電力電纜常見故障原因及故障查找方法

來源：      時間：2023.03.24

電力電纜作為列車傳輸供電中電能的載體，無論是中壓環網電纜仍是直流饋出電纜，其安全性至關重要。但因為敷設環境差（電纜溝、橋架）、前期施工工藝影響（電纜頭和終端頭結構密封不合理；外護套劃傷等）電纜極易受損或絕緣老化而產生毛病。隨著運轉時間的增加，毛病率也會越來越高，并且一旦產生毛病，毛病定位相對困難，修正難度大、用時長，形成的丟失遠大于架空線路。
尤其是直流饋出電纜，其絕緣狀況已成為列車安全供電的重要隱患，如遇直流開關柜的頻頻跳閘，電壓無法傳遞至終端等狀況，除對線路、設備的關注，也應加強對電纜的檢查和檢測，而這些也都是被動性的，也應開始考慮如何防患未然，完成電纜絕緣狀況的在線監測，可提前有用的檢測出電纜絕緣破損、絕緣老化等漸變過程，提前發出預警信號，防止電纜“帶病”運轉最終導致事故。
電力電纜的毛病點查找是電力專業最常見又最難掃除的毛病之一，如何運用儀器、講辦法、憑經歷的查找到電纜的毛病方位，然后快速有用的掃除毛病，將是值得細心研究和大家把握的。
本文重點從電力電纜毛病原因、毛病分類、毛病查找過程、常見測距定位辦法4個方面進行介紹， 希望大家了解把握。
一、電力電纜毛病原因
電力電纜毛病的原因多種多樣，概括起來主要有：
（１）外力破壞形成的電纜損害
根據對電纜毛病原因的計算，機械施工、掘土、打樁、運送裝置損壞等外力要素引起的電纜毛病占電纜總毛病類別的份額逐年增大。
（2）產品質量問題
假如電纜及電纜附件制造工藝不良， 絕緣屏蔽厚度不均勻、絕緣偏心、內外屏蔽間凸起、絕緣內部雜質、導體或半導電制造不均勻、電纜 金屬外護套密封不良， 以及存在突起、氣泡或尖刺等都會在電纜運轉后產生慢性毛病。
（3）敷設裝置的質量問題
電力電纜線路敷設施工時受工期、地理條件（包括環境條件和天氣條件）以及施工機  具和人員素質條件限制，或許呈現諸如電纜兩端端部進水、電纜外護套劃傷和電纜彎曲半徑偏小、電纜金屬屏蔽層崩裂或電纜本體機械應力內傷等施工失誤， 引發電纜前期運轉毛病。
二、電力電纜毛病分類
電纜毛病依照其產生的方位能夠分為電纜本體和電纜接頭附件毛病兩種。電纜受到外力破壞時，多產生本體毛病，而非外力破壞時，往往是接頭毛病。
電纜毛病依照其毛病點短路或接地的辦法能夠分為單相接地、相間短路、多相接地、全開路毛病等幾種類型，其中單純的全開路毛病和相間短路毛病并不常見，單相接地和多相接地毛病或短路毛病最為常見。
按毛病產生后毛病方位的絕緣電阻值能夠分為：
（１）高阻毛病
絕緣電阻較大，電纜相間或相對地絕緣損壞，但毛病點與接當地位之間的電阻較大。高阻毛病運用低壓脈沖法是無法進行測量的， 此類毛病包含閃絡性和走漏性高阻毛病兩種。
（2）低阻毛病
是相對于高阻毛病而言的，是指毛病點方位線芯與大地間的絕緣電阻小到能用低壓脈沖法測量的一類毛病。當毛病點對地電阻為零時，電纜相間或相對地的絕緣徹底受損，即為短路毛病。
（3）全開路毛病
電纜方位斷開，但電纜帶電部分與大地及相間的絕緣電阻滿意規則的運轉值，未產生相間或相對地的放電，但一段的電壓無法傳到達另一端，形成單側失壓，或負荷無法傳達的開路狀況。
三、電力電纜毛病查找過程
根據專業人員經歷， 電力電纜毛病測驗過程為：
（１）電纜毛病性質判斷：
根據電纜毛病帶電信號及維護動作狀況、表象進行的電纜毛病類別的初步判斷。進行 初判時能夠運用搖表等，經過搖絕緣的辦法來斷定毛病電纜的毛病相位、毛病點的電阻狀況及損壞程度，然后根據初判狀況來進行毛病粗測及定點辦法的挑選。
（２）電纜毛病預定位：測距
在毛病性質初步判斷的基礎上對毛病點進行粗測， 確認電纜毛病點的規模。挑選正確的預定位辦法，可為準確認位提供詳細的信息，縮小準確認位的規模。
電纜毛病預定位的辦法根據不同的毛病性質，能夠分為行波測距法和阻抗測距法兩種。
阻抗測距法即電橋法，在預定位辦法中常被優先選用， 操作簡略便利， 定位準確， 但一般只適用于低阻毛病，對于高阻毛病需求進行燒穿；
行波法常用的有低壓脈沖法、二次脈沖法、屢次脈沖法、脈沖電壓法和脈沖電流法等， 行波法雖不受電纜毛病性質等要素的影響， 但不適合定位雜亂高壓電纜系統和外護套毛病。
（３）電纜毛病準確認位： 定位
條件是已知電纜敷設途徑，若不知，應先尋跡。
根據毛病測距的規模結果，經過在電纜敷設途徑上進行查找， 逐漸縮小毛病點置疑規模， 然后在該規模內利用聲磁勘探儀器確認毛病點的準確方位。常用的辦法有聲測法、聲磁同步承受定點法、音頻感應法和跨步電壓法。
