高压电缆故障分析

1、高压电缆故障分析一、高压电缆故障分析按照故障产生的原因进行分类大致分为以下几类：厂家制造原因、施工质量原因、设计单位设计原因、外力破坏四大类。下面进行分类介绍：1、厂家制造原因厂家制造原因根据发生部位不同，又分为电缆本体原因、电缆接头原因、电缆接地系统原因三类。1.1电缆本体制造原因一般在电缆生产过程中容易出现的问题有绝缘偏心、绝缘屏蔽厚度不均匀、绝缘内有杂质、内外屏蔽有突起、交联度不均匀、电缆受潮、电缆金属护套密封不良等，有些情况比较严重可能在竣工试验中或投运后不久出现故障，大部分在电缆系统中以缺陷形式存在，对电缆长期安全运行造成严重隐患。1.2电缆接头制造原因高压电缆接头以前用绕包型、模铸

2、型、模塑型等类型，需要现场制作的工作量大，并且因为现场条件的限制和制作工艺的原因，绝缘带层间不可避免地会有气隙和杂质，所以容易发生问题。现在国内普遍采用的型式是组装型和预制型。电缆接头分为电缆终端接头和电缆中间接头，不管什么接头形式，电缆接头故障一般都出现在电缆绝缘屏蔽断口处，因为这里是电应力集中的部位，因制造原因导致电缆接头故障的原因有应力锥本体制造缺陷、绝缘填充剂问题、密封圈漏油等原因。1.3电缆接地系统电缆接地系统包括电缆接地箱、电缆接地保护箱（带护层保护器）、电缆交叉互联箱、护层保护器等部分。一般容易发生的问题主要是因为箱体密封不好进水导致多点接地，引起金属护层感应电流过大。另外护层保

3、护器参数选取不合理或质量不好氧化锌晶体不稳定也容易引发护层保护器损坏。2、施工质量原因因为施工质量导致高压电缆系统故障的事例很多，主要原因有以下几个方面：一是现场条件比较差，电缆和接头在工厂制造时环境和工艺要求都很高，而施工现场温度、湿度、灰尘都不好控制。二是电缆施工过程中在绝缘表面难免会留下细小的滑痕，半导电颗粒和砂布上的沙粒也有可能嵌入绝缘中，另外接头施工过程中由于绝缘暴露在空气中，绝缘中也会吸入水分，这些都给长期安全运行留下隐患。三是安装时没有严格按照工艺施工或工艺规定没有考虑到可能出现的问题。四是竣工验收采用直流耐压试验造成接头内形成反电场导致绝缘破坏。五是因密封处理不善导致。中间接头

4、必须采用金属铜外壳外加pe或pvc绝缘防腐层的密封结构，在现场施工中保证铅封的密实，这样有效的保证了接头的密封防水性能。3、设计原因因电缆受热膨胀导致的电缆挤伤导致击穿。交联电缆负荷高时，线芯温度升高，电缆受热膨胀，在隧道内转弯处电缆顶在支架立面上，长期大负荷运行电缆蠕动力量很大，导致支架立面压破电缆外护套、金属护套，挤入电缆绝缘层导致电缆击穿。二、高压电缆头制作技术1、高压电缆头的基本要求电缆终端头是将电缆与其他电气设备连接的部件，电缆中间头是将两根电缆连接起来的部件，电缆终端头与中间头统称为电缆附件。电缆附件应与电缆本体一样能长期安全运行，并具有与电缆相同的使用寿命。良好的电缆附件应具有以

5、下性能：线芯联接好: 主要是联接电阻小而且联接稳定，能经受起故障电流的冲击；长期运行后其接触电阻不应大于电缆线芯本体同长度电阻的1.2倍；应具有一定的机械强度、耐振动、耐腐蚀性能；此外还应体积小、成本低、便于现场安装。绝缘性能好: 电缆附件的绝缘性能应不低于电缆本体，所用绝缘材料的介质损耗要低，在结构上应对电缆附件中电场的突变能完善处理，有改变电场分布的措施。2、电场分布原理高压电缆每一相线芯外均有一接地的（铜）屏蔽层，导电线芯与屏蔽层之间形成径向分布的电场。也就是说，正常电缆的电场只有从（铜）导线沿半径向（铜）屏蔽层的电力线，没有芯线轴向的电场（电力线），电场分布是均匀的。在做电缆头时，剥去

6、了屏蔽层，改变了电缆原有的电场分布，将产生对绝缘极为不利的切向电场（沿导线轴向的电力线）。在剥去屏蔽层芯线的电力线向屏蔽层断口处集中。那么在屏蔽层断口处就是电缆最容易击穿的部位。电缆最容易击穿的屏蔽层断口处，我们采取分散这集中的电力线（电应力），用介电常数为2030，体积电阻率为1081012cm 材料制作的电应力控制管（简称应力管），套在屏蔽层断口处，以分散断口处的电场应力（电力线），保证电缆能可靠运行。要使电缆可靠运行，电缆头制作中应力管非常重要，而应力管是在不破坏主绝缘层的基础上，才能达到分散电应力的效果。在电缆本体中，芯线外表面不可能是标准圆，芯线对屏蔽层的距离会不相等，根据电场原理，

