电缆故障的检测与预防措施.doc
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电缆故障的检测与预防措施
【摘要】：
随着发展对城市建设用地的迫切需求，高压电缆还是因其不可替代的优越性逐渐的替代高压架空线路走进了我们的城市中、担当起输送电能的重任。
电缆故障的查找和预防成了维护高压电缆、保障安全供电的重中之重。
【关键词】：
高压电缆；故障；检测；预防；措施。
1前言
随着发展对城市建设用地的迫切需求，电力行业普遍使用的高压架空线路逐渐体现出了种种弊端，首先，线路架设的走向和高度受到了建筑物的严重制约，对道路、建筑的安全距离也使得高压架空线路在人口建筑密集的城市中的施工和架设难度重重，虽然高压架空线路有其缺陷可视性以及缺陷处理简单等优点，但是高压电缆还是因其不可替代的优越性逐渐的替代高压架空线路走进了我们的城市中、担当起输送电能的重任。
在我公司所辖的101条6KV~10KV线路中，其中全线为电缆的有20条，占线路总数的19.8%。
干线部分为电缆的线路有13条，占线路总数的12.87%。
而且，在新铺设的线路和改造的线路中，以电缆为形式的线路占到的总数的80%。
2高压电力电缆的优点和缺点
2.1优点
（1）一般埋设于土壤中或敷设于室内，沟道，隧道中，线间绝缘距离小，不用杆塔，占地少，基本不占地面上空间。
（2）受气候条件和周围环境影响小，传输性能稳定，可靠性高。
（3）具有向超高压，大容量发展的更为有利的条件，如低温，超导电力电缆等。
（4）分布电容较大。
（5）维护工作量少。
（6）电击可能性小。
2.2缺点
（1）铺设困难，电缆铺设的现状是大型作业机械基本无法使用，电缆的铺设基本全靠人力来完成。
（2）故障查找、处理困难，故障点一般埋设地下，虽然能够借助故障定位仪，但是限于环境和设备的精度，查找起来还是非常的费时费力，而且我队许多电缆因铺设时间早、线路所在环境被改造导致线路走向路径不明确，给故障的查找增加了非常大的难度。
在处理电缆故障时，有的电缆埋藏较深还需要动用挖掘机等大型设备，而且施工过后对现场的清理回复也非常的困难。
3常见的电缆故障以及电缆故障的分类
我公司近年电缆故障情况分析
年份
2007
2008
2009
2010上半年
合计
故障类别
外力破坏
42
43
24
5
114
施工工艺
1
2
1
1
5
老化
8
2
8
4
22
其他
2
1
1
0
4
合计
53
48
34
10
145
2007年底至2009年初因***改造造成电缆被挖断事故较多，2010年统计信息为上半年信息。
在施工工艺造成电缆损坏的事故中，多为**或用户自行安装制作的电缆和电缆头。
3.1电缆故障的常见原因：
（1）电缆受外力损伤。
主要是市政建设管理部门监管不严，施工单位对电缆保护意识淡薄，约占电缆事故的40%。
（2）电缆外部机械损伤。
由于电缆施工单位未严格按照施工质量要求进行施工以及质量监督人员未能监管到位，造成电缆外部损伤或电缆敷设时留有隐患，致使电缆运行一段时间被击穿。
（3）电缆负荷过大。
在供电负荷高峰期时电缆长期过负荷运行，致使电缆运行温度超过电缆正常运行时的允许温度，导致电缆终端接头、中间接头或电缆薄弱处首先被击穿。
（4）电缆受外界环境影响。
由于受地质条件的影响，导致电缆保护层受到化学和电腐蚀等，使用时间过久，致使保护层失效或电缆外铅皮被潮气侵入，最终导致电缆击穿。
在污秽严重的地区，电缆终端头套管可能出现污闪，也可能造成短路事故。
（5）曾发生过接地短路故障。
由于当时故障未被发现，电缆依然运行，但经过一段时间后电缆被击穿。
