多芯電纜故障部位的快速查找方法

楊濟溶

摘要：本文通過對礦井綜采工作中多芯電纜使用中易出現的芯線短路、斷路和芯線接地等問題，進行了研究，對電纜芯線斷路時故障部位查找、電纜芯線接地時故障部位查找、電纜芯線間短路時故障部位的查找以及效益及應用情況、存在的問題及推廣前景做了相應的闡述。

關鍵詞：綜采 多芯電纜 故障

1 立項原因

我礦井下綜采工作和機組工作面多芯電纜使用中易出現芯線短路、斷路和芯線接地（與鉛皮短路）3種故障現象，一旦發生故障嚴重制約著我礦的安全生產，帶來了巨大的經濟損失。對其故障部位進行查找是一項較為棘手的檢修工作。維修實踐中，利用數字萬用表具有高靈敏度的特點，并結合電工學原理，實現了對該類故障部位的快速、準確查找，較好地解決了這一檢修難點，起到了事半功倍的檢修效果。現將對此類故障部位的快速查找方法介紹如下。

2 研究內容及創新點

2.1 研究內容

2.1.1 電纜芯線斷路時故障部位的查找方法

電纜內部出現斷芯故障，從外表上很難判斷斷芯部位。快捷的查找方法是：把斷芯導線的一端接單相交流電源（220V）的相線，電纜的另一端懸空，然后，把數字萬用表撥至交流2V檔，讓黑筆懸空，用紅筆從電源端沿電纜外皮向電纜的另一端慢慢移動。開始時數字萬用表感應出的電壓值為零點幾伏，當紅表筆移動到某處突然顯示為零點零幾伏（約為原來的1/10倍）時，此處就是斷芯點。

2.1.2 電纜芯線接地時故障部位的查找方法

電纜中某芯線出現接地故障，一般是與電纜鉛皮短路。查找故障部位的簡捷方法是：先把故障芯線N1與另一條完好芯線N2的同一側短接，然后在兩芯線的另一側接上兩節1號干電池，如圖1所示（圖中R為限流電阻，阻值選10Ω/w為宜），再用數字萬用表的“2V DC''擋分別測量故障芯線兩端對鉛皮的電壓值，則兩次所測電壓分別為故障芯線N1兩端對接地點P的電壓“Uap、“Ubp”。根據電工學原理，因電纜芯線材料相同、截面積相等，故芯線電阻的大小正比于芯線長度，即RapRbp=Lx/（L0-Lx），又根據串聯電路特點——導體兩端電壓與導體的電阻成正比，故：UapUbp=R/Rbp，綜合上面兩式：Uap/Ubp=Lx/（L0-Lx），從而求得Lx=[Uap（UapUbp）]×L0即為故障部位所在處。

2.1.3 電纜芯線間短路時故障部位的查找方法

電纜芯線之間發生短路故障，其故障部位的查找方法可比照上述第二項所述，具體操作步驟簡述如下：假如電纜芯線N2與N3之間短路，N1完好，首先如圖2所示將其中一條故障芯線N2與一條完好芯線N1在電纜的一端短接，在電纜的另一端接上3V直流電源，然后用數字萬用表的直流2V檔分別測量N2與另一故障芯線N3（相當于將N3看作是電纜鉛皮）兩端的電壓，兩個電壓值即為故障芯線N2的短路點P到電纜兩端的電壓“Uap”、“Ubp”。同理可以推出，Lx=Uap/（Uap+Ubp）×L0即為故障部位所在處。

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2.2 創新點

①用以上三種方法解決了多芯電纜故障查找難題。

②用以上三種方法加快查找速度，節省了時間，減少了工人的勞動強度。

③較以前方法科學，準確率大大提高，故障率大大減少，保障了電纜的安全運行。

④提高井下設備的開機率，確保了井下安全生產。

3 效益及應用情況

我礦綜采隊和工掘對組使用了以上方法，很好的解決了多芯電纜故障查找難題，大大提高了我礦設備的開機率，為我礦的投入節約了大量成本。

使用該方法后可減少工人的工作量，以前查找一根電纜故障需要5個人維護，現在需要1個人即可解決，每個工人按每日工資100元計，假如一個隊組每年發生電纜故障50次，我礦有3個綜采隊和4個掘進隊組，可節約資金為：100×5×3×4×50=30萬元

4 存在的問題及推廣前景

①在進行上述第二、第三項測量時，如出現所測電壓不斷擺動現象，系為短路故障處于一種不穩定狀態，可用一較大容量的升壓變壓器將故障部位電擊為“良好”短路狀態，之后再行測量。

②在進行上述第三項測量時，如發生的是電纜芯線全路故障，此時可臨時敷設一根適當長度的導線作為完好芯線（導線長度及如何敷設無特殊要求，只要能達到故障電纜的兩端即可），然后再如法進行上述測量即可。

③該方法可在同類情況下推廣使用。

參考文獻：

[1]張志利，侯傳勛，龍勇，李國英.智能多芯電纜檢測儀的研制[J].自動化儀表，2007（01）.

[2]孫玉勝，鄒玉煒，崔光照，李建明.多芯電纜測試儀的研制[J]. 微計算機信息，2007（19）.

[3]廖海象.實用多芯電纜檢測器[J].設備管理與維修，2005（11）.