電力電纜故障種類及故障判斷與查找
隨著電力,、能源行業(yè)的發(fā)展,，各種電纜越來越多地運(yùn)用到生活的各個(gè)域,，而且般都埋入地下或入電纜溝敷設(shè),，當(dāng)電纜發(fā)生故障后,，如何快速準(zhǔn)確的查找故障點(diǎn),，盡快恢復(fù)供電,，是長期困擾我們的難題。
三峽十年在這十年因參戰(zhàn)各大型水電程業(yè)電力建設(shè)施（青海李家峽電站,、湖北三峽水電程,、廣西梧州水利樞紐、云南小灣水電站建設(shè)等）多年的實(shí)際作經(jīng)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)壓電纜和低壓電纜的故障各有許多不同之處,，壓電纜故障多以運(yùn)行故障為主,，且大多數(shù)是阻故障，而阻故障又分泄露和閃絡(luò)兩大類型,；而低壓電纜故障只有開路,、短路和斷路三種情況（當(dāng)然，壓電纜也包括這三種情況）,。
無論是壓電纜或低壓電纜,，在施安裝、運(yùn)行過程中經(jīng)常因短路,、過負(fù)荷運(yùn)行,、緣老化或外力作用等原因成故障。電纜故障可概括為接地,、短路,、斷線三類，其故障類型主要有以下幾方面：
①三芯電纜芯或兩芯接地,。
②二相芯線間短路,。
③三相芯線短路。
④相芯線斷線或多相斷線,。
對(duì)于直接短路或斷線故障用用表可直接測(cè)量判斷,，對(duì)于非直接短路和接地故障，用兆歐表搖測(cè)芯線間緣電阻或芯線對(duì)地緣電阻,，根據(jù)其阻值可判定故障類型,。
故障類型確定后，查找故障點(diǎn)并不是件容易的事情,，下面根據(jù)本人對(duì)電力電纜多年摸索的經(jīng)驗(yàn),，介紹幾種查找故障點(diǎn)的方法，以供參考,。
2 電纜故障點(diǎn)的查找方法
(1) 測(cè)聲法：
所謂測(cè)聲法就是根據(jù)故障電纜放電的聲音行查找,，該方法對(duì)于壓電纜芯線對(duì)緣層閃絡(luò)放電較為有效。此方法所用設(shè)備為直耐壓試驗(yàn)機(jī),。電路接線如圖1所示,，其中SYB為壓試驗(yàn)變壓器，C為壓電容器,，ZL為壓整硅堆,，R為限電阻，Q為放電間隙,，L為電纜芯線,。
當(dāng)電容器C充電到定電壓值時(shí)，間隙對(duì)電纜故障芯線放電，在故障處電纜芯線對(duì)緣層放電產(chǎn)生“滋,、滋”的火花放電聲,，對(duì)于明敷設(shè)電纜憑聽覺可直接查找，若為地埋電纜,，則要確定并標(biāo)明電纜走向,，再在雜噪聲音zui小的時(shí)候，借助耳聾助聽器或用聽診器等音頻放大設(shè)備行查找,。查找時(shí),，將拾音器貼近地面，沿電纜走向慢慢移動(dòng),，當(dāng)聽到“滋,、滋 ”放電聲zui大時(shí)，該處即為故障點(diǎn),。使用該方法定要注意安,，在試驗(yàn)設(shè)備端和電纜末端應(yīng)設(shè)人監(jiān)視。
(2) 電橋法：
電橋法就是用雙臂電橋測(cè)出電纜芯線的直電阻值,，再準(zhǔn)確測(cè)量電纜實(shí)際長度,，按照電纜長度與電阻的正比例關(guān)系，計(jì)算出故障點(diǎn),。該方法對(duì)于電纜芯線間直接短路或短路點(diǎn)接觸電阻小于1Ω的故障,，判斷誤差般不大于3m，對(duì)于故障點(diǎn)接觸電阻大于1Ω的故障,，可采用加電壓燒穿的方法使電阻降至1Ω以下,，再按此方法測(cè)量。
測(cè)出芯線a與b之間的電阻R1,，則R1=2Rx+R,，其中Rx為a相或b相至故障點(diǎn)的相電阻值，R為短接點(diǎn)的接觸電阻,。再就電纜的另端測(cè)出a′與b′芯線間的直電阻值R2,，則R2=2R(L-X)+R,式中R(L-X)為a′相或b′相芯線至故障點(diǎn)的相電阻值，測(cè)R1與R2后,，再按圖3所示電路將b′與c′短接,，測(cè)出b、c兩相芯線間的直電阻值,，則該阻值的1/2為每相芯線的電阻值,，用RL表示,，RL=Rx+R(L-X),，由此可得出故障點(diǎn)的接觸電阻值：R=R1+R2-2RL，因此，故障點(diǎn)兩側(cè)芯線的電阻值可用下式表示：Rx=(R1-R)/2,，R(L-X)=(R2-R)/2,。Rx、R(L-X),、RL三個(gè)數(shù)值確定后,，按比例公式即可求出故障點(diǎn)距電纜端頭的距離X或(L-X)：X=(RX/RL)L，(L-X)=(R(L-X)/RL)L,，式中L為電纜的總長度,。
采用電橋法時(shí)應(yīng)保證測(cè)量度，電橋連接線要盡量短,，線徑要足夠大,，與電纜芯線連接要采用壓接或焊接，計(jì)算過程中小數(shù)位數(shù)要保留,。