（6）施工工艺的影响。
由于电缆施工人员未按标准施工，或施工人员在制作电缆头或中间接头时的工作失误，造成电缆运行一段时间后出现电缆头或中间接头爆裂现象。
3.2电缆故障的分类：
（1）三芯电缆一芯或两芯接地。
（2）二相芯线间短路。
（3）三相芯线完全短路。
（4）一相芯线断线或多相断线。
4电缆故障的查找
电缆的事故种类和事故原因是多种多样的,准确判断故障性质并迅速找到故障点及时处理故障,对保障生产的正常进行有着重大意义。
4.1电缆故障查找的方法
（1）脉冲反射法：
测量电缆故障时，电缆可视为一条均匀分布的传输线，根据传输线（长线）理论，在电缆一端加脉冲电压，则此脉冲按一定的速度（决定于电缆介质的介电常数和导磁系数）沿线传输，当脉冲遇到故障点（或阻抗不均匀点）就会发生反射，用闪测仪记录下发送脉冲和反射脉冲之间的传输时间△T，则可按已知的传输速度V来计算出故障点的距离Lx，Lx=V·△T/2，测全长则可利用终端反射脉冲：
L=V·T/2，同样已知电缆全长，可测出脉冲传输速度：
V=2L/T。
脉冲法测试分为低压脉冲法和高压脉冲法，二者测试原理是一样的，只是产生脉冲的方式不一样，智能型测试仪的故障距离计算是仪器自动完成的。
（2）二次脉冲法：
二次脉冲法：
二次脉冲法其基本原理还是脉冲反射法，是近几年发展中的一种比较前沿的新的电缆故障粗测方法。
其技术特点是：
高阻故障呈现低压脉冲短路故障波形特征，容易判读。
换句话讲，就是在用高压脉冲击穿高阻故障的瞬间，给故障电缆发射低压脉冲信号，用低压脉冲短路故障波形测试电缆高阻故障。
与传统的测试方法相比,二次脉冲法的先进之处，是将冲击高压闪络法中的复杂波形简化为简单的低压脉冲短路故障波形。
（3）声磁同步法：
是将声测法与电磁波法综合应用，采用了声测法定点与声磁同步定点法相结合定点原理。
声测法定点时，定点仪声表头指示声测探头接收到的地震波，同时耳机也反映声测探头接收到的地震声波。
在故障点正上方，声波信号最大，离开故障点，声波信号减少，或者无声波信号。
声磁同步法定点时，声表头反映声测探头接收到的地震声波，磁表头和耳机同时指示故障点放电时同步接收天线接收到的电磁波。
当声测探头放置在故障点上方时，定点仪二个表头指示及耳机声音同步。
在未接收到声波信号时，利用声磁同步电磁波接收功能，能够及时掌握球间隙放电节律，有利于在噪杂的环境中分辨出故障点微弱声波信号。
另外，声磁同步定点仪可以将故障定点和电缆路径探测工作同步进行，大大提高故障定点效率。
（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。
（5）红外测温仪法
原理同上测声法，球间隙对电缆故障芯线放电时，在故障处电缆芯线对绝缘层放电产生大量的热，使用红外成像装置很容易发现故障点而且不受外界环境的干扰。
（6）电桥法：
电桥法就是用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，计算出故障点。
（7）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。
（8）零电位法：
零电位法也就是电位比较法，它适应于长度较短的电缆芯线对地故障，应用此方法测量简便精确，不需要精密仪器和复杂计算，测量原理如下：
将电缆故障芯线与等长的比较导线并联，在两端加电压E时，相当于在两个并联的均匀电阻丝两端接了电源，此时，一条电阻丝上的任何一点和另一条电阻丝上的对应点之间的电位差必然为零。
反之，电位差为零的两点必然是对应点。
因为微伏表的负极接地，与电缆故障点等电位，所以，当微伏表的正极在比较导线上移动至指示值为零时的点与故障点等电位，即故障点的对应点。
