电缆配电线路的运行与维护-电缆线路故障查找

概述Part1概述电力电缆以其供电安全、可靠、有利于美化城市等优点，获得了越来越广泛的应用。概述电力电缆多埋于地下，一旦发生故障，寻找起来十分困难，往往要花费数小时，甚至几天的时间，浪费了大量的人力、物力，而且会造成难以估量的停电损失。所以如何准确、迅速的查寻电缆故障便成了供电部门日益关注的问题。概述电缆故障情况及埋设环境比较复杂，变化多，测试人员应熟悉电缆的埋设走向与环境，确切地判断出故障性质，选择合适的仪器与测量方法，按照一定的程序工作，才能顺利地测出电缆故障点。概述单芯三芯6-35kV电力电缆，以交联聚乙烯为主

概述10KV三芯电缆的截面实物图概述380V电力电缆：以聚氯乙烯材料为主概述低压380V电缆终端，PVC聚氯乙烯绝缘三相四芯电缆电缆故障产生的因素Part2机械损伤电缆外皮的腐蚀电缆经过处地面下沉电缆绝缘物的流失电缆故障产生的因素Part2长期过负荷运行振动破坏不按技术要求施工拙劣的接头制做电缆故障产生的因素很多故障是由于电缆安装时不小心造成的机械损伤或安装后靠近电缆路径作业造成的机械损伤而直接引起的。机械损伤电缆故障产生的因素机械损伤有时候如果损伤轻微，在几个月甚至几年后损伤部位的破坏才发展到铠装铅皮穿孔、潮气侵入而导致损伤部位彻底崩溃形成故障。电缆故障产生的因素电缆外皮的腐蚀电缆外皮腐蚀又分为电腐蚀和化学腐蚀两种。如果电力电缆埋设在附近有强力地下电场的地方（如电力机车附近），往往出现电缆外皮铅包腐蚀致穿的现象（电腐蚀），导致潮气侵入，绝缘破坏。电缆故障产生的因素电缆外皮的腐蚀电缆外皮腐蚀又分为电腐蚀和化学腐蚀两种。同样电缆路径有通过酸碱作业的地方或煤气站的苯蒸气往往造成电缆铠装和铅包大面积长距离被腐蚀（化学腐蚀）使电缆出现故障。电缆故障产生的因素电缆经过处地面下沉这种情况往往发生在电缆穿越公路、铁路及高大建筑物及山地时，由于地面的下沉而使电缆垂直受力变形，导致电缆铠装、铅色破裂甚至折断而造成各种类型的故障。电缆故障产生的因素电缆绝缘物的流失电缆敷设时地沟凹凸不平，或处在电杆上的户外头，由于电缆的起伏、高低落差悬殊，高处的绝缘油流向低处而使高处电缆绝缘性能下降，导致故障发生。这类故障主要发生在油浸纸电缆和不滴流电缆。电缆故障产生的因素长期过负荷运行由于过负荷运行，电缆的温度会随之升高，尤其在炎热的夏季，电缆的温升常“导致电缆薄弱处和接头处首先被击穿。”在冬夏两季，电缆故障率高就是例证。“电树枝”“局部放电击穿”电缆故障产生的因素振动破坏铁路轨道下运行的电缆，由于剧烈的震动导致电缆外皮产生弹性疲劳而破裂，形成故障。电缆故障产生的因素不按技术要求施工不按技术要求敷设电缆往往会留下隐患，如临时的改变设计走向、沟道结构及野蛮施工等都是形成电缆故障的重要原因。电缆故障产生的因素拙劣的接头制做在潮湿的气候条件下做接头，使接头封装物内混入水蒸气而达不到运行要求，久而久之往往形成闪络性故障。电缆故障性质判别及定位查找步骤Part3概述故障性质判别故障预定位（粗测）电缆路径定位电缆故障性质判别及定位查找步骤Part3故障精确定点电缆识别（如需要）电缆故障性质判别及定位查找步骤概述第二步：外护套故障预定位

（高压电桥法）R<1k

，低阻故障第一步：判断故障性质确定故障电缆的绝缘电阻1k

<R<

第二步：高阻故障预定位脉冲反射仪配合高压单元进行测量稳定弧反射法三次脉冲法衰减法脉冲电流法第二步：低阻故障预定位无需加高压，只用脉冲反射仪测量低压脉冲法故障电缆或接头试验对接头进行0.1Hz试验对故障电缆进行残压测试电缆投入运行电缆故障性质判别及定位查找步骤概述修复电缆高阻故障声磁同步法声音和磁场的时间差接地故障跨步电压法电缆识别（多根并行敷设的运行电缆中找出目标电缆，100%准确）第四步：精确定点超低阻和死接地故障音频绞合法和

