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電纜故障的種類(lèi)與判斷

無(wú)論是高壓電纜或低壓電纜，在施工安裝、運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常因短路、過(guò)負(fù)荷運(yùn)行、絕緣老化或外力作用等原因造成故障。電纜故障可概括為接地、短路、斷線(xiàn)三類(lèi)，其故障類(lèi)型主要有以下幾方面：

①三芯電纜一芯或兩芯接地。

②二相芯線(xiàn)間短路。

③三相芯線(xiàn)完全短路。

④一相芯線(xiàn)斷線(xiàn)或多相斷線(xiàn)。

對(duì)于直接短路或斷線(xiàn)故障用萬(wàn)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?yè)u測(cè)芯線(xiàn)間絕緣電阻或芯線(xiàn)對(duì)地絕緣電阻，根據(jù)其阻值可判定故障類(lèi)型。

故障類(lèi)型確定后，查找故障點(diǎn)并不是一件容易的事情，下面根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，介紹幾種查找故障點(diǎn)的方法，供參考。

測(cè)量步驟：

①首先在電纜首端分別測(cè)出每相芯線(xiàn)的電容電流（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(xiàn)的電容電流Ia′、Ib′、Ic′的數(shù)值，以核對(duì)完好芯線(xiàn)與斷線(xiàn)芯線(xiàn)的電容之比，初步可判斷出斷線(xiàn)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)楣ゎl電壓的f（頻率）不變，測(cè)量時(shí)只要保證施加電壓不變，電容電流之比即為電容量之比。設(shè)電纜全長(zhǎng)為L(zhǎng)，芯線(xiàn)斷線(xiàn)點(diǎn)距離為X，則Ia/Ic=L/X，X=（Ic/Ia）L。

測(cè)量過(guò)程中，只要保證電壓不變，電流表讀數(shù)準(zhǔn)確，電纜總長(zhǎng)度測(cè)量，其測(cè)定誤差比較小。

（4）零電位法：

零電位法也就是電位比較法，它適應(yīng)于長(zhǎng)度較短的電纜芯線(xiàn)對(duì)地故障，應(yīng)用此方法測(cè)量簡(jiǎn)便，不需要精密儀器和復(fù)雜計(jì)算，其接線(xiàn)如圖5所示，測(cè)量原理如下：將電纜故障芯線(xiàn)與等長(zhǎng)的比較導(dǎo)線(xiàn)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)，一條電阻絲上的任何一點(diǎn)和另一條電阻絲上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的電位差必然為零。反之，電位差為零的兩點(diǎn)必然是對(duì)應(yīng)點(diǎn)。因?yàn)槲⒎淼呢?fù)極接地，與電纜故障點(diǎn)等電位，所以，當(dāng)微伏表的正極在比較導(dǎo)線(xiàn)上移動(dòng)至指示值為零時(shí)的點(diǎn)與故障點(diǎn)等電位，即故障點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。

2電纜故障點(diǎn)的查找方法測(cè)量步驟如下：

（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進(jìn)行查找，該方法對(duì)于高壓電纜芯線(xiàn)對(duì)絕緣層閃絡(luò)放電較為有效。此方法所用設(shè)備為直流耐壓試驗(yàn)機(jī)。電路接線(xiàn)如圖1所示，其中SYB為高壓試驗(yàn)變壓器，C為高壓電容器，ZL為高壓整流硅堆，R為限流電阻，Q為放電球間隙，L為電纜芯線(xiàn)。

當(dāng)電容器C充電到一定電壓值時(shí)，球間隙對(duì)電纜故障芯線(xiàn)放電，在故障處電纜芯線(xiàn)對(duì)絕緣層放電產(chǎn)生“滋、滋”的火花放電聲，對(duì)于明敷設(shè)電纜憑聽(tīng)覺(jué)可直接查找，若為地埋電纜，則首先要確定并標(biāo)明電纜走向，再在雜噪聲音zui小的時(shí)候，借助耳聾助聽(tīng)器或醫(yī)用聽(tīng)診器等音頻放大設(shè)備進(jìn)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(tīng)到“滋、滋”放電聲zui大時(shí)，該處即為故障點(diǎn)。使用該方法一定要注意安全，在試驗(yàn)設(shè)備端和電纜末端應(yīng)設(shè)專(zhuān)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(xiàn)的直流電阻值，再準(zhǔn)確測(cè)量電纜實(shí)際長(zhǎng)度，按照電纜長(zhǎng)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(xiàn)間直接短路或短路點(diǎn)接觸電阻小于1Ω的故障，判斷誤差一般不大于3m，對(duì)于故障點(diǎn)接觸電阻大于1Ω的故障，可采用加高電壓燒穿的方法使電阻降至1Ω以下，再按此方法測(cè)量。

首先測(cè)出芯線(xiàn)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)的一相電阻值，R為短接點(diǎn)的接觸電阻。再就電纜的另一端測(cè)出a′與b′芯線(xiàn)間的直流電阻值R2，則R2=2R（L-X）+R,式中R（L-X）為a′相或b′相芯線(xiàn)至故障點(diǎn)的一相電阻值，測(cè)完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(xiàn)間的直流電阻值，則該阻值的1/2為每相芯線(xiàn)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(xiàn)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(zhǎng)度。

采用電橋法時(shí)應(yīng)保證測(cè)量精度，電橋連接線(xiàn)要盡量短，線(xiàn)徑要足夠大，與電纜芯線(xiàn)連接要采用壓接或焊接，計(jì)算過(guò)程中小數(shù)位數(shù)要全部保留。

（3）電容電流測(cè)定法：

電纜在運(yùn)行中，芯線(xiàn)之間、芯線(xiàn)對(duì)地都存在電容，該電容是均勻分布的，電容量與電纜長(zhǎng)度呈線(xiàn)性比例關(guān)系，電容電流測(cè)定法就是根據(jù)這一原理進(jìn)行測(cè)定的，對(duì)于電纜芯線(xiàn)斷線(xiàn)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)壓器一臺(tái)，0～30V、0.5級(jí)交流電壓表一只，0～100mA、0.5級(jí)交流毫安表一只。



①先在b和c相芯線(xiàn)上接上電池E，再在地面上敷設(shè)一根與故障電纜長(zhǎng)度相等的比較導(dǎo)線(xiàn)S，該導(dǎo)線(xiàn)要用裸銅線(xiàn)或裸鋁線(xiàn)，其截面應(yīng)相等，不能有中間接頭。

②將微伏表的負(fù)極接地，正極接一根較長(zhǎng)的軟導(dǎo)線(xiàn)，導(dǎo)線(xiàn)另一端要求在敷設(shè)的比較導(dǎo)線(xiàn)上滑動(dòng)時(shí)能充分接觸。

③合上閘刀開(kāi)關(guān)K，將軟導(dǎo)線(xiàn)的端頭在比較導(dǎo)線(xiàn)上滑動(dòng)，當(dāng)微伏表指示為零時(shí)的位置即為電纜故障點(diǎn)的位置。