4.2电缆故障查找步骤
虽然查找电缆故障的方法多种多样，但是本着准确迅速的原则其基本的测量步骤是不变的。
（1）摸清电缆的基本情况。
在查电缆故障前必须详细了解所查电缆的型号、长度、新旧程度、有无中间头、有无经常发生故障的点以及负荷的情况。
（2）电缆两端分别与电源和负荷断开（最好电缆两端接地铜辫要与接地极断开，排除其对测试的影响）。
确保电缆无电且周围环境处于安全状态。
（3）对电缆进行接地放电后，用摇表对电缆进行绝缘电阻的测试，确定电缆的故障类型是否为相间短路、相对地短路、开路等故障。
（4）根据电缆的长度和状态选择相应的测量方式，以我公司常用的声磁同步法为例介绍。
（5）将电缆测试高压发生器、电力电缆故障测试仪与电缆连接好，根据电缆电压等级的2-3倍选择高压脉冲的电压（12-18KV），根据电缆长度和状态选择量程和脉冲触发方式（低压脉冲、脉冲电流），根据电力电缆故障测试仪显示的波形判断故障点的距离。
（6）使用电力电缆故障定点仪对故障点进行准确的查找定位。
电缆故障
摇表测电阻
一
相
短
路
两
相
短
路
三
相
短
路
低阻
脉冲打压
电缆故障测距仪测距
定点仪定点
处理电缆故障
打高压击穿故障点
高阻
脉冲打压
4.3目前我公司查找电缆故障的现状分析
我公司目前引进了淄博博鸿电气的DLD-230电缆故障定点仪、DLC-100电力电缆故障测试仪、DLX-510电缆测试高压发生器以及兆欧表对电缆故障进行查找测量。
在实际的电缆故障查找中，仪器的误差以及周边、地理环境的影响使得电缆故障点的查找非常的困难，以我公司所辖6KV**线为例，2010年4月22日08：
１8分由于**线49#杆至坨十变电缆损坏导致6kV**线A相接地，在**变**线出口处对**线进行故障点的查找，在电力电缆故障测试仪测出故障点可能的距离后，我公司职工到该点进行定位，但是由于该电缆铺设时间较早，且电缆周边环境经多次改造导致电缆埋设地点不明确，而且周边店铺的声音严重影响了定点仪的波形和声音，之后在较为安静的情况下且耗费大量时间后才查找出了准确的故障点，影响了线路的安全运行。
由于较难查找的故障点而对电缆进行长时间的周期打压无论对电缆还是高压发生器都会产生较为严重的影响。
在查找某些低阻故障时，由于电力电缆故障测试仪打出波形无法确定故障点的距离甚至是电缆的全长时，我们往往会使用闪络法对故障点进行击穿，这样做的目的是为了能有效的查找到故障点，但是，持续的高电压脉冲不仅会击穿故障点，而且会对绝缘相应薄弱的环节造成击穿等永久性的缺陷，增加了这些部位的故障几率，在处理故障的同时增加了隐患。
而且，长时间的工作会对高压发生装置的使用寿命产生不可逆转的影响。
限于资金和国内技术，我们在现有的基础上如何提高电缆故障点的定位的效率和准确率是非常重要的环节，因为只有迅速准确的对故障点进行精确定位才能保证供电的稳定性和避免长时间打压对电缆和仪器造成的影响。
在现实的工作中，技术水平和经验的欠缺也影响了电缆故障点的查找，在我所在的基层队中，并不是所有干部职工都明确电缆的走向和会使用这些仪器，而有经验的则更加少之又少，而且现在的电缆故障查找工作基本靠的是经验，没有一套完整的体系和指南来作为依据，试想一下如果将来这些有经验的职工离开岗位后，查找故障的任务由谁来承担，所以，完善电缆走向的资料以及电缆施工和查找的标准作业是必须的，而且对职工进行相关设备仪器使用的系统培训考核也是提高电缆安全运行水平的一项重要的措施。
影响电缆故障查找的原因：
（1）地理环境复杂，线路走向不明确。
（2）故障点放电不明显，仪器精度不够。
