一 緒論

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人民生活的用電量日益增加，對(duì)電力的需求量越來(lái)越大，要求電網(wǎng)的安全運(yùn)行也越來(lái)越高。而作為連接各種電氣設(shè)備、傳輸和分配電能的電力電纜，已逐漸取代了架空線的位置。電纜供電的傳輸性能在城鄉(xiāng)內(nèi)比架空線既穩(wěn)定，可靠性高，且占地小，不會(huì)造成對(duì)市容的影響，也不受自然環(huán)境的制約，越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在城市電網(wǎng)中。相應(yīng)地電纜故障發(fā)生次數(shù)也在增加,對(duì)電網(wǎng)的影響也在增大。找出電力電纜故障原因,并采取相應(yīng)措施防范故障的發(fā)生,已成為當(dāng)前電業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行面臨的一個(gè)重要課題。交聯(lián)聚乙烯電力電纜作為主流產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于輸電線路和配電網(wǎng)中。截止到2010年10月，杭州電力局已投運(yùn)的220kV電壓等級(jí)交聯(lián)聚乙烯電力電纜有5km，110kV電壓等級(jí)的有50多km。全國(guó)據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，已投入運(yùn)行的110kV及以上的高壓電纜線路已經(jīng)超過(guò)1000km，最高電壓等級(jí)已達(dá)500kV。資料表明：在對(duì)全國(guó)主要城市126家電力電纜運(yùn)行維護(hù)單位10kV以上的電力電纜(總長(zhǎng)度91000km)在1997至2001年期間運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)和故障原因分析發(fā)現(xiàn)，10-220kV電力電纜的平均運(yùn)行故障率由1997年的11.3次/(百公里·年)逐年下降到2001年的5.2次/(百公里·年)，但相對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家仍高出約10倍。電力電纜線路故障率和多數(shù)電力設(shè)備一樣，投入運(yùn)行初期(1～5年內(nèi))容易發(fā)生運(yùn)行故障，主要原因是電纜及附件產(chǎn)品質(zhì)量和電纜敷設(shè)安裝質(zhì)量問(wèn)題;運(yùn)行中期(5～25年內(nèi))，電纜本體和附件基本進(jìn)入穩(wěn)定時(shí)期，線路運(yùn)行故障率較低，故障主要原因是電纜本體絕緣樹(shù)枝狀老化擊穿和附件呼吸效應(yīng)進(jìn)潮而發(fā)生沿面放電;運(yùn)行后期(25年后)，電纜本體絕緣樹(shù)枝老化、電-熱老化以及附件材料老化加劇，電力電纜運(yùn)行故障率大幅上升。

二 高壓電纜故障分類

2.1 高壓電纜的構(gòu)成

電力電纜按絕緣介質(zhì)不同大致可分為油浸紙絕緣電纜、塑料電纜、橡皮電纜、充油電纜,目前,電力系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛的是塑料電纜,它由導(dǎo)體芯線、絕緣層、半導(dǎo)電層、金屬屏蔽層、外護(hù)套層組成。

三芯交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝電力電纜

2.2 故障產(chǎn)生的原因

高壓電纜系統(tǒng)故障分類的方法很多，按照故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分類大致分為以下幾類：廠家制造原因、施工質(zhì)量原因、設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)原因、外力破壞四大類。

2.2.1 廠家制造原因

廠家制造原因根據(jù)發(fā)生部位不同，又分為電纜本體原因、電纜接頭原因、電纜接地系統(tǒng)原因三類。

2.2.1.1 電纜本體原因

現(xiàn)高壓電纜制造在原材料及機(jī)器設(shè)備方面已經(jīng)成熟，且電纜在出廠前要進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)160千伏，半小時(shí)通過(guò)為合格(IEC60840要求)，所以一般電纜本體出現(xiàn)問(wèn)題的概率比較小。保證產(chǎn)品質(zhì)量不僅要有好的設(shè)備(國(guó)內(nèi)現(xiàn)在有好幾個(gè)電纜廠家設(shè)備都具有國(guó)際先進(jìn)水平)，更需要有好的技術(shù)人員、操作人員和嚴(yán)格的檢驗(yàn)控制，因?yàn)樵谏a(chǎn)過(guò)程中杜絕不合格產(chǎn)品很難，不少?gòu)S家在生產(chǎn)過(guò)程中都出現(xiàn)過(guò)不合格產(chǎn)品，但通過(guò)嚴(yán)格的檢驗(yàn)可以分析問(wèn)題，杜絕不合格產(chǎn)品流入市場(chǎng)，但如果廠家不嚴(yán)格按照規(guī)定生產(chǎn)，或者為趕工期進(jìn)行搶工，那么產(chǎn)生不合格產(chǎn)品的幾率就大大提高。一般電纜生產(chǎn)過(guò)程中容易出現(xiàn)問(wèn)題有絕緣偏心、絕緣屏蔽厚度不均勻、絕緣內(nèi)有雜質(zhì)、內(nèi)外屏蔽有突起、交聯(lián)度不均勻、電纜受潮、電纜金屬護(hù)套密封不良等，有些情況比較嚴(yán)重可能在竣工試驗(yàn)中或投運(yùn)后不久出現(xiàn)故障，大部分在電纜系統(tǒng)中以缺陷形式存在，對(duì)電纜長(zhǎng)期安全運(yùn)行造成嚴(yán)重隱患。電纜本身塑料絕緣中存有雜質(zhì)缺陷,運(yùn)行中形成電樹(shù)枝,隨運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng),放電樹(shù)枝不斷擴(kuò)大最后貫穿形成故障。因此電纜產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣,直接影響電纜的使用壽命和運(yùn)行安全可靠性。

