电力电缆常见故障原因及故障查找方法

来源：      时间：2023.03.24

电力电缆作为列车传输供电中电能的载体，无论是中压环网电缆仍是直流馈出电缆，其安全性至关重要。但因为敷设环境差（电缆沟、桥架）、前期施工工艺影响（电缆头和终端头结构密封不合理；外护套划伤等）电缆极易受损或绝缘老化而产生毛病。随着运转时间的增加，毛病率也会越来越高，并且一旦产生毛病，毛病定位相对困难，修正难度大、用时长，形成的丢失远大于架空线路。
尤其是直流馈出电缆，其绝缘状况已成为列车安全供电的重要隐患，如遇直流开关柜的频频跳闸，电压无法传递至终端等状况，除对线路、设备的关注，也应加强对电缆的检查和检测，而这些也都是被动性的，也应开始考虑如何防患未然，完成电缆绝缘状况的在线监测，可提前有用的检测出电缆绝缘破损、绝缘老化等渐变过程，提前发出预警信号，防止电缆“带病”运转最终导致事故。
电力电缆的毛病点查找是电力专业最常见又最难扫除的毛病之一，如何运用仪器、讲办法、凭经历的查找到电缆的毛病方位，然后快速有用的扫除毛病，将是值得细心研究和大家把握的。
本文重点从电力电缆毛病原因、毛病分类、毛病查找过程、常见测距定位办法4个方面进行介绍， 希望大家了解把握。
一、电力电缆毛病原因
电力电缆毛病的原因多种多样，概括起来主要有：
（１）外力破坏形成的电缆损害
根据对电缆毛病原因的计算，机械施工、掘土、打桩、运送装置损坏等外力要素引起的电缆毛病占电缆总毛病类别的份额逐年增大。
（2）产品质量问题
假如电缆及电缆附件制造工艺不良， 绝缘屏蔽厚度不均匀、绝缘偏心、内外屏蔽间凸起、绝缘内部杂质、导体或半导电制造不均匀、电缆 金属外护套密封不良， 以及存在突起、气泡或尖刺等都会在电缆运转后产生慢性毛病。
（3）敷设装置的质量问题
电力电缆线路敷设施工时受工期、地理条件（包括环境条件和天气条件）以及施工机  具和人员素质条件限制，或许呈现诸如电缆两端端部进水、电缆外护套划伤和电缆弯曲半径偏小、电缆金属屏蔽层崩裂或电缆本体机械应力内伤等施工失误， 引发电缆前期运转毛病。
二、电力电缆毛病分类
电缆毛病依照其产生的方位能够分为电缆本体和电缆接头附件毛病两种。电缆受到外力破坏时，多产生本体毛病，而非外力破坏时，往往是接头毛病。
电缆毛病依照其毛病点短路或接地的办法能够分为单相接地、相间短路、多相接地、全开路毛病等几种类型，其中单纯的全开路毛病和相间短路毛病并不常见，单相接地和多相接地毛病或短路毛病最为常见。
按毛病产生后毛病方位的绝缘电阻值能够分为：
（１）高阻毛病
绝缘电阻较大，电缆相间或相对地绝缘损坏，但毛病点与接当地位之间的电阻较大。高阻毛病运用低压脉冲法是无法进行测量的， 此类毛病包含闪络性和走漏性高阻毛病两种。
（2）低阻毛病
是相对于高阻毛病而言的，是指毛病点方位线芯与大地间的绝缘电阻小到能用低压脉冲法测量的一类毛病。当毛病点对地电阻为零时，电缆相间或相对地的绝缘彻底受损，即为短路毛病。
（3）全开路毛病
电缆方位断开，但电缆带电部分与大地及相间的绝缘电阻满意规则的运转值，未产生相间或相对地的放电，但一段的电压无法传到达另一端，形成单侧失压，或负荷无法传达的开路状况。
三、电力电缆毛病查找过程
根据专业人员经历， 电力电缆毛病测验过程为：
（１）电缆毛病性质判断：
根据电缆毛病带电信号及维护动作状况、表象进行的电缆毛病类别的初步判断。进行 初判时能够运用摇表等，经过摇绝缘的办法来断定毛病电缆的毛病相位、毛病点的电阻状况及损坏程度，然后根据初判状况来进行毛病粗测及定点办法的挑选。
（２）电缆毛病预定位：测距
在毛病性质初步判断的基础上对毛病点进行粗测， 确认电缆毛病点的规模。挑选正确的预定位办法，可为准确认位提供详细的信息，缩小准确认位的规模。
电缆毛病预定位的办法根据不同的毛病性质，能够分为行波测距法和阻抗测距法两种。
阻抗测距法即电桥法，在预定位办法中常被优先选用， 操作简略便利， 定位准确， 但一般只适用于低阻毛病，对于高阻毛病需求进行烧穿；
行波法常用的有低压脉冲法、二次脉冲法、屡次脉冲法、脉冲电压法和脉冲电流法等， 行波法虽不受电缆毛病性质等要素的影响， 但不适合定位杂乱高压电缆系统和外护套毛病。
（３）电缆毛病准确认位： 定位
条件是已知电缆敷设途径，若不知，应先寻迹。
根据毛病测距的规模结果，经过在电缆敷设途径上进行查找， 逐渐缩小毛病点置疑规模， 然后在该规模内利用声磁勘探仪器确认毛病点的准确方位。常用的办法有声测法、声磁同步承受定点法、音频感应法和跨步电压法。
四、常用毛病测距、定位办法
