討論電纜故障點(diǎn)距離的測(cè)試方法

電纜故障的探測(cè)一般要經(jīng)過(guò)診斷、測(cè)距、定點(diǎn)三個(gè)步驟。電纜故障的測(cè)試一般分為兩個(gè)過(guò)程:即故障電纜故障點(diǎn)距離的測(cè)試；故障點(diǎn)定點(diǎn)的測(cè)試。故障電纜故障點(diǎn)距離的測(cè)試即測(cè)距方法有三種:回路電橋平衡法；低壓脈沖反射法；閃絡(luò)法。

　　回路電橋平衡法是使用直流電橋?qū)﹄娎|故障進(jìn)行測(cè)距的一種方法，簡(jiǎn)稱(chēng)電橋法，現(xiàn)場(chǎng)人員有把Ｒf＜100kΩ的故障稱(chēng)為低阻故障的習(xí)慣，主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的電橋法可以測(cè)量這類(lèi)故障。電橋法對(duì)于短距離電纜故障的測(cè)距，準(zhǔn)確度相當(dāng)高，因此，目前還在使用。基于電纜沿線(xiàn)均勻，電纜長(zhǎng)度與纜芯電阻成正比，并根據(jù)惠斯登電橋的原理，將電纜短路接地、故障點(diǎn)兩側(cè)的環(huán)線(xiàn)電阻引入直流電橋，測(cè)量其比值。由測(cè)得的比值和電纜全長(zhǎng)，可獲得測(cè)量端到故障點(diǎn)的距離。

　　使用電橋法對(duì)電纜單相接地故障測(cè)距原理是先在電纜的另一端，將電纜的故障相和正常相的電纜導(dǎo)體用不小于電纜截面的導(dǎo)線(xiàn)跨接。然后在一端將故障相的電纜導(dǎo)體接在電橋的另一端子上。使用電橋法對(duì)電纜兩相短路或兩相短路并接地，故障進(jìn)行測(cè)距時(shí)，需要有一個(gè)非故障導(dǎo)體和故障導(dǎo)體一起形成一個(gè)環(huán)，當(dāng)電橋平衡時(shí)便可得到故障點(diǎn)的距離。

ZRVVR ZR-RVV16平方25平方　　低壓脈沖反射法。低壓脈沖反射法探測(cè)電纜故障是由儀器的脈沖發(fā)生器發(fā)出一個(gè)脈沖波，通過(guò)引線(xiàn)把脈沖波送到電纜的故障相上，脈沖波沿電纜的線(xiàn)芯傳播，當(dāng)傳播到故障點(diǎn)時(shí)，由于故障點(diǎn)電纜的波阻發(fā)生變化，因而有一脈沖信號(hào)被反射回來(lái)，用示波器在測(cè)試端記錄下從發(fā)送脈沖和反射脈沖之間的時(shí)間間隔，即可算出測(cè)試端距故障點(diǎn)的距離。

　　開(kāi)路與低阻故障可用低壓脈沖反射法，低壓脈沖反射法的*之處在于使現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的故障波形得到大大簡(jiǎn)化，將復(fù)雜的高壓沖擊閃絡(luò)波形變成了非常容易判讀的類(lèi)似于低壓脈沖法的短路故障波形。降低了對(duì)操作人員的技術(shù)要求和經(jīng)驗(yàn)要求，*地提高了現(xiàn)場(chǎng)故障的判斷準(zhǔn)確率，達(dá)到快速準(zhǔn)確測(cè)試電纜故障的目的。

　　閃絡(luò)法。閃絡(luò)法的基本原理與低壓脈沖法相似，是利用電波在電纜內(nèi)傳播時(shí)在故障點(diǎn)產(chǎn)生反射的原理，記下電波在故障電纜測(cè)試端的故障點(diǎn)之間往返一次的時(shí)間，再根據(jù)波速來(lái)計(jì)算電纜故障點(diǎn)位置。據(jù)統(tǒng)計(jì)，高阻及閃絡(luò)性故障約占整個(gè)電纜故障總數(shù)的90%。高阻故障要用沖擊閃絡(luò)法，而閃絡(luò)性故障可用直流閃絡(luò)法測(cè)試。實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)上是通過(guò)試驗(yàn)方法區(qū)分高阻與閃絡(luò)性故障的。

電纜故障的性質(zhì)與分類(lèi)

1. 以故障材料特征分類(lèi)

可分為串聯(lián)故障、并聯(lián)故障及復(fù)合故障三類(lèi)。

（1）串聯(lián)故障

串聯(lián)故障（金屬材料缺陷）是指電纜一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體（包括鉛、鋁外皮）斷開(kāi)的故障。它是廣義的電纜開(kāi)路故障。因纜芯的連續(xù)性受到破壞，形成斷線(xiàn)或不*斷線(xiàn)。不*斷線(xiàn)尤其不容易發(fā)現(xiàn)。串聯(lián)故障具體可分為：一點(diǎn)開(kāi)斷、多點(diǎn)開(kāi)斷、一相斷線(xiàn)、多相斷線(xiàn)等。

