電(diàn)力電纜的(dí)故(gù)障診斷與分(fēn)析(xī)

電力電纜故(gù)障(zhàng)可分(fēn)為開(kāi)路故(gù)障，低阻故(gù)障(zhàng)和高阻故障(zhàng)三種類型(xíng)。

    若(ruò)電纜(lǎn)相間(jiān)或相(xiāng)對地(dì)的絕(jué)緣電阻(zǔ)值達(dá)到(dào)所要求(qiú)的規範值(zhí)
，但工(gōng)作(zuò)電壓不能傳(chuán)輸到終(zhōng)端(duān)
，或雖(suī)然(rán)終(zhōng)端(duān)有電壓但(dàn)負載(zǎi)能(néng)力(lì)較(jiào)差(chà)
，這類(lèi)故障稱(chēng)開(kāi)路(lù)故(gù)障。若(ruò)電纜相間或相對(duì)地(dì)的絕(jué)緣受(shòu)損(sǔn)
，其絕(jué)緣(yuán)電阻減小到一(yī)定程(chéng)度的(dí)故(gù)障稱(chēng)為低(dī)阻故障(zhàng)。相對於低(dī)阻故障
，若電纜(lǎn)相(xiāng)間(jiān)或相(xiāng)對地的故(gù)障電(diàn)阻較(jiào)大
，則(zé)稱為(wéi)高阻故(gù)障
，它包(bāo)括(kuò)泄漏性(xìng)高阻(zǔ)故障(zhàng)和閃絡性高阻故障。泄(xiè)漏性高阻故障(zhàng)是指(zhǐ)隨試(shì)驗(yàn)電(diàn)壓(yā)的(dí)升(shēng)高而泄漏電流逐漸(jiàn)增大
，且大(dà)大超過規定的泄漏值的(dí)故障。閃絡性(xìng)高阻(zǔ)故障是指(zhǐ)絕緣電阻(zǔ)值很大
，當(dāng)試驗電(diàn)壓升(shēng)高(gāo)到(dào)一(yī)定值(zhí)時(shí)
，泄漏電流(liú)突然(rán)增大(dà)的(dí)故(gù)障。

    在進(jìn)行電纜(lǎn)故(gù)障探(tàn)測(cè)時
，先(xiān)需要進行電(diàn)纜故障(zhàng)性(xìng)質判斷(duàn)
，通常(cháng)是(shì)將電纜脫離(lí)供電係統
，並按下(xià)列步驟測量：

    1.用絕(jué)緣電阻(zǔ)測(cè)試(shì)儀(yí)測(cè)量每相(xiāng)對(duì)地(dì)絕(jué)緣電阻
，如(rú)絕緣電阻指示為零
，可(kě)用(yòng)萬用表或(huò)回(huí)路電阻(zǔ)測試儀進行(háng)測(cè)量(liáng)
，以(yǐ)判斷是高(gāo)阻還是低阻接地；

    2.測(cè)量兩相之(zhī)間的(dí)絕緣電阻
，以判斷是(shì)否是(shì)相間(jiān)故障；

    3.將另一(yī)端三(sān)相短(duǎn)路
，測量其(qí)綫芯直(zhí)流電阻
，以(yǐ)判(pàn)斷(duàn)是否有開路故(gù)障。

    一，電纜故障(zhàng)探測技(jì)術
    采用(yòng)的(dí)方法(fǎ)主要(yào)為低壓(yā)脈衝(chōng)法(fǎ)和(hé)高壓(yā)閃絡(luò)法。