7、电场强度也会有大小，这对电缆绝缘也是不利的。为尽量使电缆内部电场均匀，芯线外有一外表面圆形的半导体层，使主绝缘层的厚度基本相等，达到电场均匀分布的目的。在主绝缘层外，铜屏蔽层内的外半导体层，同样也是消除铜屏蔽层不平，防止电场不均匀而设置的。为尽量使电缆在屏蔽层断口处电场应力分散，应力管与铜屏蔽层的接触长度要求不小于20mm，短了会使应力管的接触面不足，应力管上的电力线会传导不足（因为应力管长度是一定的），长了会使电场分散区（段）减小，电场分散不足。一般在2025mm左右。在做中间接头时，必须把主绝缘层也剥去一部分，芯线用铜接管压接后，用填料包平（圆）。有二种制作方法：热缩套管: 用热缩材料制作

8、的主绝缘套管缩住，主绝缘套管外缩半导体管，再包金属屏蔽层，最后外护套管。预制式附件: 所用材料一般为硅橡胶或乙丙橡胶。为中空的圆柱体，内孔壁是半导体层，半导体层外是主绝缘材料。预制式安装要求比热缩的高，难度大。管式预制件的孔径比电缆主绝缘层外径小25mm。中间接头预制管要两头都套在电缆的主绝缘层外，各与主绝缘层连接长度不小于10mm。电缆主绝缘头上不必削铅笔头（在电缆芯线上尽量留半导体层）。 铜接管表面要处理光滑，包适量填料。关键技术问题：附件的尺寸与待安装的电缆的尺寸配合要符合规定的要求。另外也需采用硅脂润滑界面，以便于安装,同时填充界面的气隙，消除电晕。预制附件一般靠自身橡胶弹力可以具有一

9、定密封作用，有时可采用密封胶及弹性夹具增强密封。预制管外面同热缩的一样，半导体层和铜屏蔽层，最外面是外护层。3、电缆终端电应力控制方法电应力控制是中高压电缆附件设计中的极为重要的部分。电应力控制是对电缆附件内部的电场分布和电场强度实行控制，也就是采取适当的措施，使得电场分布和电场强度处于最佳状态，从而提高电缆附件运行的可靠性和使用寿命。对于电缆终端而言，电场畸变最为严重，影响终端运行可靠性最大的是电缆外屏蔽切断处，而电缆中间接头电场畸变的影响，除了电缆外屏蔽切断处，还有电缆末端绝缘切断处。为了改善电缆绝缘屏蔽层切断处的电应力分布，一般采用以下几种方法：3.1 几何形状法采用应力锥缓解电场应力集

10、中：应力锥设计是常见的方法，从电气的角度上来看也是最可靠的最有效的方法。应力锥通过将绝缘屏蔽层的切断处进行延伸，使零电位形成喇叭状，改善了绝缘屏蔽层的电场分布，降低了电晕产生的可能性，减少了绝缘的破坏，保证了电缆的运行寿命。采用应力锥设计的电缆附件有绕包式终端、预制式终端、冷缩式终端。3.2 参数控制法采用高介电常数材料缓解电场应力集中 高介电常数材料：采用应力控制层-上世纪末国外开发了适用于中压电缆附件的所谓应力控制层。其原理是采用合适的电气参数的材料复合在电缆末端屏蔽切断处的绝缘表面上，以改变绝缘表面的电位分布，从而达到改善电场的目的。另一方法是增大屏蔽末端绝缘表面电容（cs)，从而降低这

11、部分的容抗，也能使电位降下来，容抗减小会使表面电容电流增加，但不会导致发热，由于电容正比于材料的介电常数，也就是说要想增大表面电容，可以在电缆屏蔽末端绝缘表面附加一层高介电常数的材料。目前应力控制材料的产品已有热缩应力管、冷缩应力管、应力控制带等等，一般这些应力控制材料的介电常数都大于20，体积电阻率为108-1012.cm。应力控制材料的应用，要兼顾应力控制和体积电阻两项技术要求。虽然在理论上介电常数是越高越好，但是介电常数过大引起的电容电流也会产生热量，促使应力控制材料老化。同时应力控制材料作为一种高分子多相结构复合材料，在材料本身配合上，介电常数与体积电阻率是一对矛盾，介电常数做得越高，

12、体积电阻率相应就会降低，并且材料电气参数的稳定性也常常受到各种因素的影响，在长时间电场中运行，温度、外部环境变化都将使应力控制材料老化，老化后的应力控制材料的体积电阻率会发生很大的变化，体积电阻率变大，应力控制材料成了绝缘材料，起不到改善电场的作用，体积电阻率变小，应力控制材料成了导电材料，使电缆出现故障。这就是应用应力控制材料改善电场的热缩式电缆附件为什么只能用于中压电力电缆线路和热缩式电缆附件经常出现故障的原因所在，同样采用冷缩应力管和应力控制带的电缆附件也有类似问题。采用非线性电阻材料-非线性电阻材料（fsd）也是近期发展起来的一种新型材料，它利用材料本身电阻率与外施电场成非线性关系变化