圖為電纜絕緣擊穿

2.2.1.2 電纜接頭制造原因

高壓電纜接頭以前用繞包、模鑄型、模塑型等類型，需要現(xiàn)場(chǎng)制作的工作量大，并且因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)條件的限制和制作工藝的原因，絕緣帶層間不可避免地會(huì)有氣隙和雜質(zhì)，所以容易發(fā)生問(wèn)題。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)普遍采用的型式是組裝型和預(yù)制型。

組裝型接頭的絕緣部分分為兩部分：環(huán)氧樹(shù)脂絕緣筒和預(yù)制的應(yīng)力錐。為了保證應(yīng)力錐與環(huán)氧樹(shù)脂絕緣筒和應(yīng)力錐與電纜絕緣結(jié)合界面有足夠的壓力，以提高結(jié)合面允許的最高場(chǎng)強(qiáng)，在設(shè)計(jì)了一組用于壓緊應(yīng)力錐的彈簧壓緊裝置。預(yù)制型接頭由富有彈性的硅橡膠或三元乙丙橡膠制成。接頭集改善電場(chǎng)分布的應(yīng)力錐、導(dǎo)體屏蔽、絕緣屏蔽和接頭的主絕緣于一體，全部在工廠預(yù)制成型，由過(guò)贏配合來(lái)保證結(jié)合面的壓力;又由于硅橡膠和三元乙丙橡膠的膨脹系數(shù)接近且具有彈性，在運(yùn)行中當(dāng)負(fù)荷變化、溫度變化引起熱脹冷縮時(shí)，能自動(dòng)平衡，不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移。

電纜接頭又分為電纜終端接頭和電纜中間接頭，不管什么接頭形式，電纜接頭故障一般都出現(xiàn)在電纜絕緣屏蔽斷口處，因?yàn)檫@里是電應(yīng)力集中的部位，因制造原因?qū)е码娎|接頭故障的原因有應(yīng)力錐本體制造缺陷、絕緣填充劑問(wèn)題、密封圈漏油等原因。

2.2.2 施工質(zhì)量原因

電纜的很多故障是由于敷設(shè)安裝時(shí)造成的機(jī)械損傷或敷設(shè)后在電纜線路上施工造成的外力損傷，而直接引起的。有時(shí)雖然損傷輕微，但在幾個(gè)月甚至幾年后其損傷部位的絕緣將逐漸降低而導(dǎo)致?lián)舸Ｒ虼耸┕べ|(zhì)量導(dǎo)致高壓電纜系統(tǒng)發(fā)生故障。主要原因有以下幾個(gè)方面：一是現(xiàn)場(chǎng)條件比較差，電纜和接頭在工廠制造時(shí)環(huán)境和工藝要求都很高，而施工現(xiàn)場(chǎng)溫度、濕度、灰塵都不好控制。二是電纜接頭施工工藝要求比較高，一般要求練習(xí)三年后才能安裝110千伏及以上接頭，有些施工隊(duì)伍水平不高，只經(jīng)過(guò)幾天培訓(xùn)就開(kāi)始施工，有些地方存在盲目施工問(wèn)題，認(rèn)為電纜接頭很簡(jiǎn)單，安全系數(shù)高，不會(huì)出事。三是電纜施工過(guò)程中在絕緣表面難免會(huì)留下細(xì)小的滑痕，半導(dǎo)電顆粒和砂布上的沙粒也有可能嵌入絕緣中，另外接頭施工過(guò)程中由于絕緣暴露在空氣中，絕緣中也會(huì)吸入水分，這些都給長(zhǎng)期安全運(yùn)行留下隱患。四是安裝時(shí)沒(méi)有嚴(yán)格按照工藝施工或工藝規(guī)定沒(méi)有考慮到可能出現(xiàn)的問(wèn)題。五是竣工驗(yàn)收采用直流耐壓試驗(yàn)造成接頭內(nèi)形成反電場(chǎng)導(dǎo)致絕緣破壞。六是因密封處理不善導(dǎo)致。密封對(duì)中間接頭來(lái)說(shuō)主要是防水問(wèn)題。南方水位高，不管采用排管、直埋接頭還是溝槽電纜接頭都經(jīng)常泡在水中。北方雖然水位低，但在雨季隧道、排管的接頭井內(nèi)也經(jīng)常有積水。所以保證中間接頭的密封防水性能至關(guān)重要。因?yàn)閺膰?yán)格意義上講，塑料無(wú)法保證水分子的不侵入，所以杭州地區(qū)規(guī)定中間接頭必須采用金屬銅外殼外加防水殼并灌注密封膠的密封結(jié)構(gòu)，這樣有效的保證了接頭的密封防水性能。

