電力電纜故障產生的原因及查找方法

標簽： 電纜故障測試儀

　　電力電纜故障產生的原因及查找方法：電力電纜故障產生的主要原因：機械損傷，絕緣受潮，絕緣老化變質，過電壓，設計和制作工藝不良等，電力電纜故障查找方法：我們在采用(yong)(yong)電纜故障探(tan)測儀(yi)對電纜故障進行檢測時一般都是采用(yong)(yong)低(di)壓脈沖、直(zhi)閃、沖閃三種基本方(fang)式(shi)。再(zai)配合(he)其他的(de)取(qu)樣方(fang)法進行精準排查。

一、電力電纜故障產生的主要原因：

1、機械損傷
　　根據近年來的故障統計數據中我們可以看到機械損傷引起的電纜故障占電纜事故很大的比例。有些機械損傷很輕微，當時并沒有造成故障，但在幾個月甚至幾年后損傷部位才發展成故障。造成電纜機械損傷的主要有以下幾種原因：
（1）安裝時損傷：在安裝時不小心碰傷電纜，機械牽引力過大而拉傷電纜，或電纜過度彎曲而損傷電纜；
（2）直接受外力損壞：在安裝后電纜路徑上或電纜附近有其他城市建設等施工，使電纜受到直接的外力損傷；
（3）行駛車輛的震動或沖擊性負荷會造成地下電纜的中間接頭裂損；
（4）因自然現象造成的損傷：因電纜自然行程使裝在管口或支架上的電纜外皮擦傷；因土地沉降引起過大拉力，拉斷中間接頭或導體。

2、絕緣受潮
　　絕緣受潮后引起故障。造成電纜受潮的主要原因有：
（1）因中間接頭或終端接頭結構不密封或安裝不良而導致進水；
（2）電纜制造不良，金屬護套有小孔或裂縫；

（3）金屬護套因被外物(wu)刺傷或腐蝕穿孔；

3、絕緣老化變質

　　電(dian)(dian)纜(lan)(lan)(lan)絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)介(jie)質(zhi)內(nei)部(bu)氣(qi)(qi)隙在電(dian)(dian)場作用下(xia)產(chan)生游(you)離(li)使(shi)絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)下(xia)降(jiang)。當絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)介(jie)質(zhi)電(dian)(dian)離(li)時，氣(qi)(qi)隙中產(chan)生臭氧(yang)、硝酸等化(hua)學生成(cheng)物，腐蝕絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)；絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)中的(de)水分(fen)使(shi)絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)纖維產(chan)生水解，造(zao)成(cheng)絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)下(xia)降(jiang)。過(guo)(guo)(guo)熱會引起絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)老(lao)化(hua)變質(zhi)。電(dian)(dian)纜(lan)(lan)(lan)內(nei)部(bu)氣(qi)(qi)隙產(chan)生電(dian)(dian)游(you)離(li)造(zao)成(cheng)局部(bu)過(guo)(guo)(guo)熱，使(shi)絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)碳化(hua)。電(dian)(dian)纜(lan)(lan)(lan)過(guo)(guo)(guo)負荷是電(dian)(dian)纜(lan)(lan)(lan)過(guo)(guo)(guo)熱很重要的(de)因(yin)素。安裝于電(dian)(dian)纜(lan)(lan)(lan)密集地區、電(dian)(dian)纜(lan)(lan)(lan)溝(gou)及(ji)(ji)電(dian)(dian)纜(lan)(lan)(lan)隧道等通風不良(liang)處(chu)的(de)電(dian)(dian)纜(lan)(lan)(lan)、穿在干燥管中的(de)電(dian)(dian)纜(lan)(lan)(lan)以及(ji)(ji)電(dian)(dian)纜(lan)(lan)(lan)與熱力管道接近的(de)部(bu)分(fen)等都會因(yin)本身過(guo)(guo)(guo)熱而使(shi)絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)加(jia)速(su)損壞。

4、過電壓

　　大氣(qi)與內(nei)部過電(dian)壓(ya)作用，使電(dian)纜絕緣擊穿(chuan)，形成故障，擊穿(chuan)點一般(ban)是存在缺陷。 

5、設計和制作工藝不良

　　中間接頭(tou)和終端頭(tou)的防水、電場(chang)分布設計不(bu)周密，材(cai)料選用不(bu)當，工藝不(bu)良、不(bu)按(an)規程要求制作會(hui)造(zao)成電纜頭(tou)故(gu)障。

