(已结束)电源电器擂台第四十七期－－如何检查并确定直埋电缆的故障的位置？ 点击：2801 | 回复：16
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一：直埋电缆故障归类：
1：整条电缆被烧断或个别相被烧断，此类故障造成电缆在故障点处损坏严重。
2：电缆各相都短路，同样，此类故障造成电缆在故障点损坏也很严重。
3：电缆只有一相对地短路，故障点损伤较轻但表露明显。
4：电缆相间短路，外表看不出痕迹，此类故障一般是由于电缆质量造成的。
二：故障点处理：
1）对于1、2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。只须手执接收机沿测出的路径走上一遍，既可确定故障点。
2）对于3故障：由于电缆在故障点损毁较轻，发射机发出的信号在此泄露较少，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的大概距离，再用定位仪也很方便。
3）对于4故障：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的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，或用定位仪，在这一段范围采用射频定位，也可确定故障点。
1、如何判别电缆故障类型？
答：正确判断电缆故障类型是找故障的首要环节，需要的仪表为一只高阻计（摇表）和一只万用表。具体步骤分为两步：第一步：测量相对地绝缘电阻和相间绝缘电阻，辨认电缆故障相；第二步：检查电缆导体有无断线。（1）测量相对地绝缘电阻和相间绝缘电阻时，先用高阻计（摇表）分别测量A对地、B对地、C对地、 AB、BC、CA之间的绝缘电阻，找出绝缘电阻数值不合格的相。如高阻计（摇表）测得数值为0M欧姆，则换用万用表复测。（2）做导体连通性试验，检查电缆导体有无断线时，先将远端三相导体之间短路并悬空，在近端用万用表测量相间导体回路电阻，如都为零欧姆则没有线芯断线故障；如有为零的数值，则同时存在断线故障。
2电缆故障分类
可根据电缆发生的位置分为电缆主绝缘故障和电缆外护套故障。在电缆主绝缘故障的基础上，进一步分为：低阻接地故障、低阻短路故障、断线故障、高阻接地故障、高阻短路故障、闪络型故障、泄露型故障、间歇型故障等。
3、 电缆故障检测与定位的程序是什么
第一步：判断电缆故障性质；该步骤需要高阻计和万用表各一只。
第二步：预定位；粗略测出电缆故障点的距离，该步骤需要高压电桥、脉冲反射仪或高压波反射法仪器（如S32系统）。
第三步：电缆路径定位；对走向不清楚的电缆路径进行探测，该步骤需要管线定位仪。
第四步：精确定点；根据预定位结果，结合电缆路径，精确确定电缆故障点的位置，最终得出故障点的具体地点，允许误差在0.1米。该步骤需要声磁时间差法、跨步电压法或最小扭曲法精确定点仪。
1 直埋故障电缆路径的确定
1）直接式
将1～15 kHz 音频信号发生器的输出端子直接 接到待测电缆的一端,可连在电缆的相间,也可连到相与地之间,图1 是直接法测寻电缆路径的接线图。 注意:必须根据电缆埋设深度、周围电磁干扰、电缆 长短和土质等实际情况,选定音频信号发生器输出
电流的大小,一般15 kHz路径仪输出电流为1～2 A ,l kHz 音频发生器输出为5～10 A。
2 ）耦合式
将信号发生器的输出线圈绕在电缆的钢带上, 匝数选5～7 圈,通过耦合线圈向电缆发射信号电 流,电缆此时相当于一等效电感,其所感应的信号电 流将发出电磁波。这种方法操作时电缆可带电,但 测寻距离较短,根据实测,埋深0. 7 m 的电缆, 能探测的最远距离约为l km 左右。耦合式测寻电缆路 径接线如图2 所示。
2 直埋电缆故障点的精测( 定点）
在电缆故障点精测之前,先用电缆探伤仪或闪 测仪测出故障点到电缆任一端的距离。 电缆故障点的精测(定点) 方法主要有2 种,一 种是声测法,另一种是音频感应法。高阻故障一般 采用声测法定点,低阻故障主要用音频感应法定点。
1）声测法
声测法定位如图3 所示。
电源电压经变压器SB 升为高压,经Z 整流变为直流高压,通过电阻R 给电容器C 充电,当电容器上电压足够高时使球隙击穿,将电压加在故障点上, 使故障点击穿产生火花放电,引起电磁波幅射和机械的音频振动。其原理就是利用放电的机械效应, 在地面用声波接收器探头拾取震波,根据震波强弱 判定故障点。