13、的特性，来解决电缆绝缘屏蔽切断处电场集中分布的问题。非线性电阻材料具有对不同的电压有变化电阻值的特性。当电压很低的时候，呈现出较大的电阻性能；当电压很高的时候，呈现出较小的电阻性能。采用非线性电阻材料能够生产出较短的应力控制管，从而解决电缆采用高介电常数应力控制管终端无法适用于小型开关柜的问题。非线性电阻材料亦可制成非线性电阻片（应力控制片），直接绕包在电缆绝缘屏蔽切断处上，缓解这一点的应力集中的问题。4、中低压电缆附件主要种类中低压电缆附件目前使用得比较多的产品种类主要有热收缩附件、预制式附件、冷缩式附件。它们分别有以下特点：4.1 热收缩附件所用材料一般为以聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯（eva）

14、及乙丙橡胶等多种材料组分的共混物组成。该类产品主要采用应力管处理电应力集中问题。亦即采用参数控制法缓解电场应力集中。主要优点是轻便、安装容易、性能尚好，价格便宜。应力管是一种体积电阻率适中（1010-1012cm），介电常数较大（20-25）的特殊电性参数的热收缩管，利用电气参数强迫电缆绝缘屏蔽断口处的应力疏散成沿应力管较均匀的分布。这一技术一般用于35kv及以下电缆附件中。因为电压等级高时应力管将发热而不能可靠工作。其使用中关键技术问题是：要保证应力管的电性参数必须达到上述标准规定值方能可靠工作。另外要注意用硅脂填充电缆绝缘半导电层断口出的气隙以排除气体，达到减小局部放电的目的。交联电缆因内

15、应力处理不良时在运行中会发生较大收缩，因而在安装附件时注意应力管与绝缘屏蔽搭盖不少于20mm，以防收缩时应力管与绝缘屏蔽脱离。热收缩附件因弹性较小，运行中热胀冷缩时可能使界面产生气隙，因此密封技术很重要，以防止潮气浸入。4.2 预制式附件所用材料一般为硅橡胶或乙丙橡胶。主要采用几何结构法即应力锥来处理应力集中问题。 其主要优点是材料性能优良，安装更简便快捷，无需加热即可安装，弹性好，使得界面性能得到较大改善。是近年来中低压以及高压电缆采用的主要形式。存在的不足在于对电缆的绝缘层外径尺寸要求高，通常的过盈量在25mm（即电缆绝缘外径要大于电缆附件的内孔直径25mm），过盈量过小，电缆附件将出现故

16、障；过盈量过大，电缆附件安装非常困难（工艺要求高）。特别在中间接头上问题突出，安装既不方便，又常常成为故障点。此外价格较贵。其使用中关键技术问题是：附件的尺寸与待安装的电缆的尺寸配合要符合规定的要求。另外也需采用硅脂润滑界面，以便于安装,同时填充界面的气隙。预制附件一般靠自身橡胶弹力可以具有一定密封作用，有时可采用密封胶及弹性夹具增强密封。4.3 冷缩式附件所用材料一般为硅橡胶或乙丙橡胶。冷缩式附件一般采用几何结构法与参数控制法来处理电应力集中问题。几何结构法即采用应力锥缓解电场集中分布的方式要优于参数控制法的产品。与预制式附件一样，材料性能优良、无需加热即可安装、弹性好，使得界面性能得到较大

17、改善，与预制式附件相比，它的优势在如安装更为方便，只需在正确位置上抽出电缆附件内衬芯管即可安装完工。所使用的材料从机械强度上说比预制式附件更好，对电缆的绝缘层外径尺寸要求也不是很高，只要电缆附件的内径小于电缆绝缘外径2mm（资料上这样的，这与预制式附件要求25mm有偏差-编者）就完全能够满足要求。因此冷缩式附件施工安装比较方便。其最大特点是安装工艺更方便快捷，安装到位后，其工作性能与预制式附件一样。价格与预制式附件相当，比热收缩附件略高，是性价比最合理的产品。另外，冷缩式附件产品从扩张状况还可分为工厂扩张式和现场扩张式两种，一般35kv及以下电压等级的冷缩式附件多采用工厂扩张式，其有效安装期在

18、6个月内，最长安装期限不得超过两年，否则电缆附件的使用寿命将受到影响。66kv及以上电压等级的冷缩式附件则多为现场扩张式，安装期限不受限制，但需采用专用工具进行安装，专用工具一般附件制造厂均能提供，安装十分方便，安装质量可靠。5、铅笔头问题在制作终端头时，可以不削铅笔头。但是，如电缆绝缘端部与接线金具之间需包绕密封带时，为保证密封效果，通常将绝缘端部削成锥体，以保证包绕的密封带与绝缘能很好的粘合。在制作中间接头时，如果所装接头为预制型结构（含预制接头、冷缩接头），绝缘端部不要削成锥体，因为这种类型的接头，在接头内部中间部分都有一根屏蔽管，该屏蔽管的长度只比铜或铝连接管稍长，如电缆绝缘削成锥体，

19、锥体的根部将离开屏蔽管，连接管部分的空隙将不会被屏蔽，从而影响到接头的性能，造成接头在中部击穿。如果所装接头为热缩型或绕包型结构时，绝缘端部必须削成锥体，即制成反应力锥，同时必须将锥面用砂带抛光，因为锥面的长度远大于绝缘端部直角边的长度，故而沿着锥面的切向场强远小于绝缘直角边的切向场强，沿锥面击穿的可能性大大降低，从而提高了接头的性能。6、应力管和应力疏散胶电缆附件中应力管和应力疏散胶主要用于缓和分散电应力的作用，应力管和应力疏散胶的材质构成都是由多种高分子材料共混或共聚而成，一般基材是极性高分子，再加入高介电常数的填料等等。应力管和应力疏散胶中是否含有半导体成分这就要看生产厂家的材料配方了，