（2）并聯(lián)故障

并聯(lián)故障（絕緣材料缺陷）是指導(dǎo)體對(duì)外皮或?qū)w之間的絕緣水平下降，不能承受正常運(yùn)行電壓而發(fā)生的短路故障。它是廣義的電纜短路故障。這類(lèi)故障由于纜芯之間或纜芯對(duì)外皮間的絕緣破壞而形成短路、接地、閃絡(luò)擊穿等現(xiàn)象，在現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)頻率較高。并聯(lián)故障具體可分為：一相接地、兩相接地、兩相短路、三相短路等。

（3）復(fù)合故障

復(fù)合故障（絕緣材料、金屬材料都出現(xiàn)了缺陷）是指纜芯與纜芯之間的絕緣均出現(xiàn)故障。它包括一相斷線(xiàn)并接地、兩相斷線(xiàn)并接地、兩相短路并接地等。

2. 以故障點(diǎn)絕緣特征分類(lèi)

根據(jù)電纜故障點(diǎn)絕緣電阻Rf與擊穿間隙G的情況，電纜故障又可分為開(kāi)路故障、低阻故障、高阻故障、閃絡(luò)故障四大類(lèi)。該分類(lèi)法為現(xiàn)場(chǎng)電纜故障zuì基本的分類(lèi)方法，特別有利于探測(cè)方法的選擇。

其中，間隙擊穿電壓UG的大小取決于故障點(diǎn)放電通道（即擊穿間隙）的距離G，絕緣電阻Rf 的大小取決于故障點(diǎn)電纜介質(zhì)碳化程度，分布電容 Cf 的大小取決于故障點(diǎn)受潮程度。

（1）開(kāi)路故障

電纜金屬部分的連續(xù)性受到破壞，形成斷線(xiàn)，且故障點(diǎn)的絕緣材料也受到不同程度的破壞。現(xiàn)場(chǎng)用兆歐表測(cè)其絕緣電阻Rf 為無(wú)窮大（∞），但在直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)電擊穿；檢查芯線(xiàn)導(dǎo)通情況，有斷點(diǎn)。現(xiàn)場(chǎng)一般以一相或二相斷線(xiàn)并接地的形式出現(xiàn)。

（2）低阻故障

電纜絕緣材料受到損傷，出現(xiàn)接地故障。現(xiàn)場(chǎng)用兆歐表測(cè)其絕緣電阻Rf小于10Z0（Z0為電纜的波阻抗，一般取10～40Ω之間）。現(xiàn)場(chǎng)一般低壓動(dòng)力電纜和控制電纜出現(xiàn)低阻故障的幾率較高。

（3）高阻故障

電纜絕緣材料受到損傷，出現(xiàn)接地故障。現(xiàn)場(chǎng)用兆歐表測(cè)其絕緣電阻Rf 大于10Z0，在直流高壓脈沖試驗(yàn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)電擊穿。高阻故障是高壓動(dòng)力電纜（6KV或10KV電力電纜）出現(xiàn)幾率zuì高的電纜故障，可達(dá)總故障的80%以上。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)時(shí)，筆者一般取Rf =3KΩ為劃分高阻與低阻故障的界線(xiàn)。因?yàn)?/span>Rf =3KΩ時(shí)，恰好能得到回線(xiàn)法電橋jīng確測(cè)量所必需的10～50mA的測(cè)量電流。

ZRVVR ZR-RVV16平方25平方（4）閃絡(luò)故障

電纜絕緣材料受到損傷，出現(xiàn)閃絡(luò)故障。現(xiàn)場(chǎng)用兆歐表測(cè)其絕緣電阻Rf為無(wú)窮大（∞），但在直流耐壓或高壓脈沖試驗(yàn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)性電擊穿。閃絡(luò)性故障比較難測(cè)，特別是新敷設(shè)的電纜進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)出現(xiàn)閃絡(luò)故障時(shí)。現(xiàn)場(chǎng)一般使用直流閃絡(luò)法進(jìn)行探測(cè)。

3. 以故障觸發(fā)原因及故障點(diǎn)特征分類(lèi)

根據(jù)電力電纜在運(yùn)行或預(yù)防性試驗(yàn)中，電纜、電纜頭及中間盒出現(xiàn)不同特點(diǎn)的絕緣破壞，還可分為放炮故障、擊穿故障和運(yùn)行故障三類(lèi)。