6、材料缺陷

　　材料(liao)缺陷主要(yao)表現在(zai)三(san)(san)個(ge)方面。一是(shi)電(dian)纜(lan)制造的(de)(de)問(wen)題，電(dian)纜(lan)在(zai)出廠時存在(zai)缺陷；二是(shi)電(dian)纜(lan)頭等(deng)附件制造上的(de)(de)缺陷；三(san)(san)是(shi)對絕(jue)緣材料(liao)的(de)(de)維護管(guan)理不善，造成電(dian)纜(lan)絕(jue)緣受(shou)潮(chao)、臟污和(he)老化。

7、護層的腐蝕

　　由于地(di)下酸堿腐蝕(shi)、雜散電(dian)流(liu)的影響，使電(dian)纜外皮(pi)受腐蝕(shi)出現麻點、開裂或穿(chuan)孔，造成(cheng)故障。

二、電纜故障排查方法

　　在多(duo)年(nian)的實際(ji)工(gong)作中(zhong)，我們發(fa)現高(gao)(gao)(gao)壓(ya)電(dian)纜(lan)(lan)(lan)和低壓(ya)電(dian)纜(lan)(lan)(lan)的故障各有許多(duo)不(bu)同之(zhi)處，高(gao)(gao)(gao)壓(ya)電(dian)纜(lan)(lan)(lan)故障多(duo)以運行故障為主，且大(da)多(duo)數是高(gao)(gao)(gao)阻(zu)故障，而高(gao)(gao)(gao)阻(zu)故障又分泄露和閃(shan)絡兩大(da)類型；而低壓(ya)電(dian)纜(lan)(lan)(lan)故障只有開路(lu)、短路(lu)和斷路(lu)三種情況（當然，高(gao)(gao)(gao)壓(ya)電(dian)纜(lan)(lan)(lan)也包括這三種情況）。

　　我們在采(cai)用電纜故障探測儀對電纜故障進行檢測時(shi)一般都是(shi)采(cai)用低壓脈(mo)沖、直閃(shan)、沖閃(shan)三種基本方式。再(zai)配合其他的(de)取樣方法(fa)進行精準排查。

　　在這里首先我們要建立幾個概念：
　　①長線理論：所謂長線是指線的幾何長度比其上所傳輸的電磁波的波長還要長或者可以與之相比擬的傳輸線；反之為短線。無論是低壓脈沖法還是高壓內路法檢測電力電纜故障距離，均是討論電波在電力電纜中傳播的微觀過程，把電力電纜作“均勻長線”來討論。根據電波在傳輸過程中幅度、相位、速度等諸參數的變化規律，利用雷達測距原理來確定故障點距離。   
　　②微波傳輸理論（雷達原理）：當電波在長線中傳播，電纜特性阻抗發生變化時必然產生反射波，通過分析入射波與反射波的時向差，即可算出故障點的距離。
　　③反射系數：是指長線上某點的反射波與入射波的振幅之比，也就是指長線上某點的反射波的電壓（或電流）與入射波電壓（或電流）振幅之比。
分為以下情況：
   0＜f反≤1       正反射─幅度發生變化，
f=1時，開路；
﹣1≤f反＜0       負反射─幅度、相位均發生變化，
      f反=﹣1時，短路。
　　再就是我們需要了解電纜故障測試原理
　　電纜故障測試是根據微波傳輸線的電波反射現象實現對電纜故障的粗測。
　　對于低阻和開路故障，由智能閃測儀本身產生并發射給故障電纜一個脈沖信號，電纜中傳輸的電脈沖遇到故障點或電纜異常處后，產生一個反射脈沖沿原電纜路徑回到發射端，應用路程公式S=vt可得：
　　S=1/2vt…………………………………………………………①
　　其中:S----故障點到測試端的距離
　　v----電信號在電纜中的傳輸速度,只與電纜的絕緣介質有關；與電纜導體材料無關,是一個常數.如油浸紙電纜v≈160m/μs；交聯聚乙烯電纜v≈170m/μs。
　　T=電信號從測試端發出，到故障點再返回到發送端所需時間。