20、有可能有，也可能没有。7、电缆接地问题在制作电缆头时，将钢铠和铜屏蔽层分开焊接接地，是为了便于检测电缆内护层的好坏，在检测电缆护层时，钢铠与铜屏蔽间通上电压，如果能承受一定的电压就证明内护层是完好无损。如果没有这方面的要求，用不着检测电缆内护层，也可以将钢铠与铜屏蔽层连在一起接地（提倡分开引出后接地）。电力安全规程规定：35kv及以下电压等级的电缆都采用两端接地方式，这是因为这些电缆大多数是三芯电缆，在正常运行中，流过三个线芯的电流总和为零，在铝包或金属屏蔽层外基本上没有磁链，这样，在铝包或金属屏蔽层两端就基本上没有感应电压，所以两端接地后不会有感应电流流过铝包或金属屏蔽层。感应电压的大小与电

21、缆线路的长度和流过导体的电流成正比，电缆很长时，护套上的感应电压叠加起来可达到危及人身安全的程度，在线路发生短路故障、遭受操作过电压或雷电冲击时，屏蔽上会形成很高的感应电压，甚至可能击穿护套绝缘。三、改善电场分布的措施1、在35kv及以下电力电缆接头中，改善其护套断开处电场分布的方法有几种 (1)胀喇叭口：在铅包割断处把铅包边缘撬起，成喇叭状，其边缘应光滑、圆整、对称。(2)预留统包绝缘：在铅包切口至电缆芯线分开点之间留有一段统包绝缘纸。(3)切除半导电纸：将半导电纸切除到喇叭口以下。(4)包绕应力锥：用绝缘包带和导电金属材料包成锥形，人为地将屏蔽层扩大，以改善电场分布。(5)等电位法：对于干

22、包型或交联聚乙烯电缆头，在各线芯概况绝缘表面上包一段金属带，并将其连接在一起。(6)装设应力控制管：对于35kv及以下热缩管电缆头，首先从线芯铜屏蔽层末端方向经半导体带至线芯绝缘概况包绕2层半导体带，然后将相应规格折应力管，套在铜屏蔽的末端处，热缩成形。2、目前中压电缆附件中改善电场分布的措施主要有两大类型。一是几何型：是通过改变电缆附件中电压集中处的几何形状来改变电场分布，降低该处的电场强度，如包应力锥、预制应力锥、削铅笔头、胀喇叭口等。二是参数型：是在电缆末端铜屏蔽切断处的绝缘上加一层一定参数材料制成的应力控制层，改变绝缘层表面的电位分布，达到改善该处电场分布的目的。如常见的应力控制管、应

23、力带等电力电缆故障怎么查我国电力电缆较普遍使用是上世纪60年代以后，等级有限，使用范围较窄，当时为解决电缆故障，科研人员研制生产出了以“冲闪法”为原理的电缆故障测试仪。该仪器测试电缆故障的方法有三个步骤： 第一步先用电缆故障测距仪测距离。其实，先要判断电缆故障是高阻还是低阻或者是接地，根据这个条件采用不同的测试方法。如果是接地故障，就直接用测距仪的低压脉冲法来测量距离；如果是高阻故障就要采用高压冲击放电的方法来测距离，用高压冲击放电的方法测距离时又要许多的辅助设备：如高压脉冲电容、放电球、限流电阻、电感线圈以及信号取样器等等，操作起来既麻烦又不安全，具有一定的危险性，更为烦琐的是还要分析采样波

24、形，对测试者的知识要求比较高。 第二步是电缆路径探测仪查找路径（如果路径清楚这一步可以省掉）。在查找路径时，要给电缆加一信号（路径信号发生器），再用接收机接收这个信号，沿着有信号的路径走一遍，就确定了电缆的路径。但是，这个路径的范围大致要在1-2米之间，不是特别准确。 第三步是根据测出的距离来精确定位。其依据是打火放电产生的声音，当从电缆故障定点仪的耳机听到声音最大的地方时，也就是找到了故障点的位置。但是，由于是听声音，所以，受环境噪音的影响，找起来相当费时间，有时要等到晚上才可以。当遇到交联电缆时，就更费时间了，因为，交联电缆一般都是内部放电，声音非常小，几乎听不到，最后只有丈量了。 因此上

25、说，用这种方法可以解决大部分的以油侵纸作绝缘材料的电力电缆故障，对于近几年出现的以交联材料和聚乙烯材料作绝缘材料的电缆故障，测试效果不是太理想，原因是打火放电所产生的声音往往很小（电缆外皮没有损伤，只是电缆内部放电），遇到这种情况时，就只有用其它方法来解决了。 虽然有这样的不足之处，但以“冲闪法”原理设计成的电缆故障测试仪在很长一段时间内为企业解决了不少电缆故障，大家基本上是认可的，其贡献有口皆碑。目前已广泛运用到各个行业，随着各行各业的快速发展，电缆的用途越来越广泛，电缆的种类也不断增多，这样电缆故障不断发生就是一种必然。我们知道，各行业对所用电缆的等级、使用的环境、接线配电的方式、绝缘要求

