵線，因為電纜運行時和綁扎的細鐵線構(gòu)成磁場環(huán)流，細鐵線會發(fā)熱燒壞線芯絕緣。

（2）在連接屏蔽網(wǎng)及鋼鎧時一定要用錫焊接牢固，如果接觸不良一旦有電流流過就會發(fā)熱燒壞電纜，從原理上來講在正常情況下電纜屏蔽層及鋼鎧不會有電流，但是裝置區(qū)用電尤其是臨時用電，電流就有可能沿著電纜屏蔽層及鋼鎧回到變電所中性點，還有就是大地雜散電流，這一點已經(jīng)驗證過多次，高壓電纜運行時大多數(shù)電纜都會有1～3 A電流，因此一定要特別注意這一環(huán)節(jié)。

1.6 電纜統(tǒng)包及外護套

電纜統(tǒng)包時可以用電纜的充填物充填，注意統(tǒng)包時不要用塑料帶統(tǒng)包，因為熱縮外護套時容易把塑料帶烤化，最好是用白布帶進行統(tǒng)包，電纜統(tǒng)包后一定要包緊，電纜造型要直不能有彎而且要圓，這樣電纜頭完成后才會美觀，電纜在熱縮外護套前應(yīng)先測量好熱縮管外護套尺寸，在電纜的外護套上打毛纏熱熔膠，纏熱熔膠時均勻面積要大些，這樣做起到的防水效果會更好。

2 測電流優(yōu)選法

測電流優(yōu)選法，是一種把故障電纜兩端所有線芯各自懸空，包括鋼鎧引出線，用絕緣值低的一相與變電所內(nèi)接地線之間加電流，此時電流會順著故障點流回變電所接地線處，構(gòu)成一個回路，利用挖坑處是否能檢測到此電流的方法，在不破壞電纜的情況下就能判斷出故障點是在挖坑處的哪一邊。根據(jù)電流值來判定故障區(qū)間，并在故障區(qū)間循環(huán)使用測電流法，從而快速選出故障點的方法。此方法的實施，需要3個步驟。

（1）燒穿電纜。在變電所故障電纜的始端，檢測電纜線間、相間的絕緣值，將絕緣值最小的相找出來，將這一相與大地接在一起，此時利用220 V/640 V隔離變壓器和水電阻組成燒穿電源，加30 A的電流把故障處電纜外護套燒壞，并在故障點與大地間形成積碳。

（2）挖探坑及電纜確認。在變電所故障電纜與終端直埋距離的中間部位挖坑，露出電纜。此時在變電所故障電纜的始端，利用220 V/640 V隔離變壓器，采用相對地加5 A的電流法進行測試。

（3）測電流優(yōu)選法。在挖深坑處，不論是運行電纜還是停運電纜，不論是多根電纜還是單根電纜，在不破壞電纜的前提下，用鉗形電流表進行測試，如果某條電纜的測試值＜5 A，說明此電纜是故障電纜，且此故障點在挖坑處與電纜終端之間。如果此處所有電纜的測試值均為0，則說明故障點在電纜始端與挖坑處之間。這就是測電流優(yōu)選法，即利用測電流的方法，快速選出故障點在挖坑的哪一邊，從而縮小故障范圍，重復(fù)進行挖坑、測電流、選擇故障點方向，以最短的時間準確找出故障點。

3 直埋電纜故障查找實例

某大型國企直埋電纜規(guī)格是VV22 3×240+1×120 6/10 kV。電纜是變電所至下級配電室電源電纜，長度大約600 m，變電所出來有100 m長砌筑電纜溝，此故障發(fā)生已半個多月，經(jīng)多方技術(shù)人員查找未找出故障點，目前電纜在300 m處已經(jīng)斷開，此處是前期查找故障判斷失誤造成的，測試此處與變電所電纜始端之間的絕緣，發(fā)現(xiàn)B相對地絕緣是0.2 MΩ，斷開點至配電室電纜終端之間A相對地絕緣是0.1 MΩ，說明這條電纜有兩處故障同時出現(xiàn)，這在以往是不多見的。既然電纜已分為了兩段，就從變電所電纜始端到中間300 m斷開點之間電纜來查找。首先對電纜故障點進行分析，B相對鋼鎧絕緣0.2 MΩ，電纜線芯A，C，N相絕緣良好，想辦法把B相對鋼鎧絕緣降到1 Ω以下。

