电缆线路故障原因及故障查找

电缆线路故障原因及故障查找

刘玉坤李斌

（国网临沂供电公司电缆运检室山东临沂276000）

摘要：在我国现代化社会建设快速发展过程中，电力已经得到普遍运用，人们的生活已经离不开电。所以，当电力传输使用过程中出现故障将会对人们的正常生活造成极大困扰，同时也损害了电力企业的经济效益。电缆是进行电力传输的主要载体之一，尤其在城市电网中被越来越广泛的采用，所以电缆的质量、施工、安全需要严格控制。本文主要对电力电缆常见的故障进行分析，找出原因，并提出解决方法。

关键词：电缆故障；故障原因；故障查找

引言

电缆线路故障原因不仅包括电缆、附件的自身质量和施工安装质量，而且还包括维护和防护效果。只要正确认识故障要因，从各个方面采取主动的预防措施，加强管理重点防护突出的问题，电缆线路的故障可以大幅度降低，电缆线路的高供电可靠性就能充分显现。

1、电缆故障种类

当运行中的电缆发生故障时，首先判别故障的种类。电缆故障种类大致可以分为三种：接地故障、短路故障、断线故障、断线及接地故障。其故障类型常见的有以下几方面：①三芯电缆单相或两相接地；②二相间短路；③三相间短路；④单相断线或多相断线。

2、电力电缆故障原因分析

2.1机械损伤

由于在电缆安装的时候，操作不当或者不小心造成电缆机械性损伤，或者由于电缆在铺设完成后，接近电缆路径的附近的机械施工时，人为的造成电缆的损伤，导致电缆绝缘层穿孔，潮气沿着破损的地方进入到线缆的内部，导致绝缘性能下降，形成故障。机械损伤不严重时，一般不会直接形成故障，可能是在经历几个月或者几年以后故障才能明显的被察觉出来。

2.2过电压

通常，电力系统中，电气设备对地绝缘只能承受相电压，很多电机的绝缘性能只能承受几十伏的电压，最多也不会超过百余伏。受到某些因素的影响，往往电气设备绝缘上的电压往往都超过上述电压数值。虽然这种现象存在的时间非常短，但其出现时数值非常高，经常造成电气电缆绝缘闪络或被击穿。这就是我们所说的过电压，对于瞬间的高位电压，即便是时间非常短促，也会造成较大的破坏，所以，必须要采用相关的措施，防止电力电缆承受过电压。过电压一般是由于电力设备进行拉闸或者导通管换相时，电路中的电感元件，由于电流的突然变化造成感应电动势，最主要的特点就是时间短，呈现出尖峰状态。

2.3绝缘老化

一般，电力电缆的绝缘材料基本都是采用高分子有机化合物，外多种因素的共同作用下，其性能会出现逐渐下降的趋势，也就是我们所说的老化现象。橡皮、塑料等材料在受热之后容易发生热老化，在有氧、热共同作用下，会出现热氧老化。高聚物在热的作用下可发生交联和热降解反应，一些材料在温度达到一定程度时会析出HCl。一般热氧化作用下，会生成过氧化物、自由基等，过氧化物又生成两个自由基，自由基在参与到反应中，最后生成低分子物质或单基物质，出现这种物质时，表明电缆的性能已经下降的非常大，电缆呈现出发粘、变软，机械强度下降等状态或者呈现出变硬、变脆等，导致电缆表现出现裂纹。

2.4其它原因

除了上述的几种原因以外，电缆故障还会因为一些因素导致：首先，电缆质量的不佳，主要是电缆绝缘质量不达标，电缆绝缘材料的不合格，这种电缆在短时间内就会出现故障；其次，由于在电缆铺设时，要经过严格计算设计，如果线路中存在较大的欺负落差，会导致电缆内部的绝缘油流失，造成绝缘能力下降，这需要在设计的时候按照规范进行线路的设计；第三，化学物腐蚀。电缆线路在经过酸性土壤或盐碱地时，往往会造成线缆表面的服饰。