26、各不相同，不同电缆的电缆故障特征也有很大的不同之处，原因是使电缆发生故障的因素有许多方面，可目前人们由于以前养成的习惯，总想以一种方式解决所有的电缆故障，所以现在市场上还是以“冲闪法”为原理设计的电缆故障测试仪占主导地位。然而， 在有些行业用“冲闪法”去解决电缆故障，根本就测不出故障，而且很有可能会产生严重后果，如路灯用的电缆和矿山用的井下电缆就不能直接用“冲闪法”去测试 故障。同样其它行业用的电缆都有各自的特点，在此我们不能详细介绍。但是，随着科学技术的不断发展，我们应该能够找到更加简便的测试方法，把电缆故障进行 分类，对症下药，具体问题具体分析，这样我们就会发现实际有些电缆的故障无须“冲闪

27、法”的原理，解决起来也十分方便快捷。 在多年的实际工作中，我们发现高压电缆和低压电缆的故障各有许多不同之处，高压电缆故障多以运行故障为主，且大多数是高阻故障，而高阻故障又分泄露和闪络两大类型；而低压电缆故障只有开路、短路和断路三种情况（当然，高压电缆也包括这三种情况）。 另外，低压电缆在实际使用过程中还有以下特点： 敷设的随意性比较大，路径不是很明白。 敷设时不像高压电缆那样填沙加砖后深埋，相反埋深较浅，易受外 力损伤而出现故障。电缆一般较短，几十米到几百米不等，不像高压电缆往往在几百米到几公里。 绝缘强度要求低，处理故障做接头时，工艺较简单。 绝大多数电缆在故障点处都有十分明显的烧焦损坏现象

28、。故障点在电缆外皮没有留下痕迹的情况，十分罕见。 所带负载变化较大，而且往往相间不平衡，容易发热，由此引发的故障多为常见。 针对低压电缆的以上特点和广大用户提出的建议以及我们对各个地方的实际使用情况等等因素的综合考虑，我科宇公司的研究人员又成功开发出了cd系列电缆故障测试仪系统：该系统包括测距仪和定位仪两部分。jcd-971电缆故障测距仪是完全智能化、人性化的设计，它自动完成电缆故障点的测试，无须人工分析故障波形，直接报出故障点距离和故障性质。采用电池供电，方便野外工作，体积小，重量轻，携带方便，无须任何辅助设备。cd-81电缆故障定位仪是针对直埋低压电缆的埋设路径，埋深及故障点位置进行同步定

29、位测试的仪器。因为，它是采用电磁感应和跨步电压原理设计的低压电缆故障定位系统，它基本上满足了低 压电缆故障测试的全部条件。这种测试系统比起以“冲闪法”为原理的电缆故障测试仪来说有许多优点： 多种测试方法集于一身，相互验证结果，以确定故障点的唯一性。 体积小、重量轻、单人轻松操作，没有辅助设备。 采用电池供电，适宜野外工作，不用打火放电。 电缆的路径查找（可以确定在30公分之间）、埋深探测、故障点定位同步完成，效率高。 对故障点的确定，仪器有直观显示，不需要作波形分析。 不受地下情况（如电缆的分叉、打捆、接头扭曲等）影响，像探地雷一样，点对点去查找故障点，定位误差在十几公分以内，相当准确。 不受

30、路面情况影响，如：地砖、绿化带、水泥路面等。 测试现场安全，对测试者没有危险，对电缆没有二次损坏。 价格低廉，一般用户都能接受。 我们知道低压电缆绝缘要求较低，同时运行过程中电流较大，出现故障后有明显的特征，具体归类如下： 第一类故障：整条电缆被烧断或某一相被烧断，此类故障造成配电柜上的电流继电器动作，电缆在故障处损坏相当严重。 第二类故障：电缆各相都短路，同样，此类故障造成配电柜上的电流继电器和电压继电器都动作，电缆在故障点损坏也很严重（可能是受外力引起的）。 第三类故障：电缆只有一相断路，电流继电器动作，故障点损伤较轻但表露较明显。可能是该相电流太大或者是由电缆质量造成。 第四类故障：电缆

31、内部短路，外表看不出痕迹，此类故障一般是由于电缆质量造成的，比较少见。 cd系列电缆故障测试仪系统中的jcd-971电缆故障测距仪和cd-81电缆故障定位仪结合使用能非常方便地完成测试。同时针对不同故障特征及电缆长度也可独立完成测试。具体如下： 第一类故障和第二类故障如果电缆较短时（小于500米）可直接使用故障定位仪进行故障定位，无须测距仪配合。只需手持接收机沿路径（路径可边走边测）走上一遍，即可确定故障点。 第三类故障：由于电缆在故障点处损坏较轻，发射机发出的信号在此泄漏较少，用定位仪故障定位时，指示范围较窄，这时可先用测距仪测出故障点大概距离，再用定位仪定位也很方便。 第四类故障：此类故障