四、常用毛病測距、定位辦法
1、低壓脈沖法：測距
（1）原理：
選用時域反射（TDR）原理，對被測電纜發射一系列電脈沖，并接納電纜中因阻抗變化引起的反射脈沖，再根據電波在電纜中的傳達速度和兩次反射波的特征拐點代表的時間，可測出毛病點到測驗端的間隔為：S=VT/2
（2）辦法
低壓脈沖用于測驗電纜中電波傳達的速度、電纜全長、低阻毛病（毛病相電阻值低于1K）和開路毛病及短路毛病。
測量電纜毛病時，電纜可視為一條均勻分布的傳輸線，根據傳輸線理論，在電纜一端加上脈沖電壓，該脈沖按必定的速度（決定于電纜介質的介電常數和導磁系數）沿線向遠端傳輸，當脈沖遇到毛病點（或阻抗不均勻點）就會產生反射，且閃測儀記載下發送脈沖和反射脈沖之間的傳輸時間△T，則可按已知的傳輸速度V來計算出毛病點的間隔Lx，Lx＝V?△T/2，如圖8所示：測全長則可利用終端反射脈沖：L＝V?T/2，相同已知全長可測出傳輸速度：V＝2L/T
測驗時，在電纜毛病相上加上低壓脈沖，該脈沖沿電纜傳達直到阻抗失配的當地，如中心接頭、T型接頭、短路點、斷路點和終端頭等等，在這些點上都會引起電波的反射，反射脈沖回到電纜測驗端時被測驗儀接納。測驗儀能夠當令顯現這一變化過程。
根據電纜的測驗波形我們能夠判斷毛病的性質，當發射脈沖與反射脈沖同相時，表示是斷路毛病或終端頭開路。當發射脈沖與反射脈沖反相時，則是短路接地或低阻毛病。
2、高壓沖閃辦法：定點
電力電纜的高阻毛病（高阻毛病：毛病點的直流電阻大于該電纜的特性阻抗的毛病為高阻毛病（電纜相間或對地的絕緣電阻大于100kΩ），簡直占悉數毛病率的90%以上。沖閃辦法用于測驗高阻走漏性毛病及高阻閃絡性毛病，大部分電纜高阻毛病都能夠運用沖閃辦法測驗。根據毛病性質又分為沖擊高壓閃絡法（沖閃法）和直流高壓閃絡法（直閃法）。
（1）粗測
選用電流取樣法。因電流取樣接線簡略，安全性高，波形易于辨認，因而推薦運用電流取樣。根據接線圖銜接完畢后，再用速度鍵挑選傳輸速度或從頭鍵入速度值。將輸入振幅旋鈕旋至1/3左右（留意：請微調），然后按采樣鍵，儀器進入等候采樣狀況。
調整球隙（若放電，放電球隙洪亮嘹亮，操作箱電流大于10A-15A，否則視為未放電，請從頭調整球隙，進步沖閃電壓），輸入振幅旋鈕后，然后通電對毛病電纜升壓，電壓升到必定值，毛病點產生閃絡放電，儀器記載下波形。根據波形大小可從頭調整輸入振幅，重復采樣，直到采到相對規范的波形。
留意：調整球隙一般1mm大約代表3KV，請根據被測電纜電壓等級適當調整。
（2）準確認點
準確認點是測驗電纜毛病要害的一步，粗測完后，按以下實物圖接線辦法，給電纜連續加沖擊高壓使毛病點連續放電，頻率大概放在3~4秒/次。帶上聲磁數顯同步定點儀走到粗測間隔的前后10米處細心聽毛病點的放電聲，聽出聲響最大點下方即為電纜毛病點。
在沖擊高壓產生器對毛病電纜作高壓沖擊時 (沖擊高壓幅度要足夠高，以保證毛病點充分擊穿放電)， 將聲響轟動傳感器探頭放置在電纜途徑 (或毛病電纜本體) 上方，撥動電源開關，接通電源，定點儀置“定點”擋。
一方面經過耳機監聽地震波，另一方面調查間隔顯現屏,還可經過磁表頭調查磁信號的強弱。
在電纜上方沿途徑不斷移動傳感探頭，直至聽到毛病點的地震波聲響（此刻表明距毛病點不遠了）。
當聽到的地震波聲響足夠強時，間隔顯現屏將顯現毛病間隔數。此刻便可將傳感器探頭直接按數顯間隔數放在相應處。在該處前后移動探頭，找到數顯值最小處，此處即為毛病準確方位。且此數顯值也是電纜的當地大致埋設深度（此刻耳機中聲響應是最大，并且每次聽到的聲響均與數顯的改寫顯現同步）。
高壓閃絡測驗留意事項
高壓閃絡測驗時，因為作業電壓極高，稍有不小心就會對人身及設備形成丟失，因而操作中應留意以下幾點：
①高壓閃絡測驗時，高壓試驗設備應由專業人員操作，儀器接線，調整時應斷電并徹底放電。
②高壓試驗設備電源與測驗儀作業電源分開運用，測驗儀連線應遠離高壓線。沖閃法時，電腦應斷掉外接電源及鼠標。
③高壓尾、操作箱接接地端必須可靠與電纜鎧裝及大地相連，以保證測驗成功及設備、人身安全。
④從測驗儀安全考慮，閃絡測驗時作業菜單必定要挑選在沖閃或直閃狀況，假如過錯挑選脈沖狀況進行高壓閃絡測驗，將或許損壞測驗儀內部低壓脈沖電路。
⑤測驗前，應先對毛病電纜加壓放電，保證各銜接線點無放電現象，所加電壓已使毛病點產生閃絡放電，然后開始投入儀器測驗。
⑥在有易燃物品的環境中利用高壓測驗時，應有維護措施。

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