    低壓脈衝法可測量(liáng)電纜(lǎn)中出現的開路故障(zhàng)，相間或(huò)相對地(dì)低(dī)阻故障(zhàng)；

    高壓閃絡法可用於(yú)探測高(gāo)阻故障。

    低壓脈衝法(fǎ)測(cè)量原理(lǐ)是(shì)依(yī)據均匀(yún)傳(chuán)輸綫(xiàn)中波傳輸與反(fǎn)射(shè)的(dí)原理。將被(bèi)測(cè)電纜看作(zuò)是一均匀(yún)傳輸(shū)綫
，它(tā)每(měi)一點(diǎn)的(dí)特(tè)性阻(zǔ)抗是相等的(dí)
，當(dāng)從電(diàn)纜一(yī)端發射(shè)一低壓脈衝波時(shí)
，由於(yú)故障點(diǎn)的阻(zǔ)抗(kàng)發生(shēng)了(liǎo)變化
，電磁(cí)波(bō)傳(chuán)播(bō)到該點(diǎn)處就發生(shēng)折，反(fǎn)射(shè)現(xiàn)象(xiàng)
，反(fǎn)射(shè)電(diàn)壓(yā)Ue與入射電(diàn)壓(yā)Ui滿足關係(xì)式：



    其中：Zc為電纜的特(tè)性阻抗
，Z為電纜故(gù)障(zhàng)點的(dí)等效波(bō)阻(zǔ)抗。對於(yú)低電阻故(gù)障(zhàng)
，若故障點(diǎn)對地(dì)電(diàn)阻(zǔ)為(wéi)R
，則(zé)該點的等(děng)效波阻抗Z＝R／Zc；對於(yú)開路(lù)故(gù)障(zhàng)
，若故障電(diàn)阻為R
，則該(gāi)點的等效阻(zǔ)抗Z＝R＋Zc。

    當(dāng)-1＜β＜0時(shí)：說明(míng)低(dī)阻抗(kàng)點存在反射(shè)波
，且(qiě)反(fǎn)射(shè)波(bō)與入射波(bō)反(fǎn)極(jí)性。R愈小
，β愈(yù)大(dà)
，Ue愈大(dà)；

    當(dāng)R＝0為短路故(gù)障(zhàng)時(shí)
，β＝-1
，Ue＝-Ui：電壓波(bō)在(zài)短(duǎn)路(lù)故障點(diǎn)產(chǎn)生全反射；

    當(dāng)0＜β＜＋1時(shí)：說(shuō)明開(kāi)路故障(zhàng)點(diǎn)也存(cún)在反射波(bō)
，且反(fǎn)射(shè)波(bō)與入(rù)射波同(tóng)極性。R愈(yù)大
，β愈(yù)大
，Ue愈大；

    當R＝∞
，即為斷(duàn)綫(xiàn)故(gù)障時
，β＝＋1
，Ue＝-Ui：電(diàn)壓波(bō)在斷(duàn)綫故障點產生(shēng)開(kāi)路全(quán)反射。

    實際用儀器(qì)測(cè)量(liáng)低阻，開(kāi)路故障時
，是由機內(nèi)產生一寬(kuān)度為0.1～2?s，幅度大於(yú)120V的(dí)低壓脈(mài)衝(chōng)
，在(zài)t0時刻加到電纜(lǎn)故(gù)障(zhàng)相(xiāng)一端。此(cǐ)時脈衝以速度(dù)v向電(diàn)纜(lǎn)故障點(diǎn)傳播
，並經過同樣的時間(jiān)?t時間後到達故(gù)障(zhàng)點
，並產(chǎn)生反射(shè)脈衝
，反(fǎn)射脈衝波又(yòu)以(yǐ)同(tóng)樣(yàng)的(dí)速度v向(xiàng)測量端傳播
，並(bìng)經(jīng)過同樣(yàng)的(dí)時(shí)間?t於(yú)t1時刻到(dào)達(dá)測量端(duān)。若設故(gù)障點到(dào)測(cè)量(liáng)端的距(jù)離為L
，則有(yǒu)如下關係：

  

所以(yǐ)隻要記錄t0和(hé)t1時刻(kè)
，就可(kě)以(yǐ)測出測(cè)量端(duān)到(dào)故(gù)障(zhàng)點的(dí)距(jù)離。