32、是目前所有电缆故障中最难测的一种故障，此时可用测距仪分别在电缆两头对电缆进行测试，再拿测试结果和实际长度相比较，就可将故障点确定在一个很小的范围内（1-3米），此时将电缆挖开后再找出可疑点，或干脆将这一段电缆锯掉（因为低压电缆很便宜，绝缘要求低，接头好做），或用定位仪，在这一段范围采用音频定位，也可确定故障点。 目前，广大的电力电缆故障测试仪的用户所使用的以“冲闪法”为基础的电缆故障测试仪，在解决低压电缆的低阻故障和死接地故障时，一般都能用测距仪较方便地粗测出故障点的距离（此类故障点的距离测试是无须高压放电设备的，用的是低压脉冲法），但故障点定位还是要用打火、放电、听声音这一方法，同时该类仪器

33、的路径仪和定点仪是分开的，这就造成了找准路径时无法同步定点，而定点时又往往走偏路径，而且该类仪器的路径仪由于原理所限，找电缆路径时，很难找到电缆的准确路径，一般是在1-2米的宽度之间。 cd-81电缆故障定位仪从实用性出发，恰好弥补了上述使用缺陷，它可对电缆的“故障点定位、埋深、路径”同步进行测试。仪器对故障、路径、埋深的指示非常直观，不需要做技术分析，也完全不依赖操作者的经验。使本来繁琐的故障测试工作变成一件轻松有趣的事，所以广大的“冲闪法”电缆仪用户，如果再拥有一台dw型电缆故障定位仪，加上原有的测距仪，就可组成一套较完美的低压电缆故障测试仪。同时对高压电缆的低阻、断路故障也可快速定点，提

34、高工效数倍。 实际上广大用电企业、单位在日常生产中很少接触到高压电缆的维护，因为高压电缆的维护权一般是由地市级的电力部门专门负责维护的。而低压电缆的数量要远远大于高压电缆的数量,对于企业、厂矿单位、住宅小区、科研院所、较发达的乡镇农村、大专院校、一些中小城市、县级供电局来说，对低压电缆故障的解决，才是他们最关心的。事实上低压电缆用户需要的是一种操作简单，携带方便，实用性强，价格便宜，适合野外操作的工具型测试仪。又因为低压电缆的绝缘强度较低，测试低压电缆的故障时如果用打火放电的方法来测，我们发现这种方法有时会造成二次故障，更为严重的是，经过打火放电以后会降低电缆的使用寿命，使 故障发生率增加，这

35、样就会严重影响到正常供电和生产。地埋电力电缆故障如何定位电力电缆故障探测一、本章概述本章学习电力电缆故障探测知识。通过学习了解电缆故障探测所使用的仪器设备，掌握电缆故障探测方法。二、知识点第一节 故障探测常用仪器仪表1电缆故障测距仪测距又叫粗测，当前主要使用行波法测距仪，用来在电缆的一端测量故障距离，还可以用来测量电缆全长、接头或t接点的位置、校正波速度等。2电缆故障定点仪电缆故障定点仪用来在电缆故障测距仪确定的故障点大体范围内，用放置于地面的拾音器传感电缆故障点放电发出的爆破声，通过用耳机监听来判断故障点的精确位置。声磁同步电缆故障定点仪还通过磁场传感器来接收电缆放电瞬间发出的强烈电磁场，来

36、对声音信号进行同步，以提高抗干扰能力。声磁波形显示型的电缆故障定点仪还通过显示磁场和声音的波形来辅助判断，以进一步提高抗干扰能力，提高效率;还能通过测量声磁延时来判断故障点的距离以提高定点精度。3直流高压脉冲发生器直流高压脉冲发生器用来对故障电缆施加高压直流脉冲信号，以使故障点击穿来复现故障。只有在故障点击穿的情况下，测距仪和定点仪才能正确进行工作。直流高压脉冲发生器可以用分立的调压器、高压变压器、高压脉冲电容器、球间隙等组装，也可以用集成的专用电缆测试直流高压脉冲发生器。相比起来，专用的集成设备方便性和安全性大为提高。集成的直流高压脉冲发生器电缆故障探测的步骤首先应判断故障性质，在此阶段主要

37、使用兆欧表和万用表。故障测距：在电缆的一端粗测故障距离，在此阶段主要使用行波测距仪和脉冲高压发生器。路径探测：如果对电缆的路径十分清楚，测距后可以进行定点，否则还要进行电缆的路径探测，当明确探知电缆的路径走向后才能进行定点。精确定点：在测距确定的大体范围内精确探测故障点的位置以便于开挖和修复，在此阶段主要使用定点仪和脉冲高压发生器。故障测距(使用cd-71电力电缆故障测距仪和cd-63电缆测试高压信号发生器)1。低压脉冲法(1) 适用范围：低阻故障、断线故障、全长测量、波速度校准等。仪器可以独立使用，无需其他设备配合。(2) 低压脉冲法基本原理：利用时域反射原理(tdr)，在电缆的一端由仪器向

38、电缆发射一个宽度极窄的低电压脉冲信号，此信号在电缆的传播过程中若遇到阻抗不匹配点(故障、端头、接头等)会发生反射而传回仪器端，仪器记录发射和接收信号的时间差，此时间差和脉冲信号的传播速度乘积的一半即为故障点的距离。(3) 测试步骤：1)接线：使用低压脉冲测试线，两个线夹接电缆的一条相线和金属护层(或两相)。2) 选择测试范围：范围即为量程，应根据电缆全长选择范围，初次测试选择的范围应至少大于全长几百米，若观察到的可疑点较近，再将范围减小。3) 设定波速：行波的波速度主要由电缆的绝缘材料决定，而与电缆芯线的金属类型(铜或者铝)即直径无关。最常用的交联聚乙烯电缆的波速为170-172m/s，油浸纸