3、电缆故障点排查方法

确定好电缆故障类型后，采取相应的排查方法，对故障点进行定位，是电缆故障处理中的关键环节，下面由简到繁介绍几种方法：

3.1感官搜寻法

当运行中的电缆发生故障造成断路器报警动作后，先用兆欧表测量判断电缆故障类型，电缆遥测为短路或低阻故障时，表明电缆已经击穿，此类事故暴露较为明显，如果电缆敷设方式及位置便于人员进入观察，且距离不是很长时，可采用感官搜寻法，即采用眼观、手摸、鼻闻等方式进行逐步排查，重点对电缆终端头、中间头部位进行排查。可在较短时间内迅速找到故障点。

3.2分割查找法

分割查找法是将故障电缆线路分段，此方法用于电缆敷设路线较长，中间有串联设备或电缆头采用高压插头连接方式的场合，可以起到缩小排查范围，减小排查难度的作用。

3.3电桥法

电桥法就是双臂电桥测出电缆芯线的直流电阻值，再准确测量电缆实际长度，按照电缆长度与电阻的正比例关系，计算的故障点。用电桥法测寻单相或两相低阻接地故障。在三相电缆中，将一相绝缘损坏的缆芯和另一相完好的缆芯，两者的一端以跨接线相连，将两者的另一端与电源的两级相接，采用电桥法时应保证测量精度，电桥连接线要尽量短，经径要足够大，与电缆芯线连接要采用压接或焊搂，计算过程中小数位要全部保留。

3.4测声法

所谓测声法就是根据故障电缆放电的声音进行查找，该方法对于高压电缆芯线对绝缘层闪络放电较为有效。当电容器C充电到一定电压值时，球间隙对电缆故障芯线放电，在故障处电缆芯线对绝缘层放电产生"滋、滋"的火花放电声，再在杂噪声音最小的时候，借助耳聋助听器或医用听诊器等音频放大设备进行查找。查找时，将拾音器贴近地面，沿电缆走向慢慢移动，当听到"滋、滋"放电声最大时，该处即为故障点。使用该方法一定要注意安全，在试验设备端和电缆末端应设专人监视。

3.5电容电流测定法

电缆在运行中，芯线之间、芯线对地都存在电容，该电容是均匀分布的，电容量与电缆长度呈线性比例关系，电容电流测定法就是根据这一原理进行测定的，对于电缆芯线断线故障的测定非常准确。使用设备为1～2kVA单相调压器一台，0～30V、0.5级交流电压表一只，0～100mA、0.5级交流毫安表一只。

测量步骤：

①首先在电缆首端分别测出每相芯线的电容电流（应保持施加电压相等）Ia、Ib、Ic的数值。

②在电缆的末端再测量每相芯线的电容电流Ia′、Ib′、Ic′的数值，以核对完好芯线与断线芯线的电容之比，初步可判断出断线距离近似点。

③根据电容量计算公式C=1/2πfU可知，在电压U、频率f不变时C与I成正比。因为工频电压的f（频率）不变，测量时只要保证施加电压不变，电容电流之比即为电容量之比。设电缆全长为L，芯线断线点距离为X，则Ia/Ic=L/X，X=（Ic/Ia）L。

测量过程中，只要保证电压不变，电流表读数准确，电缆总长度测量精确，其测定误差比较小。

电缆故障排查的方法还有脉冲测量法烧穿法直流高压闪络测量法冲击高压闪络测量法，但文中提到的方法均为易操作、快捷、准确的几种，所需设备基本为供电企业一般具备的，所以较为经济适用。

参考文献：

[1]于景丰，赵峰.电力电缆实用技术[M].中国水利水电出版社，2007，8.

[2]罗俊华等.10kV及以上电力电缆运行故障统计分析[J].高电压技术，2003，29（6）：14-16.