因施工質(zhì)量原因造成的嚴(yán)重缺陷一般在投運(yùn)前的竣工試驗(yàn)時(shí)或投運(yùn)后一兩年內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)故障，而一些小的問(wèn)題可能就成為長(zhǎng)期運(yùn)行的隱患。采用專業(yè)的施工隊(duì)伍和加強(qiáng)接頭安裝人員的技術(shù)水平和質(zhì)量意識(shí)是減少電纜事故的重要途徑。

圖為因施工質(zhì)量引起的高壓電纜故障

在國(guó)內(nèi)好幾個(gè)地方都發(fā)現(xiàn)因交叉互聯(lián)系統(tǒng)接線錯(cuò)誤導(dǎo)致的電纜護(hù)層感應(yīng)電流上升的情況，因?yàn)楝F(xiàn)在變電站接地電阻一般很小，而電纜載流量越來(lái)越大，所以交叉互聯(lián)系統(tǒng)接線錯(cuò)誤導(dǎo)致的電纜護(hù)層感應(yīng)電流相當(dāng)大，金屬護(hù)套內(nèi)感應(yīng)電流達(dá)到300多安培，導(dǎo)致終端尾管接地點(diǎn)發(fā)熱。

至于在電纜敷設(shè)過(guò)程中側(cè)壓力超過(guò)要求、電纜彎曲半徑過(guò)小、刮傷外護(hù)套等情況經(jīng)常遇到，接頭制作過(guò)程中電纜處理粗糙電纜表面有剝削絕緣屏蔽時(shí)留下的刀痕、電纜未加熱調(diào)直、絕緣屏蔽末端有凹坑等情況也時(shí)有發(fā)生，這些對(duì)電纜系統(tǒng)長(zhǎng)期安全運(yùn)行危害很大，甚至導(dǎo)致電纜系統(tǒng)在一兩年內(nèi)出現(xiàn)故障。

2.2.3 外力破壞

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，各地外力破壞事故不斷增加，一般直埋電纜因?yàn)闆](méi)有保護(hù)所以容易遭受外力破壞，電纜溝槽和隧道內(nèi)的電纜相對(duì)不容易受到外力破壞。關(guān)于直埋電纜被外力破壞的事例很多，大部分情況是被挖斷，有時(shí)候也會(huì)因?yàn)榈貙酉孪輰?dǎo)致電纜受到過(guò)大的拉力導(dǎo)致?lián)舸┦鹿省Ｗ罱鼛啄?，銅價(jià)一路暴漲，銅成了緊俏貨，一些不法分子也盯上野外那些電力電纜，造成破壞事故不斷增加。

三 高壓電纜故障的種類與判斷

3.1 高壓電纜故障類型

無(wú)論是高壓電纜或低壓電纜，在施工安裝、運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常因短路、過(guò)負(fù)荷運(yùn)行、絕緣老化或外力作用等原因造成故障。我們可以按其故障點(diǎn)電纜絕緣損壞的程度進(jìn)行分析。主要分為低電阻故障、高電阻故障、三相短路故障、斷線故障和閃絡(luò)性故障這幾種類型。通常在故障測(cè)尋前500V～2500V搖表進(jìn)行確定。

3.1.1 低阻故障：故障點(diǎn)絕緣阻值下降至該電纜的特性阻抗，甚至支路電阻值等于零，電纜就呈現(xiàn)低阻故障;

3.1.2 開(kāi)路故障：電纜的絕緣電阻值為無(wú)限大或雖與正常電纜的絕緣電阻值相同，但電壓卻不能饋送到用電設(shè)備，電纜就呈現(xiàn)開(kāi)路故障;

3.1.3 高阻故障：電力電纜運(yùn)行中發(fā)生故障，故障點(diǎn)的直流電阻等于該斷路的特征阻抗，電纜就會(huì)呈現(xiàn)高阻故障;

3.1.4 高阻泄漏：進(jìn)行斷路(開(kāi)路)高壓試驗(yàn)時(shí)，泄漏電流隨試驗(yàn)電壓的增高而增大，在試驗(yàn)電壓升到額定值時(shí)，泄漏電流超過(guò)允許值，造成高阻泄漏;