　　因此(ci)，只(zhi)要(yao)測(ce)(ce)算(suan)出時間T就可知道故(gu)障(zhang)點到測(ce)(ce)試端的距(ju)離。對(dui)于高(gao)阻(zu)故(gu)障(zhang)，智(zhi)能閃(shan)測(ce)(ce)儀(yi)利用(yong)電(dian)(dian)纜故(gu)障(zhang)點在高(gao)壓作用(yong)下閃(shan)絡放電(dian)(dian)形成瞬(shun)間短路故(gu)障(zhang)，并同時產生回波信號的原理對(dui)其進行(xing)測(ce)(ce)試。測(ce)(ce)算(suan)兩次回波信號的時間差，應用(yong)公式①可計算(suan)出故(gu)障(zhang)點到測(ce)(ce)試端的距(ju)離。

zui后我們來介紹下電纜故障檢測的具體方法
　　故障排查的基本步驟：用搖表或者萬用表測量故障電纜的絕緣電阻，判斷故障性質，確定測試方法；測試故障距離；探測故障點附近電纜埋設的路徑；定點。
檢測前將電纜終端頭的所有連線斷開。

１、低壓脈沖方式
　　低壓脈沖用于檢測電纜中電波傳播的速度、電纜全長、低阻故障和開路故障。

　　將檢測(ce)系統(tong)的(de)(de)通信連線(xian)與筆記本電腦的(de)(de)串(chuan)口連接(jie)，電纜的(de)(de)故障相（被測(ce)相）與地(di)線(xian)分別接(jie)到(dao)水阻(zu)盤的(de)(de)紅、黑接(jie)線(xian)柱，水阻(zu)盤的(de)(de)輸(shu)出與測(ce)試系統(tong)的(de)(de)輸(shu)入(ru)相連。也可直接(jie)將測(ce)試系統(tong)的(de)(de)輸(shu)入(ru)線(xian)與故障相及地(di)線(xian)相連。

●　測速度
　　對于有些電纜，電波傳播的速度未知，必須通過測試來確定。但測試前必須知道電纜的全長。
　　 選擇“低壓脈沖”“測速度”，根據電纜的長度選擇“0.2μs”或“2μs” ，一般500 m以下用0.2μs。鍵入電纜全長后“采樣，配合調整“位移”和“幅度”，使信號的幅度和基線處于便于觀察的位置。

　　移動游標至低(di)壓脈沖的(de)下降沿按“定位”，再移動游標至反射信號的(de)前沿，屏幕上即(ji)可(ke)顯示此(ci)種電(dian)纜中電(dian)波(bo)的(de)傳播速度。如果(guo)發(fa)射和(he)接收的(de)波(bo)形離的(de)太(tai)近，可(ke)按“擴(kuo)展(zhan)(zhan)”鍵將(jiang)波(bo)形擴(kuo)展(zhan)(zhan)后再計算(suan)。

●　測故障

　　測故障(zhang)(zhang)時(shi)選(xuan)擇“低(di)壓脈沖(chong)”“測故障(zhang)(zhang)”，并(bing)選(xuan)擇適當(dang)的脈沖(chong)寬度(du)，按“采(cai)樣”后屏幕即顯示故障(zhang)(zhang)波形。開路(lu)故障(zhang)(zhang)的反(fan)(fan)射(she)信號與發送脈沖(chong)極(ji)性相(xiang)同，短路(lu)故障(zhang)(zhang)的反(fan)(fan)射(she)信號與發送脈沖(chong)極(ji)性相(xiang)反(fan)(fan)。注：由于(yu)測電纜全長(chang)時(shi)的接線(xian)及(ji)波形與測開路(lu)故障(zhang)(zhang)時(shi)完全相(xiang)同。

2、沖閃方式

　　沖(chong)(chong)閃方(fang)(fang)式用(yong)于測試高阻(zu)泄漏(lou)性故(gu)(gu)障，大部分電(dian)纜故(gu)(gu)障都可以使用(yong)沖(chong)(chong)閃方(fang)(fang)式測試。以前采用(yong)沖(chong)(chong)閃電(dian)感電(dian)壓(ya)取(qu)樣(yang)(yang)的時候比較多，現在一(yi)般采用(yong)電(dian)流取(qu)樣(yang)(yang)，因為采用(yong)電(dian)流取(qu)樣(yang)(yang)時一(yi)起不與高電(dian)壓(ya)直接連接，人身和(he)設備的安全系數更(geng)高。如果一(yi)條電(dian)纜上(shang)有多處故(gu)(gu)障或電(dian)纜大面積受潮，可采用(yong)閃沖(chong)(chong)電(dian)阻(zu)取(qu)樣(yang)(yang)方(fang)(fang)式。