39、绝缘电缆的波速为160 m/s。4) 调整增益：按测试键，观察波形并且调整增益旋钮，使得发射脉冲足够大而且不失真。5) 光标定位：旋转光标旋钮移动光标，将虚光标移动到反射脉冲的起始处，显示的距离即为故障(或全长)的距离。2。脉冲电流法(1) 适用范围：高阻故障、闪络故障。仪器不能独立使用，必须与直流高压脉冲发生器配合使用。(2) 脉冲电流法基本原理：由直流高压脉冲发生器向故障电缆施加直流高压脉冲，故障点击穿放电，产生一个脉冲电流向电缆两端传播，其中一个到达高压发生器后被储能电容(对行波来说相当于短路)反射回故障点，又被故障点(故障点的电弧对行波来说也相当于短路)反射回仪器端，测距仪通过挂接于高

40、压发生器测试地线上的脉冲电流耦合器接收来回反射的脉冲电流，测量其来回反射的时间差，通过时间差和波速度即可计算得到故障距离。(3)测试步骤：(1) 接线：a.相对铠装故障：高压信号发生器的输出线接电缆故障相线和金属护层。b.相间故障：高压信号发生器的输出线接两故障相。测距仪的脉冲电流耦合器挂接在测试地线上。(2) 选择测试范围。cd-71电缆故障测距仪在脉冲电流法默认12km范围，在放电触发后自动调整显示比例，在当前屏幕上显示有效波形，若比例不合适，可人工调整。12km范围可解决大多数故障，若电缆超长或放电延时太长，可以人工增大范围。(3) 设定波速度。(4) 调整增益：按测试键，仪器等待故障点

41、击穿放电，触发后显示波形，观察波形并且调整增益，再次按测试键等待放电，直至波形足够大而且不失真。(5) 光标定位：仪器触发后能够自动定标，若不合适需手动调整。实光标定位于第一个放电脉冲的起始点，虚光标定位第二个脉冲的起始点。显示的距离即为故障的距离。第五节 故障定点(使用cd-81电力电缆故障定点仪和cd-63电缆测试高压信号发生器)如果事先对电缆的路径十分清楚，或已经进行过探测，则进行故障定点，否则应进行路径探测，再进行故障定点。1。适用范围：高阻、闪络故障，以及非金属型直接短路的低阻故障，可以用来解决绝大多数电缆故障的精确定点。2。定点原理：高压信号发生器对故障电缆周期性冲击放电，故障点击

42、穿，发出爆破声，仪器拾取故障点放电声音，由耳机监听，一般声音最强点为故障点的正上方。cd-81电缆故障定点仪还通过通过磁场传感器来接收电缆放电瞬间发出的强烈电磁场，来对声音信号进行同步，以提高抗干扰能力。还通过显示磁场和声音的波形来辅助判断，真实放电的磁场和声音波形均较特殊，而且一致性很好，将人工判断转瞬即逝的声音转变为可以仔细观察的波形，进一步提高抗干扰能力，降低工作强度和对经验的要求，提高了效率;同时因为磁场传播速度快(光速30万公里/秒),传播时间可以忽略不计，而声音传播速度慢(土壤中,约1000m/s)，故磁场/声音信号到达探头有时间差 (类比:闪电和雷声)-声磁延时，声磁延时的大小代

43、表探头距故障点的斜距，所以能通过测量声磁延时来判断故障点的距离以提高定点精度。考察同类仪器的发展过程，只有波形显示和分析,才能正确测量声磁延时;不显示波形,而由仪器自动测量不太成功(干扰影响)。3。定点步骤：(1) cd-63高压信号发生器接线和操作：a.相对铠装故障：高压发生器的输出线接电缆故障相线和金属护层。b.相间故障：高压发生器的输出线接两故障相。定点时，高压信号发生器工作于自动周期放电模式，周期约6s。(2) cd-81电缆故障定点仪调整：1) 调整同步增益旋钮，使同步指示灯闪烁时间与高压信号发生器放电时间一致，闪烁1次/5-8秒。2) 调整信号增益旋钮，使声音信号波形能基本满屏而不

44、会失真。(3) 故障点查找：1) 探测区域主要根据测距结果选择，例如通过测距仪得到故障距离为1000m，则探测区域应选在950m1050m之间。2) 以大约1m的间隔移动传感器位置,如果发现连续几次放电,均没有看到典型声音波形,则应继续向前移动,直至观察到多次放电的声音波形与典型波形非常相似,而且非常稳定,基本上每次都能看到(除非当时有很大的噪声出现),说明已经到了故障点的附近，收到了真正的放电声音信号。这时，用耳机监听，会在放电瞬间，同步指示灯亮的同时，听到较沉闷的一声“啪”。一般来说，靠分辨声音波形得到的响应范围大于听声音的响应范围，而且单纯听声较难分辨。当需要长时间观察分析声音波形时，可