最小扭曲法第三步：电缆路径定位超低阻和死接地故障音频绞合法和

最小扭曲法电缆故障性质判别及定位查找步骤故障性质判别断线？短路？低阻？高阻？闪络？电缆故障性质判别及定位查找步骤故障性质判别电力电缆故障可分为两大类型：第一类为电缆导体损伤产生的故障，一般表现为开路或断线故障；第二类为相间或相对地之间绝缘介质损伤产生的故障，这类故障一般表现为低阻、泄露性高阻和闪络性高阻三种情况。电缆故障性质判别及定位查找步骤故障性质判别第二类为相间或相对地之间绝缘介质损伤产生的故障，这类故障一般表现为低阻、泄露性高阻和闪络性高阻三种情况，具体定义为：a、开路故障如果电缆绝缘正常，但却不能正常输送电能的一类故障可认为是开路故障，如芯线似断非断、芯线某一处存在较大的线电阻及断芯等情况。一般单纯性开路故障很少见到，多数表现为低阻或高阻故障并存。电缆故障性质判别及定位查找步骤故障性质判别b、低阻故障如果电缆绝缘介质损伤，并能用“低压脉冲法”可测试的一类相间或相对地故障称为低阻故障。电缆故障点绝缘阻值（相间或相对地）的大小不是判断此故障为低阻故障的微一标准。低阻故障一般与测试仪器的灵敏度、测试仪器与被测电缆的匹配状况、被测电缆的型号（或衰减状况）、故障点发生的部位以及电缆故障点到测试端的距离等因素有关。电缆故障性质判别及定位查找步骤故障性质判别c、泄露性高阻故障电缆绝缘介质损坏并已形成固定泄漏通道的一类相间或相对地故障。表现为电缆做预防性试验时其泄露电流值随所加的直流电压的升高而连续增大，并大大超过被测电缆本身所要求的规范值，这种类型的故障称为泄露性高阻故障。电缆故障性质判别及定位查找步骤故障性质判别d、闪络性高阻故障未形成固定泄漏通道的一类相间或相对地故障。电缆的预试电压加到某一数值时，电缆的泄露电流值突然增大，其值大大超过被测电缆所要求的规范值，这种类型的故障称为闪络性故障。

