論常見的電纜故障類型及其查找方法

黎沃毅

摘 要：隨著經濟和社會的快速發展和人們生活水平的不斷提高，各種電器設備被廣泛應用于社會生產和生活中，人們對電能的需求量也逐漸增加。為了滿足人們不斷增長的電能需求，電力行業在電網建設方面投入了許多財力、物力和人力。電纜作為電網的重要組成部分，其質量和運行狀況直接關系到電網運行的安全性和穩定性。分析了電纜常見故障的原因，探討了電纜故障的幾種查找方法，以供參考。

關鍵詞：電纜；絕緣層；機械損傷；短路

中圖分類號：TM247 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0069-02

電纜在運行過程中會受到各種原因的影響，導致其出現一些故障，例如閃絡性故障、泄露性故障、斷線故障、高阻故障、低阻故障等，如果不采取相應的措施及時處理，將會造成嚴重的后果。因此，針對常見的電力電纜故障，應該采取準確的查找方法，然后將故障排除，盡可能地降低電纜故障的修復費用和停電造成的損失。

1 電纜故障的原因分析

1.1 絕緣層老化

通常狀況下，電纜絕緣層的老化變質是因長期過熱導致的，電纜過負荷是導致電纜過熱的主要原因之一。安裝在電纜隧道、電纜溝和電纜密集區等通風狀況相對較差的電纜，熱力管道附近和內附在干燥管中的電纜，都會因自身過熱而導致其絕緣層被損壞。同時，過電壓還會加速電源絕緣層的老化，甚至會擊穿電纜，造成嚴重的電力故障。

1.2 絕緣層受潮

導致電纜絕緣層受潮的原因主要包括以下幾個方面：①金屬護套被腐蝕穿孔或被外物刺穿；②電纜的質量存在問題，金屬護套存在裂縫或小孔；③由于終端盒或接頭盒結構安裝不良或密封不良，導致電纜內部進水。

1.3 機械損傷

機械損傷是導致電力電纜出現故障的重要原因之一，雖然一些機械損傷的程度相對較輕，在損害的初期并沒有導致故障，但經過一段時間的運行之后，損傷位置會不斷地加重，逐漸發展成故障，進而造成嚴重的安全事故。導致電力電纜出現機械損傷的原因主要包括以下幾個方面：①自然現象導致的機械損傷。例如，在移動電纜的過程中，常會擦傷裝在支架上或管口處的電纜外皮，或是因拉力過大，導致電纜從中間拉斷，還可能因終端頭或中間接頭內絕緣膠膨脹，導致電纜護套或外殼脹裂。②沖擊負荷導致的損傷。電網中的供電負荷并不是固定的，在供電負荷不平衡的狀態下，因短路或斷路故障等產生的沖擊性負荷會損壞電纜的絕緣層。③直接外力導致的損傷。例如，安裝在支架上或電器設備上的電纜被其他電器設備碾壓，導致電纜因受到直接外力的作用而損壞。④敷設過程中導致的損傷。電纜在敷設過程中，可能會因為工作人員的疏忽導致電纜被損傷，或在敷設電纜的過程中因機械牽引力過大，導致電纜內部的絕緣層被損壞，或是因電纜的彎曲程度超出了限度，導致電纜損傷。

2 電纜故障的查找方法探析

目前，導致電纜故障的原因較多，有的故障容易被發現，但有的故障很難被發現。為了解決上述問題，電力維修人員經過長期的實踐和積累，研發了眾多查找電纜故障的方法，例如沖擊高壓閃絡法、直流高壓閃絡法、跨步電壓法、電橋法等。

2.1 沖擊高壓閃絡法

當電纜故障的電阻相對較低或形成貫穿性通道時，會致使故障點的泄露電流增加或故障點不閃絡，導致檢測設備的內阻增大、容量受限、故障位置加不上高壓。此時，應采用沖擊高壓閃絡法，該種查找方法的信號采集方式為脈沖電流法。沖擊高壓閃絡法在儲能電容和電纜之間增加了放電間隙，當電容的電壓升高并達到臨界值時，會擊穿放電間隙，電容開始對電纜放電。但是，放電間隙出現了放電現象并不能完全判斷為是因故障點被擊穿，也可能是因行波運行到末端開路點后的發射波和反射波重疊之后形成的電壓波的振幅明顯增強，進而導致故障點被擊穿而放電。該種電纜故障查找方法的優點在于波形易分析、操作簡單、接線簡單，大部分高阻故障、低阻故障和斷路故障等都能采用該種查找方法。

2.2 直流高壓閃絡法

該種查找方法主要用于閃絡擊穿性的電纜故障。由于故障電纜的電阻相對較高，所以檢測人員通過高壓試驗設備將電壓調整到一定高度，致使故障點閃絡出現電流脈沖波和躍變電壓波，然后記錄電纜測試端口中以行波形式往返反射的電磁波，并準確判斷出電波的往返反射時間。直流高壓閃絡法采集信號的方式主要包括脈沖電流法和脈沖電壓法。脈沖電壓法在查找電壓較高的電纜故障時，通常會出現定位誤差較大、電壓波形變化不明顯的問題，而脈沖電流法受到電壓的影響相對較小，并且在采用脈沖電流法采集信號時，采用的線性電纜渦合器并不需要與高壓回路形成直接的電氣連接，并且其操作簡便、安全，再加上電流耦合器采集的電流行波信號波形尖銳，很容易辨認，能夠很容易地用故障擊穿產生的瞬間脈沖信號判斷故障點的位置，因此，脈沖電流法的應用范圍更加廣泛。

2.3 跨步電壓法

采用跨步電壓法能夠準確地對低壓電纜的故障進行定位和定向，該種故障查找方法具有操作簡單、接線簡單的特點，能夠對直埋電纜故障進行快速定向和精確定點。其原理是通過利用電纜沿線的地面或土壤中產生沿電纜走向依次遞增或遞減的“跨步”電壓脈沖，以此確定電纜故障的方向和具體位置等。根據具體實踐，約90%的低壓電力電纜故障都是因故障點的電纜保護層被損壞而造成的。跨步電壓法就是利用在電纜一端增加一個周期脈沖電壓信號，然后沿著電纜的走向快速地查找出故障點的具體位置。通常狀況下，在距離故障點25～30 m的地方就能找出故障點的方向，如果在硬化路面或水泥路面查找時，在距離故障點約10 m的地方就能準確找出故障點的方向。

2.4 電橋法

電橋法主要用于查找電纜芯線間短路點或斷路接觸電阻小于1 Ω的故障。該查找方法的原理為：通過利用雙臂電橋檢測出電纜芯線的具體電阻值，然后準確測量出電纜的長度，并根據電阻值和電纜長度的比例關系計算出故障點。這種電纜的檢測方法相對簡單，但是在具體實施之前，應該預先了解電纜的單位電阻和長度。該方法通常適用于短路或低阻故障。

3 結束語

總而言之，導致電纜故障的原因非常多，通過對不同性質的故障采取不同的查找方法，并在查找電纜故障的過程中借助現代化的設備、儀器和技術，能夠快速、準確地定位故障點，然后采取相應的措施迅速排除故障，這樣可將電纜故障造成的損失降至最低，進而保證電纜線路運行的可靠性和安全性。

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〔編輯：張思楠〕