3、直閃方式

 　　直(zhi)閃法(fa)用(yong)于測試高(gao)阻閃絡性質故(gu)障。用(yong)直(zhi)閃法(fa)時一定要注意監視高(gao)壓電(dian)流(liu)，以防電(dian)流(liu)過大而燒壞高(gao)壓變壓器。

4、測試電纜路徑和埋設深度

　　將測(ce)試(shi)系統輸出(chu)(chu)電(dian)(dian)纜(lan)芯線接電(dian)(dian)纜(lan)的(de)一(yi)相，地(di)(di)線接電(dian)(dian)纜(lan)地(di)(di)線（鉛包）。（如果故障相的(de)電(dian)(dian)阻值(zhi)很低。，可(ke)在輸出(chu)(chu)地(di)(di)線和(he)電(dian)(dian)纜(lan)地(di)(di)線間串(chuan)接一(yi)個(ge)幾(ji)百歐(ou)姆的(de)電(dian)(dian)阻。）先將輸出(chu)(chu)電(dian)(dian)位器調(diao)到zui小，打開電(dian)(dian)源再將幅度(du)旋鈕調(diao)整(zheng)到適當的(de)位置(zhi)，此時(shi)儀(yi)器輸出(chu)(chu)一(yi)個(ge)15KHZ正弦信號，此信號在電(dian)(dian)纜(lan)周圍產生電(dian)(dian)磁場，調(diao)整(zheng)路徑信號接收器的(de)“音(yin)量”和(he)“微調(diao)”旋鈕，使耳機里的(de)聲音(yin)清晰(xi)、悅耳，即可(ke)尋測(ce)電(dian)(dian)纜(lan)路徑和(he)估(gu)測(ce)電(dian)(dian)纜(lan)埋設的(de)深度(du)。

●　尋測電纜路徑
　　當探棒處于電纜上方B點時，探棒的線圈與電場平行，線圈沒有切割電力線，線圈中的感應電流小，這時耳機中幾乎沒有聲音。而當探棒在A點或者C點時，耳機中的聲音較大。由聲音較小的點所連成的線即為電纜的路徑。
●　估測電纜埋設深度
　　將探棒在電纜上方B點右傾斜45度，然后垂直于電纜走向后退，當退到A點時，探棒正對電纜，此時耳機的聲音較小。
　　B點到A點的距離，也就是向后退的距離即為電纜埋設的深度。

　　用這種方法可(ke)以估測電纜(lan)的埋設深度。

5、故障點定位
　　我們使用各種測試方法已測出故障點的距離，但由于各種因素的影響，如測量誤差、電纜的余纜、拐彎等，在地面上不一定能準確地找到故障，還必須使用故障定位儀來準確定故障點。
　　故障定位時是利用高壓設備給電纜加一沖擊直流負高壓，用定位儀在測量出的故障點附近檢測電纜故障的放聲點。高壓放電的時間以1秒鐘一次為宜。

　　打(da)開定位(wei)儀電源(yuan)，適當調(diao)節(jie)音量(liang)旋(xuan)鈕，將定位(wei)儀放(fang)置在測出的電纜故障(zhang)點處，應(ying)該有故障(zhang)點放(fang)電的聲音，如果聽(ting)不到可移(yi)動定位(wei)儀的位(wei)置，直到耳機里(li)的放(fang)電聲zui大，此處即為故障(zhang)點。

6、注意事項
●　在測試電纜故障時必須遵守有關安全規則。
●　在高壓測試中，一切設備都應良好接地，以免燒壞測試設備。如有條件可將高壓產生器的電源與測試儀器的電源分開。
●　在有易燃物品的環境中利用高壓測試時，應有保安措施。
●　每次使用電阻閃沖時，應對水阻的測值進行測量。
●　注意人身安全。

●　建議加高壓時將(jiang)電腦的外接電源斷開，zui好不用外接鼠標。