45、以按暂停键，仪器将暂停同步触发采样，需要重新采样时，再按一次暂停键即恢复。3) 声磁延时测量：看到放电声音波形后，移动光标，将其移动到声音波形的起始点上，此时的声磁延时值能代表故障点的远近，不断改变传感器的位置，并测量声磁延时，声磁延时最小的点，其正下方即是故障点。电缆接头故障原因分析由于电缆接头的运行方式和条件各异、施工人员的技术水平高低不同和电缆附件质量参差不齐等原因，致使交联电缆接头发生故障的原因也各不相同。为此，淄博信易杰电气有限公司开展了交联电缆接头故障原因的分析研究。制作电缆接头工艺不佳。连接金具接触面处理不佳。由于生产或保管条件影响，致使接线端子或连接管内壁存在杂质、毛刺和氧化层

46、。这是不为人们重视的缺陷，但对导体连接质量影响相当严重。特别是铝的表面极易生产一层坚硬而又绝缘的氧化铝薄膜，使铝导体连接要比铜导体连接的工艺技术严格性高得多。导体损伤。交联绝缘层强度较大，剥切困难。施工人员环切时用电工刀左划右切，有时干脆用钢锯环切深痕，往往掌握不好而使导线损伤。芯线不到位。导体连接时绝缘剥切长度要求压接金具孔深加5mm，但因产品孔深不标准，容易造成剥切长度不够或因压接时串位使导线端部形成空隙，仅靠金具壁厚导通，致使接触电阻增大、发热量增加。压力不够。现今有关资料在制作接头工艺及标准图中只提到电缆连接时每端的压坑数量，而没有详述压接面积和压接深度，施工人员按照要求压够了压坑数量

47、，但效果如何无法确定。造成导体连接压力不够的主要原因如下：压接机具压力不足。压接机具生产厂较多，但没有统一标准，有的机械压钳压坑窄小而且压接到位后上下压模不吻合，还有的执行国外标准，与国产导线标称截面不适应。连接金具空隙大。多数交联电缆接头使用的连接金具还是油纸电缆按扇型导线生产的端子和压接管。从理论上讲圆型和扇型线芯的有效截面是一样的，但从运行实际表明两者压接效果相差甚大。由于交联电缆导体是紧绞的圆型线芯，与常用的金具内径有较大空隙，压接后达不到足够的压缩力。接触电阻与施加压力成反比，因此导致电阻增大。连接金具截面不足是交联电缆接头发热的一个很重要的原因。直埋电缆接地故障的查找一、直埋线产生

48、故障原因分析了解直埋线产生故障原因，可以有效地防止故障产生，减少故障发生几率，并有助与及时排除故障。一般说来。 直埋电线产生故障，是由于以下几方面原因造成：1、外力破坏：是故障产生的主要原因。例如在直埋线路上方重复施工、铺设水管，修筑水渠、植树、搞建筑物等等，往往极易损伤地埋线绝缘层，造成断线故障或接地故障。 2、接头故障：由于施工中接头工艺不规范，极易造成接头处机械损伤。或者存在接头处接触电阻较大、绝缘不良等问题。电线带负荷运行一段时间后，接头处隐患往往造成断线或接地故障。 3、敷设不规范：直埋线敷设时，要有严格的工艺要求。但由于农网改造工作量大面广、人员紧缺，部分地区在直埋线施工中，往往存

49、在这样或那样的不规范施工行为。例如地沟回填时不用细纱土，用含有碎石的土块直接回填，极易导致损伤绝缘层。或者开沟深度过浅，如深度小于0.6m，极易在地表面重压下造成断线或接地故障。在高寒地区，如敷设深度小于冻土层厚度，更容易因热胀冷缩造成断线故障。 4、其他原因：例如直埋线本身存在质量缺陷；化学物质侵蚀；白蚁或鼠类咬伤破坏等等，也会造成直埋线故障发生。二、直埋线故障各种检测方法及特点1、分析判断法针对出现的直埋线故障，一般先要了解故障产生相关情况，然后进行综合分析，找出故障发生原因，然后有针对性地查找排除。例如，找知情的当事人如施工人员，电线用户，以及其它相关人员，详细了解情况，往往可能以较小的

50、代价在最短时间内排除故障。分析判断的优点是简便易行，不需要复杂的仪器，对有些故障能够及时排除。其缺点为：大部分故障往往难以找出故障产生的确切原因，因此，用此种方法难以快速排除。对于埋线长度上百米的地埋线，在无仪器情况下，靠人为分析判断查找故障，有时开挖十几处，费时十几天也难以找出故障点，并且有时还会对同一沟内其它电线造成损伤，发生新故障。这种方法一般不单独使用，而是与其它仪器检测方法配合使用。2、用简易接地故障检测仪测试故障目前市售的许多品牌接地故障测试仪，其工作原理和测试方法大同小异。其工作原理为：给接地电线施加一固定电压信号，在接地点周围地面就形成电场，离故障点越近，相同距离间电位差越大，反之亦然。根据这一原理，就能找到接地故障点。这类测试仪器市场售价几百元几千元，对接地电阻很小的地埋线故障能够达到测试目的。据了解。由于成本低廉、许多农电部门购买了此类仪器。但用这种仪器检测地埋线故障，其局限性也非常大。因为地埋线故障中，故障点处接地电阻非常高，通常阻值较低的为几十千欧，阻值高的达几兆甚至几百兆欧。因此，用该类仪器排除故障效率较低，误判率较高，难以达到快速、准确地排除故障目的。3、用智能型电缆故障测试仪仪器测试故障地埋线