3.1.5 閃絡(luò)性故障：在進(jìn)行斷路(開(kāi)路)試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)電壓升到某一數(shù)值，泄漏電流的測(cè)試儀表指示突然升高，表針呈閃絡(luò)性擺動(dòng);而電壓指示儀表指示值稍呈下降時(shí)，此現(xiàn)象消失，但電纜絕緣仍有極高的阻值。這異常現(xiàn)象表明電纜存在故障，電纜的絕緣某點(diǎn)有缺陷，而故障點(diǎn)沒(méi)有造成電阻通路，只有放電間隙或閃絡(luò)表面的故障。

3.2高壓電纜故障的判斷方法

確定電纜故障類型的方法是用兆歐表在線路一端測(cè)量各相的絕緣電阻。一般根據(jù)以下情況確定故障類型：

3.2.1 當(dāng)搖測(cè)電纜一芯或幾芯對(duì)地絕緣電阻，或芯與芯之間絕緣電阻低于100Ω時(shí)，為低電阻接地或短路故障。

3.2.2 當(dāng)搖測(cè)電纜一芯或幾芯對(duì)地絕緣電阻，或芯與芯之間絕緣電阻低于正常值很多，但高于100Ω時(shí)，為高電阻接地故障。

3.2.3 當(dāng)搖測(cè)電纜一芯或幾芯對(duì)地絕緣電阻較高或正常，應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)體連續(xù)性試驗(yàn)，檢查是否有斷線，若有即為斷線故障。

3.2.4 當(dāng)搖測(cè)電纜有一芯或幾芯導(dǎo)體不連續(xù)，且經(jīng)電阻接地時(shí)，為斷線并接地故障。

3.2.5 閃絡(luò)性故障多發(fā)生于預(yù)防性耐壓試驗(yàn)，發(fā)生部位大多在電纜終端和中間接頭。閃絡(luò)有時(shí)會(huì)連續(xù)多次發(fā)生，每次間隔幾秒至幾分鐘。

四 高壓電纜故障的測(cè)尋

根據(jù)以上分析，電纜發(fā)生故障的情況比較復(fù)雜。為了縮短檢修的時(shí)間，不致影響正常的供電，必須采取快速有效的測(cè)尋方法，才能更快更準(zhǔn)確地將故障點(diǎn)查找出來(lái)并進(jìn)行搶修。故障類型確定后，查找故障點(diǎn)并不是一件容易的事情，下面介紹幾種查找故障點(diǎn)的方法，供參考。

4.1電橋法

電橋法就是用雙臂電橋測(cè)出電纜芯線的直流電阻值，再準(zhǔn)確測(cè)量電纜實(shí)際長(zhǎng)度，按照電纜長(zhǎng)度與電阻的正比例關(guān)系，計(jì)算出故障點(diǎn)。該方法對(duì)于電纜芯線間直接短路或短路點(diǎn)接觸電阻小于1Ω的故障，判斷誤差一般不大于3m，對(duì)于故障點(diǎn)接觸電阻大于1Ω的故障，可采用加高電壓燒穿的方法使電阻降至1Ω以下，再按此方法測(cè)量。

4.2脈沖法

脈沖法是應(yīng)用脈沖波技術(shù)進(jìn)行電纜故障測(cè)距的方法。其中又分為低壓脈沖反射法、直流高壓閃絡(luò)測(cè)試法、沖擊高壓閃絡(luò)測(cè)試法三種。

4.2.1 低壓脈沖法工作原理為，在測(cè)試端注入一低壓脈沖波，脈沖波沿電纜傳播到故障點(diǎn)產(chǎn)生反射再回送到測(cè)試儀器，一起記錄了發(fā)射波脈沖波與反射脈沖波的時(shí)間間隔Δt，已知脈沖波在電纜中傳播速度V，即可計(jì)算出故障點(diǎn)距離。

V-電波在電纜中的傳播速度

t-發(fā)射脈沖與反射回波間的時(shí)間差

波速度V與電纜絕緣介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)的開(kāi)方成反比。與電纜的芯線材料和截面積無(wú)關(guān)。即是說(shuō)，同一種和同一根電纜上，其波速度是不變的。

經(jīng)測(cè)量知：油紙電纜約 v=160米/微秒

交聯(lián)聚乙烯電纜約 v=170米/微秒

塑料電纜約 v=184米/微秒

橡套電纜約 v=100米/微秒

低壓脈沖測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)波形

4.2.2 直流高壓閃絡(luò)法使用于閃絡(luò)性故障，即故障點(diǎn)沒(méi)有形成電阻通道(或電阻值極高)但電壓升高到一定值時(shí)就會(huì)產(chǎn)生閃絡(luò)現(xiàn)象。

工作原理：給故障電纜加直流負(fù)高壓，當(dāng)電壓升高到一定值時(shí)，故障點(diǎn)產(chǎn)生閃絡(luò)，閃測(cè)儀即顯示出測(cè)量端的波形，如圖4.2.2所示。故障距離為波形的起始點(diǎn)T0到下降處拐點(diǎn)T1的實(shí)際時(shí)間間隔所對(duì)應(yīng)的距離。