用声测法探测故障点,其灵敏度一与拾音设备的灵敏度和抗外界杂音干扰性能有关,二与球间隙对故障电缆放电时,故障点能否形成火花放电有关。 火花放电的形成主要取决于故障点电阻、充电电容器容量、电压的高低以及电压沿缆芯的衰减情况。 通常选用1～10μF 电容,对6～10 kV 电缆,球隙放 电电压调到20～30 kV ,对于35 kV 电缆可调到30～ 35 kV ,放电时间间隔以3～5 s 为宜。
2）音频电流感应法
主要用于探测故障电阻小于10 Ω的低阻故障。 探测时用l kHz 的音频信号发生器向待测电缆通音频电流,在地面上用探头沿待测电缆路径接收电缆发出的电磁波信号,并送入放大器放大。再将 放大后的信号送入耳机或指示仪表,根据耳机中声 响的强弱或仪表值的大小定出故障点的位置。在故障点,耳机中音频信号声响最强。当探头从故障点前移1～2 m 时,音频信号中断,则音频信号最强处为故障点。 用音频电流感应法探测两相短路或两相短路并接地故障、三相短路或三相短路并接地故障,效果较
好。测寻到的故障点位置,其绝对误差能控制在1 ～2 m 范围内。
①相间短路(两相或三相短路) 故障的测寻
向短路缆芯通以音频电流,在地面上用接收线 圈(电感式) 接收信号,并将其送入接收机放大,用耳 机听信号的变化,直到信号中断。然后在信号最强 与信号中断点之间仔细收听信号的变化情况,以准 确确定实际故障点的位置。 经验证明,用音频电流感应法测寻相间短路及相间短路接地故障点位置是比较灵敏的。
②单相接地故障的测寻
测寻单相接地故障点位置时,应将音频信号发 生器接在故障相与地之间。相地之间通入音频电流 I ,此时,音频电流经故障点(故障电阻R) 、铅皮(地) 后分成2 路。一路Ie 由故障点直接返回测试端,另 一路I′e 经由铅皮流向故障电缆另一端,在I′e 流向另一端的过程中,沿线铅皮接地电阻、大地返回测试 端。因此,用音频电流感应法探测单相接地故障点位置较为困难些。
③ 一相、两相或三相断线故障的测寻
在测试端接1 kHz 音频信号发生器,电缆另一端所有芯线连同铅皮全部短接在一起并接地。信号发生器输出端的接线视电缆断线情况而定。当一相 或两相断线时,将信号发生器的一个输出端接至断线的一相或两相,另一端则应接在非断开的两相或一相的线芯上。若三相断线,则将信号发生器的一个输出端接至断线的3 条芯线上,另一端接地。此时接通电源,开启信号发生器。开机前“阻抗匹配” 旋钮应置于高阻档。用接收机电容探头接收电信号 的强弱变化。在故障点前,接收到的信号较强,故障 点处信号最强。
在工作中偶经常遇到电缆的问题，这些问题大部分是由于电缆本身的绝缘损坏老化或者中间接头出现接触不良、短路、断路现象，偶们没有很好的办法要查找故障点基本上是最笨的办法沿着线路寻找，如果是短路、断路、接触不良现象这个大多数是线缆接头的问题，由于做接头时已经预料会出现问题因此大多数是在比较容易找的地方比如线缆桥架、穿线管弯头、防爆软管处，处理起来还算顺利，如果故障是线缆的绝缘损坏形成对地短路现象查找就比较困难，基本思路就是从中间用锋利的刀子割破小口按段来测试对地电阻，过后在包好破坏的绝缘相当费时，有时干脆换新线缆。
以上是偶对于仪表信号电缆的处理方法，由于是低压信号线缆的故障查找不会设计到高压对绝缘的要求也低，再者大部分线缆都是穿管和桥架铺设处理起来要容易。如果对于高压电缆的埋入式的故障处理要麻烦的多，这个在网上看到有好多办法和先进的仪器能够检测到故障点的位置，看到一些介绍大部分是破坏性的寻找故障点位置通过高频、高压信号冲击把故障点的电缆彻底切断在进行故障点位置测定偶感觉有点浪费。
偶的理解埋入式的电缆在电缆沟的处理上大都比较小心比如除去尖锐的杂物，填埋沙子使用专用电缆沟，所以在使用中出现电缆割断、断路现象较小，常出现故障的是因为长时间的使用电缆的绝缘老化或者损坏形成对地放电现象，这种故障偶想应该能够通过检测故障放电点周围的电位差来确定，因为在故障点出现放电的土壤中会因为电阻的不同在故障点附近形成一些列的等电位环，通过灵敏的电位器能够检测到故障点的位置，然后在开挖处理电缆故障。
第二步是找到路径（如果路径清楚这一步可以省掉）。在找到路径时﹐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1~2m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﹐当从具有定点功能设备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﹐用这种方法可以解决大部分的以油浸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设备在很长一段时间内为企业解决了不少电缆故障。