（1）燒穿電纜。利用自制的220 V/640 V隔離變壓器和水電阻組成燒穿電源，變壓器二次側(cè)分別跟B相線芯和電纜的鋼鎧連接，用水電阻控制10 A電流，進行燒穿電纜，用電壓表監(jiān)測B相與鋼鎧之間電壓，利用歐姆定律就可以算出電阻，100 V/10 A=10 Ω，用電壓表可以省時，也就是說當B相與鋼鎧之間電壓降到100 V時，就可以直接用220V電源和水電阻加電流了，這樣做就可以把電流加到30 A，利用30 A電流能夠把電纜外護套很快燒壞，并且能在故障點與大地間形成積炭，這一步大約用時30 min。

（2）挖探坑及電纜確認。在電纜中間斷點與變電所之間大約100 m處挖第一個探坑露出電纜，將電纜斷開點處A相接地，在變電所側(cè)電纜線芯A相對地加電流5 A，同時在第一個探坑處測量電流值，發(fā)現(xiàn)有根同型號電纜電流值是5 A，此時故障電纜確認完畢。

（3）測電流優(yōu)選法。這一步非常重要，也是技術(shù)性最高的一步。把電纜兩端所有線芯各自懸空，包括鋼鎧引出線。在變電所側(cè)電纜線芯B相與變電所內(nèi)接地線之間加電流，此時B相線芯與故障點及大地構(gòu)成回路，電流回到變電所接地線處。眾所周知，大地阻值大，如果用220 V加到回路中會有很小的電流產(chǎn)生，所以此處采用220 V/640 V隔離變壓器，利用水電阻調(diào)壓來控制電流，使電流保持在2 A，可以用鉗形電流表來監(jiān)測。但加電流時發(fā)現(xiàn)此地電流可以加到20 A，通常這種方法最多只能加出3 A電流，現(xiàn)在加出20 A肯定是不對的，立即停止加電流并進行分析。能出現(xiàn)大電流只有一個原因，那就是鋼鎧有接地現(xiàn)象。鑒于這種結(jié)果，對電纜所經(jīng)途中電纜溝進行查看，發(fā)現(xiàn)在變電所出口100 m電纜溝出口處，電纜保護管管口電纜的外護套已破損，鋼鎧和保護管直接接觸，處理好此處的絕緣后，重新剛才的加電流工作。在第一個探坑處測量電流是1.8 A，說明故障點就在第一個深坑與電纜中間斷點之間，此距離只有100 m左右。在此距離的中間，大約50 m的地方再次挖第二個深坑，重復(fù)第三步的方法，將故障點縮小到25 m，再次挖第三個深坑，將故障點縮小到13 m左右，再縮小到6 m，最終找到故障點，到此時為止總計用時1 d。

隨后用相同的方法，將電纜斷開點至配電室電纜終端之間的另一故障點查找出來，用時1 d，總計用時2 d，快速而準確的處理了此電纜故障。

此處對第三步中測試到的1.8 A電流為何與所加2 A電流不一致作一點說明，電纜在敷設(shè)時有可能把電纜外護套刮破，也有可能在以后的施工中碰破電纜外護套，這樣就會產(chǎn)生分流，但這種分流會很小。在這次加電流時只有0.2 A，因為鋼鎧與大地接觸阻值很大，而故障點此時已經(jīng)被燒焦有積炭，產(chǎn)生的阻值相對會很小，所以電流不一致是正常。

［1］沈金富.電纜的封鉛技術(shù)［J］.建筑施工,1983（2）:22-25.

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〔編輯 凌 瑞〕