(a)探測(cè)故障 (b)波形

圖4.2.2 直流高壓閃絡(luò)法探測(cè)故障及測(cè)量端的波形

在實(shí)際中，電纜的閃絡(luò)性故障是極普遍的，凡是預(yù)試擊穿的電纜幾乎都有閃絡(luò)過(guò)程，運(yùn)行擊穿的電纜故障，約半數(shù)也有閃絡(luò)過(guò)程。在對(duì)故障電纜進(jìn)行直接加壓時(shí)，電纜閃絡(luò)過(guò)程長(zhǎng)短不一，有些故障只閃絡(luò)幾次就形成穩(wěn)定的通道，不再閃絡(luò)，故在發(fā)現(xiàn)電纜有閃絡(luò)過(guò)程，應(yīng)抓緊時(shí)機(jī)，珍惜這樣的現(xiàn)象進(jìn)行測(cè)試。由于直閃法比沖閃法波形好精度高，故盡可能使用直閃法測(cè)量。

4.2.3 沖擊高壓閃絡(luò)法分為電阻和電感沖閃兩種。對(duì)于前者，因電阻在線路中的分壓作用，使得實(shí)際加到故障電纜上的電壓偏低，故對(duì)放電不利，特別是對(duì)于那些有較高阻值的故障更難以放電，因此存在一定的局限性，通常采用后者。電感沖閃法的優(yōu)點(diǎn)在于幾乎能適應(yīng)任何類型的故障。大量事實(shí)證明，電感沖閃法是對(duì)付那些被人們用別的方法測(cè)不出來(lái)，而被稱之為最頑固的故障的最強(qiáng)有力手段，所以把電感沖閃法作為最主要的測(cè)試方法。沖擊直流高壓電感測(cè)量法(簡(jiǎn)稱沖閃法)的測(cè)量線路如圖 3(a)所示。當(dāng)電源接通后，首先由直流高壓給貯能電容C充電，當(dāng)電容上的電壓高到一定幅值時(shí)，球隙Q被擊穿放電，在t0時(shí)刻瞬間負(fù)高壓加到電纜故障相，并傳向故障點(diǎn)，繼而故障點(diǎn)閃絡(luò)放電。故障點(diǎn)放電時(shí)的短路電弧使沿電纜送去的電壓波反射回去，從而在測(cè)量端和故障點(diǎn)之間產(chǎn)生如圖4.2.3(b)所示的波形，圖中尖脈沖是由于電感L的微分作用所致。這一波形通過(guò)R1、R2電阻分壓后加到儀器上。

(a)沖閃法測(cè)量故障 (b)沖閃法測(cè)量波形

圖4.2.3 沖閃法測(cè)量故障及波形

沖閃法主要用于測(cè)量泄漏性高阻故障，也可測(cè)量閃絡(luò)性高阻故障。應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)判斷出故障點(diǎn)的粗略范圍后，還需設(shè)法精確定點(diǎn)，目前采用的方法主要是聲測(cè)定點(diǎn)法。

4.3故障點(diǎn)燒穿法

應(yīng)用于高阻故障，設(shè)備通過(guò)輸出直流負(fù)高壓，對(duì)高阻故障點(diǎn)進(jìn)行處理，使故障點(diǎn)產(chǎn)生電弧放電并碳化絕緣介質(zhì)，因碳化連接點(diǎn)是低電阻的，使高阻故障變成低阻故障，再應(yīng)用低壓脈沖反射法就可測(cè)出。。采用故障點(diǎn)燒穿法的缺點(diǎn)是燒穿時(shí)間長(zhǎng)，耗人力，容易形成金屬性短路，為探定故障點(diǎn)造成困難。故障點(diǎn)電阻恢復(fù)，還得進(jìn)行第二次燒穿，所以一般不采用這種方法。

所以目前最為流行測(cè)試方法是閃測(cè)法，它包括沖閃和直閃，最常用的是沖閃法。沖閃測(cè)試精度較高，操作簡(jiǎn)單，對(duì)人的身體安全可靠。其設(shè)備主要由兩部分組成，即高壓發(fā)生裝置和電流脈沖儀。高壓發(fā)生裝置是用來(lái)產(chǎn)生直流高壓或沖擊高壓，施加于故障電纜上，迫使故障點(diǎn)放電而產(chǎn)生反射信號(hào)。電流脈沖儀是用來(lái)拾取反射信號(hào)測(cè)量故障距離或直接用低壓脈沖測(cè)量開(kāi)路、短路或低阻故障。

4.3.1 當(dāng)故障點(diǎn)電阻等于無(wú)窮大時(shí)，用低壓脈沖法測(cè)量容易找到斷路故障，一般來(lái)說(shuō)，純粹性斷路故障不常見(jiàn)到，通常斷路故障為相對(duì)地或相間高阻故障或者相對(duì)地或相間低阻故障并存。

