电缆故障测试方法和技巧

电缆故障测试方法和技巧

      随着城市的发展扩大，城市电网的改造，电力电缆获得了越来越广泛的应用。但另一方面，由于电缆处在地下，出现故障很难发现其故障点位置所在，这对电网的安全稳定运行以及供电可靠性都带来很大的困难。对此，笔者首先分析了电力电缆故障常见原因，在此基础上，进一步总结出电力电缆常用故障检测方法。

  1.电力电缆故障产生的原因

  (1)绝缘层老化变质：绝缘电缆长期在风吹日晒，在电的的作用下发生了老化，还要受到伴随电作用而来的化学、热和机械作用，从而使介质发生物理化学变化，使介质的绝缘性能下降。

  (2)过热：电缆绝缘内部气隙游离造成局部过热，使绝缘炭化。另外，电缆过负荷产生过热，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，穿于干燥管中的电缆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。

  (3)机械损伤：如挖掘等外力造成的损伤。

  (4)护层的腐蚀：因受土壤内酸碱和杂散电流的影响，埋地电缆的铅或铝包将遭到腐蚀而损坏。

  (5)绝缘受潮：中间接头或终端头在结构上不密封或安装质量不好而造成绝缘受潮。

  (6)过电压：过电压主要指大气过电压和内过电压，许多户外终端接头的故障是由大气过电压引起的，电缆本身的缺陷也会导致在大气过电压的情况下发生故障。

  (7)材料缺陷：电缆制造的问题，电缆附件制造上的缺陷和对绝缘材料的维护管理不善等都可能使电缆发生故障。

  2.电力电缆故障性质类别的快速判别

  2.1电力电缆的故障分类

  电缆故障若按故障发生的直接原因可以分为两大类：一类为试验击穿故障;另一类为在运行中发生的故障。若按故障性质来分，又可分为开路、低阻、高阻故障等。

  开路故障：指电缆的甲端与乙端一相或者三相*断开。低阻故障：若电缆相间或相对地绝缘电阻在100kΩ以下的故障称为低阻故障。高阻故障：若电缆相间或相对地故障电阻较大，以致不能采用电桥或低压脉冲法进行粗测的故障，通称为高阻故障。它包括泄漏性高阻故障和闪络性高阻故障。

  在试验过程中发生击穿的故障，其性质比较单纯，一般为一相接地，很少有三相同时在试验中接地或短路的情况，更不可能发生断线故障。其另一个特点是故障电阻均比较高。运行电缆故障的性质比试验击穿故障的性质复杂，除发生接地或短路故障外，还有断线故障，因此在测寻时，还应作电缆导体连续性的检查，以确定是否发生断线故障。

  2.2快速判断故障性质类别

  电力电缆一旦发生故障，在故障测寻工作开始之前，准确地确定电缆故障的性质具有非常重要的意义。

  接到电缆故障事故通知后，首先要仔细询问变电站和电力调度值班人员故障现象，如事先有无接地信号，跳闸保护是过流继电器动作还是速断继电器动作，断路器如是多油或少油形式的，应询问或观察断路器绝缘油的颜色，电缆敷设方式是直埋、架空还是隧道敷设，有无电缆接头，系统内部有无其他电气事故发生等。一般情况下，电缆故障以单相接地故障为多(在中性点不接地系统中)，该情况应首先检查电缆户内头和中间接头。如果是事故跳闸，交联聚乙烯电缆应首先怀疑是外力破坏，因为从该种电缆结构上可以看出，每一相芯线上，都包覆着一层金属铜屏蔽，理论上不会造成两相或三相芯线之间直接短路。观察断路器绝缘油的颜色，如果很深，可根据经验判定，短路故障点距离出线柜较近，反之，应该较远。因为距离越近，放炮爆炸释放传输的能量损耗越小，这可以通过绝缘油的颜色来判断。当然，发生故障后，首先应测试电缆的绝缘数值，然后将测试的数据再结合上述经验进行分析，往往会收到很好的效果。

  3.电力电缆故障测试仪原理

  电力电缆故障测距在原理上可分为两大类：行波法和阻抗法。

  3.1行波法

  行波故障测距是根据电压和电流行波在线路上有固定的传播速度电力电缆中波速为150m/s～220m/s)这一特点，提出了行波故障测距方法。行波法测距利用行波在测量点到故障点之间往返一次的时间，经过简单运算即可得到距离。行波信号的获取和识别第一类是利用电压行波信号的方法，第二类是采用电流行波信号的测距方法。目前国内基本上只采用电流行波进行故障测距，其原因在于，电压行波信号不易获取，当母线上出线较多时电压信号比较弱，而电流信号却很强，电流行波信号比较容易获取。在工程应用上，与以上两类方法相对应的方法有低压脉冲反射法、脉冲电压法和脉冲电流法等

  3.2阻抗法

  较经典的阻抗法是直流电桥法以及近年来研究得较多的利用电缆故障时工频(相量)电压电流关系来推导出故障定位方程的方法。电桥法的优点是简单、方便，其缺点是只能用于低阻故障测距，而不能用于高阻故障和闪络性故障，但是，据统计，电力电缆有60%以上的故障是高阻故障，在预防性试验中被击穿的故障有90%以上是高阻故障。电桥法在现场已很少使用。