（1）放炮故障

在工礦企業(yè)，運(yùn)行中的電力電纜，由于種種原因，絕緣出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞，產(chǎn)生跳閘的事故。稱(chēng)為電纜放炮。這類(lèi)故障的特點(diǎn)是：電纜故障點(diǎn)多數(shù)有鉛包或銅皮破裂，外部有不同程度的變形；電纜故障性質(zhì)常表現(xiàn)為兩相短路接地或兩相斷線(xiàn)并接地，其接地電阻一般較小，解剖故障點(diǎn)，可發(fā)現(xiàn)電弧擊穿的碳化點(diǎn)或樹(shù)狀放電碳道與裂痕。電纜放炮故障，其故障特征明顯，大多數(shù)情況下，運(yùn)行值班人員都能提供放炮大致位置。所以，這類(lèi)故障除少數(shù)較復(fù)雜的情況需測(cè)距外，一般只要用萬(wàn)用表測(cè)定故障的具體性質(zhì)（單相接地、短路接地、斷線(xiàn)接地等），可用聲測(cè)法直接定點(diǎn)，簡(jiǎn)單明了。

（2）擊穿故障

實(shí)際工作中，因預(yù)防性試驗(yàn)而觸發(fā)的電纜絕緣破壞事件，習(xí)慣稱(chēng)為電纜擊穿。該類(lèi)故障均發(fā)生在直流實(shí)驗(yàn)電壓下，其絕緣破壞為電擊穿，接地點(diǎn)一般鉛包或銅皮完好，外部無(wú)明顯變形（機(jī)械創(chuàng)傷除外）。電纜擊穿故障多為單純性接地故障，其接地故障較高，解剖故障點(diǎn)，絕緣材料沒(méi)有碳化點(diǎn)，但通過(guò)儀器可發(fā)現(xiàn)碳孔和水樹(shù)枝老化結(jié)構(gòu)。對(duì)電纜擊穿故障，特別是一些高阻接地性電纜擊穿故障，其測(cè)試難點(diǎn)在測(cè)距。由于該類(lèi)故障較為隱蔽，測(cè)試參數(shù)復(fù)雜多變，缺少規(guī)律性，所以能否迅速發(fā)現(xiàn)電纜故障點(diǎn)，測(cè)距是關(guān)鍵。"高壓回線(xiàn)法"、"電錘法"均具有探測(cè)該類(lèi)故障zuì有效的方法。

（3）運(yùn)行故障

它是指工廠(chǎng)電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，電纜饋出線(xiàn)、電機(jī)、變壓器的電纜引線(xiàn)，其高壓二次回路出現(xiàn)電壓波動(dòng)或發(fā)現(xiàn)接地信號(hào)（有接地保護(hù)的電力元件出現(xiàn)接地跳閘），排除其他電力元件故障的可能性而確定的電纜故障。這類(lèi)故障的zuì大特點(diǎn)就是不明確。電纜運(yùn)行故障的形式就是電纜放炮（如兩點(diǎn)接地引發(fā)的相間短路）；另一部分運(yùn)行故障在做停點(diǎn)檢查時(shí)，由于耐壓通不過(guò)而發(fā)展成電纜擊穿故障（如電纜老化、絕緣缺陷等）；還有一部分電纜運(yùn)行故障是由于電纜引出線(xiàn)安裝位置不當(dāng)（如電纜相間或?qū)Φ鼐嚯x不夠、電纜頭臟污或電機(jī)基礎(chǔ)進(jìn)水等），這些故障主要進(jìn)行一些簡(jiǎn)單處理即可；zuì不明確的是那些瞬時(shí)接地、產(chǎn)生不穩(wěn)定閃絡(luò)的電纜運(yùn)行故障。該類(lèi)故障在電纜停電后，絕緣電阻測(cè)量和直流耐壓實(shí)驗(yàn)有相當(dāng)部分可以通過(guò)，再把電纜投入系統(tǒng)后，也能正常運(yùn)行一段時(shí)間；剩下的就是單相接地電纜故障，它們約占電纜運(yùn)行故障的40%，這種接地故障一般外部也沒(méi)有明顯變形，接地電阻也不太高（一般幾十至幾百歐）。解剖故障點(diǎn)有細(xì)微的碳化點(diǎn)。

電纜運(yùn)行接地故障原因有兩種：其一，由于電纜運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，絕緣層出現(xiàn)自然老化；其二，電纜在腐蝕環(huán)境中，電纜護(hù)套被迅速破壞，腐蝕性氣體侵入絕緣層使其劣化。電纜絕緣層不管出現(xiàn)老化還是劣化，其擊穿電壓都會(huì)下降，zuì終導(dǎo)致額定工頻電壓下的電擊穿，從而產(chǎn)生電纜接地故障。這類(lèi)故障可用"低壓回線(xiàn)法"探測(cè)；用"電錘法"探測(cè)，效果也較好。