1、低压脉冲法：测距
（1）原理：
选用时域反射（TDR）原理，对被测电缆发射一系列电脉冲，并接纳电缆中因阻抗变化引起的反射脉冲，再根据电波在电缆中的传达速度和两次反射波的特征拐点代表的时间，可测出毛病点到测验端的间隔为：S=VT/2
（2）办法
低压脉冲用于测验电缆中电波传达的速度、电缆全长、低阻毛病（毛病相电阻值低于1K）和开路毛病及短路毛病。
测量电缆毛病时，电缆可视为一条均匀分布的传输线，根据传输线理论，在电缆一端加上脉冲电压，该脉冲按必定的速度（决定于电缆介质的介电常数和导磁系数）沿线向远端传输，当脉冲遇到毛病点（或阻抗不均匀点）就会产生反射，且闪测仪记载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来计算出毛病点的间隔Lx，Lx＝V?△T/2，如图8所示：测全长则可利用终端反射脉冲：L＝V?T/2，相同已知全长可测出传输速度：V＝2L/T
测验时，在电缆毛病相上加上低压脉冲，该脉冲沿电缆传达直到阻抗失配的当地，如中心接头、T型接头、短路点、断路点和终端头等等，在这些点上都会引起电波的反射，反射脉冲回到电缆测验端时被测验仪接纳。测验仪能够当令显现这一变化过程。
根据电缆的测验波形我们能够判断毛病的性质，当发射脉冲与反射脉冲同相时，表示是断路毛病或终端头开路。当发射脉冲与反射脉冲反相时，则是短路接地或低阻毛病。
2、高压冲闪办法：定点
电力电缆的高阻毛病（高阻毛病：毛病点的直流电阻大于该电缆的特性阻抗的毛病为高阻毛病（电缆相间或对地的绝缘电阻大于100kΩ），简直占悉数毛病率的90%以上。冲闪办法用于测验高阻走漏性毛病及高阻闪络性毛病，大部分电缆高阻毛病都能够运用冲闪办法测验。根据毛病性质又分为冲击高压闪络法（冲闪法）和直流高压闪络法（直闪法）。
（1）粗测
选用电流取样法。因电流取样接线简略，安全性高，波形易于辨认，因而推荐运用电流取样。根据接线图衔接完毕后，再用速度键挑选传输速度或从头键入速度值。将输入振幅旋钮旋至1/3左右（留意：请微调），然后按采样键，仪器进入等候采样状况。
调整球隙（若放电，放电球隙洪亮嘹亮，操作箱电流大于10A-15A，否则视为未放电，请从头调整球隙，进步冲闪电压），输入振幅旋钮后，然后通电对毛病电缆升压，电压升到必定值，毛病点产生闪络放电，仪器记载下波形。根据波形大小可从头调整输入振幅，重复采样，直到采到相对规范的波形。
留意：调整球隙一般1mm大约代表3KV，请根据被测电缆电压等级适当调整。
（2）准确认点
准确认点是测验电缆毛病要害的一步，粗测完后，按以下实物图接线办法，给电缆连续加冲击高压使毛病点连续放电，频率大概放在3~4秒/次。带上声磁数显同步定点仪走到粗测间隔的前后10米处细心听毛病点的放电声，听出声响最大点下方即为电缆毛病点。
在冲击高压产生器对毛病电缆作高压冲击时 (冲击高压幅度要足够高，以保证毛病点充分击穿放电)， 将声响轰动传感器探头放置在电缆途径 (或毛病电缆本体) 上方，拨动电源开关，接通电源，定点仪置“定点”挡。
一方面经过耳机监听地震波，另一方面调查间隔显现屏,还可经过磁表头调查磁信号的强弱。
在电缆上方沿途径不断移动传感探头，直至听到毛病点的地震波声响（此刻表明距毛病点不远了）。
当听到的地震波声响足够强时，间隔显现屏将显现毛病间隔数。此刻便可将传感器探头直接按数显间隔数放在相应处。在该处前后移动探头，找到数显值最小处，此处即为毛病准确方位。且此数显值也是电缆的当地大致埋设深度（此刻耳机中声响应是最大，并且每次听到的声响均与数显的改写显现同步）。
高压闪络测验留意事项
高压闪络测验时，因为作业电压极高，稍有不小心就会对人身及设备形成丢失，因而操作中应留意以下几点：
①高压闪络测验时，高压试验设备应由专业人员操作，仪器接线，调整时应断电并彻底放电。
②高压试验设备电源与测验仪作业电源分开运用，测验仪连线应远离高压线。冲闪法时，电脑应断掉外接电源及鼠标。
③高压尾、操作箱接接地端必须可靠与电缆铠装及大地相连，以保证测验成功及设备、人身安全。
④从测验仪安全考虑，闪络测验时作业菜单必定要挑选在冲闪或直闪状况，假如过错挑选脉冲状况进行高压闪络测验，将或许损坏测验仪内部低压脉冲电路。
⑤测验前，应先对毛病电缆加压放电，保证各衔接线点无放电现象，所加电压已使毛病点产生闪络放电，然后开始投入仪器测验。
⑥在有易燃物品的环境中利用高压测验时，应有维护措施。

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