4.3.2 當(dāng)故障點(diǎn)電阻等于零時(shí)，用低壓脈沖法測(cè)量短路故障容易找到，但實(shí)際工作中遇到這種故障很少。

4.3.3 當(dāng)故障點(diǎn)電阻大于零小于100Ω時(shí)，用低壓脈沖法測(cè)量容易找到低阻故障。

4.3.4 閃絡(luò)故障可用直閃法測(cè)量，這種故障一般存在于接頭內(nèi)部，故障點(diǎn)電阻大于100Ω，但數(shù)值變化較大，每次測(cè)量不確定。

4.3.5 高阻故障可用沖閃法測(cè)量，故障點(diǎn)電阻大于100Ω且數(shù)值確定。一般當(dāng)測(cè)試電流大于15mA，測(cè)試波形具有重復(fù)性以及可以相重疊，同時(shí)一個(gè)波形有一個(gè)發(fā)射、三個(gè)反射且脈沖幅度逐漸減弱時(shí)，所測(cè)的距離為故障點(diǎn)到電纜測(cè)試端的距離;否則為故障點(diǎn)到電纜測(cè)試對(duì)端的距離。

4.4 電纜故障點(diǎn)的精確定點(diǎn)

一般是在閃測(cè)儀粗測(cè)后，已確定大概的距離，并且電纜路徑已探測(cè)完畢的基礎(chǔ)上進(jìn)行的.一方面在電纜上加沖擊高壓使其閃絡(luò)放電，另一方面用定點(diǎn)儀的探頭在概略估計(jì)的故障位置上沿電纜路徑測(cè)聽(tīng).在聽(tīng)到故障點(diǎn)放電后還要沿電纜路徑尋測(cè)最大發(fā)聲處.只要照到最響點(diǎn)，一般就是故障點(diǎn).其接線如圖4.3

沖擊放電聲測(cè)法接線原理圖4.3

當(dāng)電容器C充電到一定電壓值時(shí)，球間隙對(duì)電纜故障芯線放電，在故障處電纜芯線對(duì)絕緣層放電產(chǎn)生“滋、滋”的火花放電聲，對(duì)于明敷設(shè)電纜憑聽(tīng)覺(jué)可直接查找，若為地埋電纜，則首先要確定并標(biāo)明電纜走向，再在雜噪聲音最小的時(shí)候，借助耳聾助聽(tīng)器或醫(yī)用聽(tīng)診器等音頻放大設(shè)備進(jìn)行查找。查找時(shí)，將拾音器貼近地面，沿電纜走向慢慢移動(dòng)，當(dāng)聽(tīng)到“滋、滋 ”放電聲最大時(shí)，該處即為故障點(diǎn)。使用該方法一定要注意安全，在試驗(yàn)設(shè)備端和電纜末端應(yīng)設(shè)專人監(jiān)視。

五 預(yù)防措施

高壓電纜的有些事故是因?yàn)殡妶?chǎng)內(nèi)存在尖端、毛刺、雜質(zhì)或水分，事故發(fā)生后這些產(chǎn)生事故的原因都遭到破壞，造成不少事故無(wú)法定論。我們只能從一些表面現(xiàn)象去分析造成事故的可能原因。通過(guò)分析事故可以提高制造廠家的制造水平、施工單位的施工水平、設(shè)計(jì)部門(mén)的設(shè)計(jì)水平以及運(yùn)行管理部門(mén)的運(yùn)行管理水平。因?yàn)楦邏航宦?lián)電纜在國(guó)內(nèi)起步比較晚，最早投運(yùn)時(shí)間是1988年，運(yùn)行時(shí)間才16年，絕大部分都是在1996年以后投運(yùn)的，運(yùn)行時(shí)間不到8年。按照交聯(lián)電纜運(yùn)行壽命30年考慮并結(jié)合國(guó)外的一些運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)的高壓交聯(lián)電纜還沒(méi)有進(jìn)入事故高發(fā)期，現(xiàn)在發(fā)生的事故很少是因?yàn)殚L(zhǎng)期運(yùn)行老化導(dǎo)致的，在制造和安裝過(guò)程中的一些小缺陷還大量留存在電纜系統(tǒng)中。為保障電網(wǎng)安全，保證電纜系統(tǒng)安全運(yùn)行，筆者認(rèn)為應(yīng)采取以下預(yù)防措施：

5.1 加強(qiáng)電纜質(zhì)量檢驗(yàn)工作

提高電纜制造質(zhì)量，采取派人在廠家監(jiān)造的措施，在監(jiān)造過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了不少問(wèn)題，收到良好效果。也可以執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)接頭前電纜質(zhì)量檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了不少問(wèn)題，但這一措施也有局限性，就是現(xiàn)場(chǎng)只能進(jìn)行外觀檢驗(yàn)，無(wú)法了解絕緣內(nèi)部情況。為此，一些地區(qū)如北京地區(qū)現(xiàn)在采用定期對(duì)電纜進(jìn)行抽樣，送武高所或上纜所進(jìn)行檢驗(yàn)的方式，以確保電纜質(zhì)量。同時(shí)電纜生產(chǎn)廠家也應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量管理，提高質(zhì)量意識(shí)，嚴(yán)格出廠前的試驗(yàn)和檢驗(yàn)工作，杜絕不合格產(chǎn)品流入市場(chǎng)。