（3）操作人员技术不熟练。
（4）其他人为因素。
5电缆故障的预防措施
通过以上电缆故障主要原因分析我们可以清楚地看到，大部分故障都是由于施工质量、运行管理水平、个人技术素质等原因造成的。
为了有效地预防事故发生，快速准确地查找故障和处理故障，一套行之有效的管理方案是必要的。
5.1严格电缆的施工质量
对电缆的施工和验收严格把关，把源头的缺陷消灭掉。
电缆终端和接头是在电缆端部制作而成，它们和电缆结合为一个整体，必须在施工现场安装制作而成，所以就要求电缆施工人员必须按照相关的设计制作工艺要求进行安装制作，安装制作时特别要注意以下几点：
首先现场安装工艺要正确、严谨。
其次现场环境条件要符合要求。
5.2提高电缆的安全运行水平
（1）对电力电缆进行统一管理。
我队许多电缆因铺设时间早、线路所在环境被改造导致线路走向路径不明确，导致故障的查找非常的困难，而且电缆的标志桩丢失的非常严重，我队仅有几名老师傅了解电缆的具体走向和位置，因此，在新电缆施工的过程中，可以使用公司配发的GPS定位装置每间隔一段距离进行定点记录，对每次电缆故障点和电缆头、中间头也进行GPS坐标的记录，方便电缆和故障多发点的查找，减少故障处理的时间，提高运行的水平。
（2）加强电缆线路的巡视检查。
电力线路的外力损坏事故，在每年的事故总次数中占据了相当大的比例，由于施工企业对电缆的保护意识不强及电缆运行管理部门巡视力度，造成外力损坏比例占到80%左右。
为了预防这类事故的发生，要求必须有健全的管理和线路巡查制度，运行人员应加大线路的巡查力度。
巡查时应特别注意以下内容：
首先为了确保电缆线路的安全可靠性，由专人负责的电缆运行专业人员对管辖内的电缆线路、电缆终端设备和附属土建设施应进行定期巡视检查，检查时应注意电缆路径附近是否有挖掘现象，周围有无腐蚀性物质，电缆路径上有无堆放重物及临时设施等。
室外可见电缆的保护设施是否被盗、移位、松动及锈蚀。
电缆终端头绝缘套管是否完好、清洁，有无闪络放电痕迹，电缆接地是否完好等内容。
当电力系统事故后或由于季节等因素使环境条件发生变化，应进行特别巡视检查。
（3）防止电缆长期超负荷运行。
在检测到线路负荷超过额定时应及时将负荷导出。
（4）做好电缆档案的管理。
要及时修正相关的电缆数据，对电缆路径不明确的线路进行定位并编辑成册，确保数据的及时性、准确性，随时掌握线路巡视、缺陷、事故、检修等运行维护情况及相关的线路资料，建立缺陷及事故处理的共享资料库，为不同管辖地域的人员对电缆的维护提供经验借鉴。
5.3增强员工的专业素质
一流的企业需要一流的人才，一流的人才造就一流的企业。
只有不断提高干部职工的技术水平，才能使企业更好的发展。
（1）提高干部职工的理论水平和技术水平。
采用定期考核奖励的方式提高干部职工增强素质的积极性。
（2）加大新材料、新技术、新工艺、新方法的推广与学习，让职工保持新鲜感和追求创新的动力。
（3）树立典型，督促大家学习。
（4）通过开展QC小组活动，不断探讨快速准确地处理不同性质故障的方法并应用到实际。
（5）建立常态机制，有计划、经常性的开展多种形式的针对电缆专业的技能竞赛，为电缆专业化队伍营造出一种"比、学、赶、帮、超"的良好工作氛围。
参考文献
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天津大学出版社，2008.
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机械工业出版社，2008.
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