泄漏高阻故障：已形成固定泄漏通道的一类相间或相对地故障电缆导体损伤绝缘介质损伤

芯线：开路故障

地线：开路故障（做中间头时疏忽或遗忘）低阻故障：用“脉冲法”可测的一类相间或相对地故障

闪络高阻故障：未形成固定泄漏通道的一类相间或相对地故障电缆故障性质判别及定位查找步骤故障性质判别判断电缆故障类型一般有以下方法通过万用表判断通过兆欧表判断通过电缆直流耐压试验判断电缆故障性质判别及定位查找步骤故障性质判别各类电缆故障类型确认方法故障类型测试方法开路故障通过用脉冲法测量分别在电缆两端测各相长度并与电缆档案资料比较来判断电缆是否存在开路故障低阻故障最好的判别方法是用脉冲法测量相间或相对地的波形，若有与发射波反极性波形，可判断电缆有低阻故障（接头反射波小于低阻反射波），低阻故障一般小于几kΩ电缆故障性质判别及定位查找步骤故障性质判别各类电缆故障类型确认方法故障类型测试方法泄漏性高阻故障1、用MΩ表测得相间或相对地电阻远小于电缆正常绝缘电阻（一般在数kΩ至几十MΩ）可判断为电缆有泄漏性高阻故障2、流耐压试验时，泄漏电流随试验电压的升高连续增大，并远大于允许泄漏值闪络性高阻故障直流耐压试验时，当试验电压大于某一值时，泄漏电流突然增大，当试验电压下降后，泄漏电流又恢复正常，可判断为电缆有闪络性高阻故障电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）波反射法（脉冲反射法）脉冲电压法脉冲电流法二次脉冲法三次脉冲法电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）高压电桥法低压电桥法高压电桥法电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）波反射法定位仪WL50WL30WL20电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）波反射法优点：可以定位断线故障；能测电缆全长；不需要对端短接；抗干扰能力强。电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）波反射法缺点：对波特性不好的PVC电缆效果不好；不能定位外护套故障；无法定位稳定型高阻故障；定位有盲区。电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）脉冲电压法向电缆送入一脉冲电压，当电缆有故障时，故障点输入阻抗Zi不再是线路的特性阻抗Zc而引起反射，产生向测量点运动的反射脉冲，其反射系数：ρ=（Zi-Zc）/(Zi+Zc)低压脉冲反射原理电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）脉冲电压法电缆的高阻与闪络性故障由于故障点电阻较大（大于10倍的电缆波阻抗），低压脉冲在故障点没有明显的反射（反射脉冲幅度小于5%），故不能用低压脉冲反射法测距。低阻故障的反射波形断线故障的反射波形电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）脉冲电流法直闪法冲闪法脉冲电流法线性电流耦合器储能电容电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）脉冲电流法脉冲电流法是将电缆故障点用高电压击穿，仪器通过电流耦合器采集并记录下故障点击穿产生的电流行波信号，通过分析判断电流行波信号在测量端与故障点往返一趟的时间来计算故障距离。脉冲电流法采用线性电流耦合器采集电缆中的电流行波信号。脉冲电流法电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）脉冲电流法直流高压闪络测试法（简称直闪法）用于测量闪络击穿性故障，即故障点电阻极高，在用高压试验设备把电压升到一定值时就产生闪络击穿的故障。直闪法测试接线原理图直闪脉冲电流波形电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）脉冲电流法冲闪法测试接线原理图电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）脉冲电流法在故障点电阻不很高时，因直流泄漏电流较大，电压几乎全降到了高压试验设备的内阻上去了，电缆上电压很小，故障点形不成闪络，必须使用冲击高压闪络测试法，简称冲闪法。冲闪法也适用于测试大部分闪络性故障。几种典型的冲闪波形电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）二次脉冲法二次脉冲测距方法在高压信号发生器和二次脉冲信号耦合器的配合下，可用来测量电力电缆的高阻和闪络性故障的距离，其波形更简单，容易识别。电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）二次脉冲法向故障电缆加直流高压，当电压到达某一高值、场强足够大时，介质中存在少量的自由电子将在电场作用下产生碰撞游离，自由电子碰撞中性分子，使其激励游离而产生新的电子和正离子，这些电子和正离子获得电场能量后又和别的中性分子相互碰撞，这个过程不断发展下去，使介质中电子流“雪崩”加剧，造成绝缘介质击穿，形成导电通道，故障点被强大的电子流瞬间短路。电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）二次脉冲法即电缆故障点会突然被击穿，故障点电压急剧降低几乎为零，电流突然增大，产生了一个放电电弧。根据电弧理论，此电弧的视在电阻很小，可认为一低阻或短路故障。电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）二次脉冲法在高压电弧产生的瞬间，向电缆发射一低压脉冲，记下此反射波形，由于电弧可认为一低阻或短路的故障，发射脉冲波形和反射脉冲波形极性相反，反射波形极性为负，波形向下。电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）高压电桥适用范围含有GIS终端含有T接头包含交叉互联段故障无法闪络击穿拆开困难，不拆开难以加高压波形反射能量损失波阻抗产生突变波反射难以定位故障点进水难以闪络电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）含有GIS终端通常需要打开GIS终端气室，关系到另一个部门，另一个专业，工作协调及人员调配费时多多，因此最好不要打开GIS终端气室。电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）含有GIS终端电缆线芯可以通过接地刀引出，但引出套管耐压有限，通常110kVGIS开关为8kV，220kVGIS开关为12kV，因此通过该点能施加的电压有限。电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）故障点无法闪络击穿中间接头击穿，即使电阻低至kΩ，因为中间接头的高低压电极间隔大，击穿通道长，相当于在高低压电极间并联一个电阻，冲击电压下没有闪络。电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）故障点无法闪络击穿电缆本体也有类似情况，运行中产生的击穿通常将铝护套炸开，击穿通道被水填满，冲击电压下没有闪络。因此无法使用波发射法定位。电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）包含交叉互联段经过交叉换位后，波阻抗产生突变，使定位反射波十分复杂，难以定位，高压脉冲在该点也有能量损失，难以到达远处。因此要求短路同轴接地电缆，使故障相电缆金属护层连续。电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）包含交叉互联段实际上，短路全线可能超过10个交叉互联接地箱，并非易事，即使短路，也会形成阻抗突变，高低压脉冲均会反射，因此同轴接地电缆短路效果有限。电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）含有T型接头T接头将电缆分为3段，脉冲经过T接头时，能量分为3份，一份返回，另外2份传至另外2段电缆，如强弩之末，难以使故障点放电，定位、定点均不合适。如故障点远离测量点或在另外2段电缆上，脉冲经复杂反射，波形复杂，难以定位。电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）电桥法优点：价格便宜，操作简单；定位比较温和，无额外击穿；没有盲区，特别适用于判断短电缆及靠近测试端头的故障点。电缆故障性质判别及定位查找步骤故障预定位（粗测）电桥法缺点：需要知道电缆的全长数据；需要在另一端短接电缆；断线故障不能定位；多点故障误差比较大。电缆故障性质判别及定位查找步骤电缆路径定位电缆故障性质判别及定位查找步骤故障精确定点声磁同步法跨步电压法电缆故障性质判别及定位查找步骤故障精确定点PP10精确定点仪（声磁同步法）电缆故障性质判别及定位查找步骤故障精确定点声磁同步法：向故障电缆施加高压脉冲使故障点放电，故障点会产生声音信号，同时放电电流在电缆周围产生脉冲磁场信号。声音信号和磁场信号传播的速度不一样，同一个放电脉冲信号传到测试探头时就有时间差，时间差最小的点就是故障点，也就是探头所对应的下方。利用磁声时间差测试故障点距离电缆故障性质判别及定位查找步骤故障精确定点+-发射机V0+-V0+