5.2提高電纜安裝質(zhì)量 信息來(lái)自

提高電纜安裝質(zhì)量首先要高度重視這一問(wèn)題，采用專業(yè)的施工隊(duì)伍和加強(qiáng)接頭安裝人員的技術(shù)水平和質(zhì)量意識(shí)嚴(yán)格按照安裝工藝施工是減少電纜事故的重要途徑。在電纜敷設(shè)時(shí)采用牽引方式應(yīng)防止轉(zhuǎn)彎處的側(cè)壓力過(guò)高，接頭安裝時(shí)應(yīng)注意采用好的工藝措施保證安裝水平，在施工中總結(jié)提高。

5.3 預(yù)防性試驗(yàn)

電力電纜在運(yùn)行中不但長(zhǎng)期承受電網(wǎng)電壓，而且還會(huì)經(jīng)常遇到各種過(guò)電壓，如操作過(guò)電壓、雷擊過(guò)電壓、故障過(guò)電壓等。預(yù)防性試驗(yàn)可以提前發(fā)現(xiàn)電力電纜的某些缺陷，它是保證電纜安全運(yùn)行的重要措施之一。根據(jù)中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定，交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜預(yù)防性試驗(yàn)需作如下試驗(yàn)項(xiàng)目。

5.3.1 電纜主絕緣絕緣電阻：用2500伏或5000伏兆歐表測(cè)量，讀取1分鐘以后的數(shù)據(jù)，對(duì)于三芯電纜，當(dāng)測(cè)量一根芯的絕緣電阻時(shí)，應(yīng)將其余二芯和電纜外皮一起接地。運(yùn)行中的電纜要充分放電后測(cè)量，每次測(cè)量完都要采用絕緣工具進(jìn)行放電，以防止電擊。絕緣電阻數(shù)值自行規(guī)定。試驗(yàn)周期：重要電纜1年，一般電纜3年。

5.3.2 電纜外護(hù)套絕緣電阻：就是測(cè)量鋼鎧對(duì)地的絕緣電阻值，它主要檢查支埋電纜的外護(hù)套有無(wú)破損。采用500伏兆歐表測(cè)量。當(dāng)每千米的絕緣電阻低于0.5兆時(shí)。試驗(yàn)周期：重要電纜1年，一般電纜3年。

5.3.3 電纜內(nèi)襯層絕緣電阻：就是測(cè)量銅屏蔽層對(duì)鋼鎧的絕緣電阻值，它主要檢查內(nèi)襯層有無(wú)破損，采用500伏兆歐表測(cè)量。當(dāng)每千米絕緣電阻低于0.5兆歐時(shí)。試驗(yàn)周期：重要電纜1年，一般電纜3年。

5.3.4 銅屏蔽層電阻和導(dǎo)體電阻比：用雙臂電橋測(cè)量在相同溫度下的銅屏蔽層和導(dǎo)體的電阻。當(dāng)銅屏蔽層電阻與導(dǎo)體的電阻之比數(shù)據(jù)與投運(yùn)前數(shù)據(jù)增加時(shí)，表明銅屏蔽層的電阻增大，銅屏蔽層有可能被腐蝕;當(dāng)該比值與投運(yùn)前相比減少時(shí)，表明導(dǎo)體連接點(diǎn)的接觸電阻有增加的可能。試驗(yàn)周期：投運(yùn)前，新作終端或中間接頭后。

5.3.5 電纜主絕緣直流耐壓試驗(yàn)：電纜試驗(yàn)電壓按表一規(guī)定，加壓時(shí)間5分鐘，不擊穿。耐壓5分鐘的泄漏電流不應(yīng)大于耐壓1分鐘的泄漏電流。試驗(yàn)周期：新作終端或中間接頭后

