電力電纜故障性質的診斷及巡徑定位

李玉森　郝孟超　王玉科

摘要：隨著國民經濟的高速發展，新型現代化電力設備得到了更好的應用，人們對電力的需求日益增長，同時對供電的可靠性和供電質量提出了更高的要求，作為電能載體的電纜出現故障日益增多，為提高電力故障檢修效率，保證供電的可靠性，需要對出現故障的位置快速準確探測，本文主要分析電力電纜在實際操作過程中出現的故障，結合電纜故障測試儀的使用，探討電纜故障的排除方法。

關鍵詞：電纜故障 性質診斷 巡徑定位

隨著國民經濟的快速發展，越來越多的電力設備應用在生產當中，電力電纜作為電力系統的重要組成部分，以其安全可靠，有效節約土地資源等優點，得到了廣泛的應用。但是由于室外電力電纜的敷設一般采用直埋式，具有隱蔽性特點，一旦發生故障，尋找起來十分困難，往往需要花費數小時甚至幾天時間，不僅浪費大量的人力物力，還會造成難以估計的停電損失，如何準確、快速、經濟的查尋到電力電纜故障成為了各個部門日益關注的問題。

一、電力電纜故障類型

電力電纜故障是由于絕緣破損而引起的，一般故障的類型大體分為兩大類：低阻的短路、開路和短路故障，高阻的泄露故障和閃絡性故障。電纜故障的產生原因主要有外力破壞、材料缺陷、絕緣老化變質、電纜受潮以及運行環境等諸多因素所導致。按照電纜故障性質主要有接地故障、短路故障、斷線故障、閃絡故障和多種原因的綜合故障。

接地故障是指埋入地下的電力電纜單相或者多相被擊穿后接地；短路故障是指電力電纜相線之間絕緣完全破損形成短路，該型故障主要由于電纜老化變質、絕緣受潮、過熱等原因造成；斷線故障是指電纜的單相或多相斷裂而發生的故障；閃絡故障是由于絕緣存在間隙放電，造成絕緣擊穿，絕緣擊穿后又恢復正常，雖然該故障點仍能通電，沒有形成斷路，但此時的電纜仍然存在故障。這類故障隱蔽性較強，一般情況下很難發現，只有在進行電壓實驗時才可以發現。

二、電力電纜故障性質診斷

所謂診斷電纜故障性質就是指確定電纜故障是高阻還是低阻；是閃絡還是封閉性故障；是接地、短路、斷線還是混合的；是單相、兩相還是三相。

利用兆歐表進行絕緣電阻測試，分別測試AB、AC、BC、A與地、B與地、C與地之間的絕緣電阻值，如果測量電纜絕緣電阻值非常大說明沒有發生短路故障，如何測量電纜絕緣電阻值非常小說明發生了短路故障。利用萬用表進行三相導通試驗，判定電力電纜是三相故障還是兩相、單相故障，在測試端利用萬用表測量三相相問電阻，因為電纜對端已做三相短路，如果測試三相相問電阻值為零，則可以判斷電力電纜沒有發生斷線故障，如果測量相問電阻不為零，則說明存在斷線故障。同時還可以參照短路時出現的火花大小判別具體情況，參照故障出現時發生的跳閘以及各種信號指示，進行初步的故障性質診斷。

三、電力電纜故障粗測

使用低壓脈沖法或脈沖電流法從直埋電力電纜一端進行測試，從波形顯示屏幕上可以測量出電磁波傳播時間，根據電磁波的傳播速度即可得出故障點到測試點的距離，這也就是直埋電纜從測試端到故障點的長度。目前常用的是電纜故障測試儀，它具有全自動測量，測量精度高、可靠性強的特點。低壓脈沖法主要是針對電纜的低阻、斷線和短路故障，當波形是向上時，說明故障是開路故障，當波形是向下時，說明故障是短路故障。脈沖電流法主要針對電纜相鎧、相問、高阻及閃絡故障。

四、電纜路徑的測尋

在電纜故障測試中，路徑的尋找對整個測試結果起著至關重要的影響。目前我們在電力供電設施建設過程中，為了設施的美觀、道路的設置、橋梁的架設等因素，大量使用直埋式電力電纜，加之設施建設發展持續較長，又經歷了好幾個發展歷程，過去保留下來的施工資料極少，更談不上完整，因此保留現有直埋式電力電纜資料是查找故障電纜的—項極其重要的工作。對于電纜資料的缺失，工作人員對電纜路徑的不明確，我們必須使用儀器探明電纜的路徑和走向，方便電纜的故障定點。我們常用的探測設備就是電纜路徑儀。該儀器是利用電磁波原理對直埋式電纜路徑探測和埋置深度測量常用而又有效的方法，使用該儀器應該注意在測試前將電纜充分放電并將電纜兩端懸空，尋找一個良好的接地并將被測電纜相對端接地。

五、電纜故障精確定位

由于直埋式電力電纜路徑不是絕對的直線，電磁波傳播速度也不是恒定值，再加上電纜故障測試儀的測距誤差，因此電纜故障測試儀自動測量的數據還有一定偏差，所以在測距后，就必須以粗側結果為依據對故障點進行精確定位。常用的電纜故障精確定位方法有聲測法和聲磁波形同步法。聲測定點法是當電纜故障測試儀粗測出故障距離后，利用高壓信號發生器在故障電纜測試端給故障線芯加上高壓，使故障點閃絡放電，同時用綜合定點儀在粗側故障點附近來聽測故障點的放電聲，查找出故障點的準確位置。聲磁波形同步定點法是利用高壓信號發生器給故障線芯加上高壓，在故障點除產生放電聲外，還會產生高頻電磁波，用聲磁探頭同時接收聲信號和磁信號時，由于聲波與電磁波的傳播速度不同，利用聲磁波形同步定點儀測出聲信號和磁信號的時間差，時間差最小點即為故障點的精確位置，這是方法是比較可靠和準確的方法。

六、結語

電力電纜在供電系統中起著至關重要的作用，但是電纜故障又會對用電部門造成極大不便，而電力電纜故障檢測又是一項技術性較強的工作，因此，只有熟練掌握故障性質診斷、故障距離粗側、電纜路徑測尋、故障點準確定位四個方面的知識，才能更快、更準地找出電纜故障位置所在，為迅速排除故障提供有力支持。