(3) 電容電測(cè)定法：
電纜在運(yùn)行中,，芯線之間、芯線對(duì)地都存在電容,，該電容是均勻分布的,，電容量與電纜長度呈線性比例關(guān)系，電容電測(cè)定法就是根據(jù)這原理行測(cè)定的,，對(duì)于電纜芯線斷線故障的測(cè)定非常準(zhǔn)確,。測(cè)量電路如圖4所示，使用設(shè)備為1～2kVA單相調(diào)壓器臺(tái),，0～30V,、0.5交電壓表只，0～100mA,、0.5交毫安表只,。
測(cè)量步驟：
①在電纜端分別測(cè)出每相芯線的電容電(應(yīng)保持施加電壓相等)Ia、Ib,、Ic的數(shù)值,。
②在電纜的末端再測(cè)量每相芯線的電容電Ia′、Ib′,、Ic′的數(shù)值,，以核對(duì)好芯線與斷線芯線的電容之比，初步可判斷出斷線距離近似點(diǎn),。
③根據(jù)電容量計(jì)算公式C=1/2πfU可知,，在電壓U、頻率f不變時(shí)C與I成正比,。因?yàn)轭l電壓的f(頻率)不變,，測(cè)量時(shí)只要保證施加電壓不變,，電容電之比即為電容量之比。設(shè)電纜長為L,，芯線斷線點(diǎn)距離為X,，則Ia/ Ic=L/X，X=( Ic/ Ia)L,。
測(cè)量過程中,，只要保證電壓不變，電表讀數(shù)準(zhǔn)確,，電纜總長度測(cè)量,，其測(cè)定誤差小。
(4) 零電位法：
零電位法也就是電位法,，它適應(yīng)于長度較短的電纜芯線對(duì)地故障,，應(yīng)用此方法測(cè)量簡便，不需要儀器和復(fù)雜計(jì)算,，其接線如圖5所示,，測(cè)量原理如下：將電纜故障芯線與等長的導(dǎo)線并聯(lián)，在兩端加電壓E時(shí),，相當(dāng)于在兩個(gè)并聯(lián)的均勻電阻絲兩端接了電源,，此時(shí)，條電阻絲上的何點(diǎn)和另?xiàng)l電阻絲上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的電位差然為零,。反之,，電位差為零的兩點(diǎn)然是對(duì)應(yīng)點(diǎn)。因?yàn)槲⒎淼呢?fù)接地,，與電纜故障點(diǎn)等電位,，所以，當(dāng)微伏表的正在導(dǎo)線上移動(dòng)至示值為零時(shí)的點(diǎn)與故障點(diǎn)等電位,，即故障點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn),。
為單相閘刀開關(guān)，E為6V蓄電池或4節(jié)1號(hào)干電池,，G為直微伏表,，測(cè)量步驟如下：
①在b和c相芯線上接上電池E，再在地面上敷設(shè)根與故障電纜長度相等的導(dǎo)線S,，該導(dǎo)線要用裸銅線或裸鋁線,，其截面應(yīng)相等，不能有中間接頭,。
②將微伏表的負(fù)接地,，正接根較長的軟導(dǎo)線，導(dǎo)線另端要求在敷設(shè)的導(dǎo)線上滑動(dòng)時(shí)能充分接觸,。
③合上閘刀開關(guān)K,，將軟導(dǎo)線的端頭在導(dǎo)線上滑動(dòng),，當(dāng)微伏表示為零時(shí)的位置即為電纜故障點(diǎn)的位置。
其他幾種電力電纜故障判斷及查找方法：
1 故障的類型
電力電纜由于機(jī)械損傷,、緣老化,、施質(zhì)量低,、過電壓,、緣油失等都會(huì)發(fā)生故障。根據(jù)故障性質(zhì)可分為低電阻接地或短路故障,、電阻接地或短路故障,、斷線故障、斷線并接地故障和閃絡(luò)性故障,。
2 故障的判斷方法
確定電纜故障類型的方法是用兆歐表在線路端測(cè)量各相的緣電阻,。般根據(jù)以下情況確定故障類型：
(1)當(dāng)搖測(cè)電纜芯或幾芯對(duì)地緣電阻，或芯與芯之間緣電阻低于100Ω時(shí),，為低電阻接地或短路故障,。
(2)當(dāng)搖測(cè)電纜芯或幾芯對(duì)地緣電阻，或芯與芯之間緣電阻低于正常值很多,，但于100Ω時(shí),，為電阻接地故障。
(3)當(dāng)搖測(cè)電纜芯或幾芯對(duì)地緣電阻較或正常,，應(yīng)行導(dǎo)體連續(xù)性試驗(yàn),，檢查是否有斷線，若有即為斷線故障,。
(4)當(dāng)搖測(cè)電纜有芯或幾芯導(dǎo)體不連續(xù),，且經(jīng)電阻接地時(shí)，為斷線并接地故障,。
(5)閃絡(luò)性故障多發(fā)生于預(yù)防性耐壓試驗(yàn),，發(fā)生位大多在電纜終端和中間接頭。