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。由于各行业对所用电缆的等级﹑使用的环境﹑接线配电的方式﹑绝缘要求各不相同﹐不同电缆的电缆故障特征也有很大的不同之处。目前还主要是“冲闪法"为原理作为解决电缆故障测试的主要方法。然而﹐在有些行业用"冲闪法"去解决电缆故障﹐准确度低﹐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﹐在此我们不做详细介绍。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“冲闪法"的原理﹐解决起来也十分方便快捷。
在多年的实际工作中﹐对不同高压电缆和低压电缆的故障的分析﹐发现各有许多不同之处﹐高压电缆故障多以执行故障为主﹐且大多数是高阻故障﹐而高阻故障又分泄露和闪络两大型式﹔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千米。
‧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。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以及发生故障的实际情况等等因素的综合考虑﹐提出一种新的解决电缆故障测试定位系统问题的思路﹐该系统包括测距系统和定位系统两部分。该系统的测距功能是完全智能化﹑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﹐提供可持续的工作电源。系统的电缆故障定位功能主要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位测试。原理依据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﹐可以基本上满足低压电缆故障测试的全部条件。
另外﹐低压电缆绝缘要求较低﹐同时执行过程中电流较大﹐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品质造成。
‧第四类故障－－电缆内部短路﹐外表看不出痕迹﹐此类故障一般是由于电缆品质造成的﹐比较少见。
结合低压电缆故障定位系统中的测距功能和定位功能﹐可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 m）可直接使用故障定位设备进行故障定位﹐无须测距设备配合。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﹐用定位设备故障定位时﹐指范例围较窄﹐这时可先用测距设备测出故障点大概距离﹐再用定位设备定位也很方便。
‧第四类故障－－此类故障是目前所有电缆故障中最难测的一种故障﹐此时可用测距设备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（1~3m）﹐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）﹐或用具有定位功能的设备﹐在这一段范围采用音频定位﹐也可确定故障点。
目前﹐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﹐同时该类设备的路径功能和定点功能是分开的﹐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﹐而且该类设备的路径功能由于原理所限﹐找电缆路径时﹐很难找到电缆的准确路径﹐一般是在1~2m的宽度之间。
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。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﹐这样就会严重影响到正常供电和生产。
新思路的电缆故障定位系统从实用性出发﹐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。同时要求具体的设备仪器能够对故障﹑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﹐在传统的采用"冲闪法"确定电缆故障的基础上﹐增加电缆故障定位功能和测距功能﹐通过此原理开发出的低压电缆故障测试设备﹐会提高对高压电缆的低阻﹑断路等故障的快速定点﹐从而提高工作效率。
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