XLPE電纜在直流電壓下會(huì)產(chǎn)生“記憶”效應(yīng)，存儲(chǔ)積累單極性殘余電荷。一旦有了由于直流耐壓試驗(yàn)引起的“記憶性”，需要很長(zhǎng)時(shí)間才能將這種直流偏壓釋放。電纜如果在直流殘余電荷未完全釋放之前投入運(yùn)行，直流偏壓便會(huì)疊加在工頻電壓峰值上，使得電纜上的電壓值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其額定電壓，從而有可能導(dǎo)致電纜絕緣擊穿。直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，會(huì)有電子注入到聚合物介質(zhì)內(nèi)部，形成空間電荷，使該處的電場(chǎng)強(qiáng)度降低，從而難于發(fā)生擊穿。XLPE電纜的半導(dǎo)體凸出處和污穢點(diǎn)等處容易產(chǎn)生空間電荷。但如果在試驗(yàn)時(shí)電纜終端頭發(fā)生表面閃絡(luò)或電纜附件擊穿，會(huì)造成電纜芯線上產(chǎn)生波振蕩，在已積聚空間電荷的地點(diǎn)，由于振蕩電壓極性迅速改變?yōu)楫悩O性，使該處電場(chǎng)強(qiáng)度顯著增大，可能損壞絕緣，造成多點(diǎn)擊穿。XLPE電纜致命的一個(gè)弱點(diǎn)是絕緣內(nèi)易產(chǎn)生水樹(shù)枝，一旦產(chǎn)生水樹(shù)枝，在直流電壓下會(huì)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌?shù)枝，并形成放電，加速了絕緣劣化，以致于運(yùn)行后在工頻電壓作用下形成擊穿。而單純的水樹(shù)枝在交流工作電壓下還能保持相當(dāng)?shù)哪蛪褐?，并能保持一段時(shí)間。實(shí)踐也表明，直流耐壓試驗(yàn)不能有效發(fā)現(xiàn)交流電壓作用下的某些缺陷，如在電纜附件內(nèi)，絕緣若有機(jī)械損傷或應(yīng)力錐放錯(cuò)等缺陷。在交流電壓下絕緣最易發(fā)生擊穿的地點(diǎn)，在直流電壓下往往不能擊穿。直流電壓下絕緣擊穿處往往發(fā)生在交流工作條件下絕緣平時(shí)不發(fā)生擊穿的地點(diǎn)。在對(duì)交聯(lián)電纜做竣工試驗(yàn)時(shí)避免采用直流耐壓，首先推薦2.0U0，1小時(shí)交流耐壓試驗(yàn)，如果沒(méi)有相應(yīng)設(shè)備也可以采用24小時(shí)空載運(yùn)行的方式。油紙絕緣電力電纜和不滴流油紙絕緣電力電纜、自容式充油電纜，還是要進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)的。

5.4提高設(shè)計(jì)圖紙深度

設(shè)計(jì)是施工的指導(dǎo)，設(shè)計(jì)水平的提高是電纜工程水平提高的關(guān)鍵，各地設(shè)計(jì)單位要加強(qiáng)交流和學(xué)習(xí)，充分考慮在長(zhǎng)期安全運(yùn)行中電纜系統(tǒng)可能遇到的情況，為保證電纜系統(tǒng)長(zhǎng)期安全運(yùn)行努力。

5.5 加大運(yùn)行監(jiān)測(cè)力度

很多人認(rèn)為電纜系統(tǒng)可以免維護(hù)，這種觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。以前因?yàn)闆](méi)有好的監(jiān)測(cè)手段，電纜運(yùn)行部門(mén)只能加強(qiáng)巡視，現(xiàn)在紅外線測(cè)溫在一些地方開(kāi)始使用，一些地方還在接頭部位安裝了溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，局部放電技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用階段。各地運(yùn)行部門(mén)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況開(kāi)發(fā)或采用相應(yīng)的檢測(cè)手段，做到提前預(yù)防。信息來(lái)自

六 小結(jié)：

隨著電力、能源行業(yè)的發(fā)展，各種電纜越來(lái)越多地運(yùn)用到生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，而且一般都埋入地下或進(jìn)入電纜溝敷設(shè)，當(dāng)電纜發(fā)生故障后，如何快速準(zhǔn)確的查找故障點(diǎn)，盡快恢復(fù)供電，是長(zhǎng)期困擾我們的難題。針對(duì)這個(gè)難題，平時(shí)應(yīng)多觀察，多學(xué)習(xí)、多積累經(jīng)驗(yàn)，以促進(jìn)實(shí)際工作的查尋效率。在提高電纜故障測(cè)試技術(shù)水平的提高，還要不斷引進(jìn)新技術(shù)、新設(shè)備，如利用電纜故障測(cè)試儀等系列高智能電纜故障閃測(cè)儀對(duì)故障點(diǎn)的精確定位。這些設(shè)備可以使其測(cè)量誤差控制在幾十厘米以內(nèi)，直接找到故障點(diǎn)進(jìn)行處理，提高了故障測(cè)尋的效率。從而節(jié)省人力物力，縮短處理電纜事故的時(shí)間，創(chuàng)造較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

1、《電力試驗(yàn)用串聯(lián)諧振技術(shù)》，

2、《高壓交聯(lián)電纜現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)》

3、《電力電纜運(yùn)行規(guī)程》

4、GB 50217-1994《 電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》

5、GB 50168-1992 《電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》

6、GB/T 11017-2002 額定電壓110kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜及其附件

7、GB/Z 18890-2002 額定電壓220kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜及其附件

8、GB50217-94 電纜敷設(shè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

9、《電力電纜線路交接和預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》

10、《電力電纜施工技術(shù)》

11、解廣潤(rùn).電力系統(tǒng)過(guò)電壓[M].北京：水利電力出版社，1994.

12、韓伯鋒.電纜故障閃測(cè)原理與電纜故障測(cè)量[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1993.