    當(dāng)對電纜全長(cháng)進(jìn)行校準(zhǔn)時
，往往使電(diàn)纜終(zhōng)端(duān)開路。因(yīn)此(cǐ)
，電(diàn)纜(lǎn)全長(cháng)的(dí)校準相(xiāng)當(dāng)於(yú)電(diàn)纜(lǎn)斷(duàn)綫故障(zhàng)的測(cè)量情(qíng)況。電纜存(cún)在中間接(jiē)頭(tóu)時(shí)
，由(yóu)於(yú)接頭(tóu)處的(dí)電(diàn)纜(lǎn)形狀及(jí)其絕(jué)緣介質等的變化(huà)
，引(yǐn)起了(liǎo)該點特(tè)性阻抗的變(biàn)化。根據電(diàn)磁(cí)波傳輸理(lǐ)論
，該(gāi)點(diǎn)也存在一定的反(fǎn)射(shè)。

    對於(yú)高阻(zǔ)故障
，由(yóu)於(yú)故(gù)障點電(diàn)阻(zǔ)較大
，此點(diǎn)的(dí)反(fǎn)射係(xì)數β很小(xiǎo)或(huò)幾乎(hū)等(děng)於零(líng)
，用低壓脈(mài)衝法(fǎ)測(cè)量(liáng)時
，故障點(diǎn)的反(fǎn)射脈(mài)衝幅度很(hěn)小(xiǎo)或不(bù)存(cún)在反射(shè)
，因(yīn)而(ér)儀(yí)器(qì)分(fēn)辨不出來。這時(shí)需(xū)要用高(gāo)壓閃絡(luò)測(cè)量法進行故障(zhàng)探測(cè)。

    高壓閃絡(luò)法是由直(zhí)流(liú)高壓發生器產生一負的(dí)直流高(gāo)壓
，加到電纜故(gù)障相(xiāng)
，當(dāng)電壓高(gāo)到(dào)一(yī)定數值後(hòu)
，電纜(lǎn)故障點(diǎn)產生閃絡放電
，瞬(shùn)間(jiān)被電(diàn)弧(hú)短路(lù)
，故(gù)障點(diǎn)便(biàn)產生一(yī)跳變電壓波(bō)在(zài)故(gù)障(zhàng)點與測量端之(zhī)間(jiān)來回傳(chuán)輸
，這時隻(zhī)要測量(liáng)波兩次經過某一端的(dí)時(shí)間差即可(kě)求(qiú)出(chū)故(gù)障點的距(jù)離。

    用於擊穿高(gāo)阻故障點的(dí)電源(yuán)也可以是衝擊高壓。在(zài)用(yòng)衝(chōng)擊(jī)放電(diàn)進行高阻(zǔ)探測時
，應(yīng)特(tè)別(bié)注意(yì)電(diàn)纜的耐壓等級(jí)
，所(suǒ)選(xuǎn)用的衝擊(jī)電(diàn)壓的幅(fú)值(zhí)應(yīng)不(bù)超(chāo)過正常運行(háng)電壓(yā)的(dí)3.5倍(bèi)。

    二，電纜故障定(dìng)位(wèi)技(jì)術(shù)

    由(yóu)於(yú)電纜(lǎn)綫路不(bù)可能*直(zhí)綫敷設(shè)
，用電纜故障(zhàng)探測儀僅能(néng)對電纜故障(zhàng)的大致位置進(jìn)行判(pàn)斷
，而不能確切(qiē)給(gěi)出電纜(lǎn)敷設後(hòu)的(dí)準(zhǔn)確故障(zhàng)點
，所(suǒ)以電(diàn)纜(lǎn)故障(zhàng)定(dìng)位十(shí)分重(zhòng)要(yào)。
    傳統的電(diàn)纜(lǎn)故障(zhàng)定點方(fāng)法是(shì)聽聲(shēng)法。這種(zhǒng)方(fāng)法的特(tè)點(diǎn)是簡(jiǎn)單(dān)易行
，特(tè)別是放電(diàn)聲較大(dà)的時候
，還是(shì)比(bǐ)較(jiào)理想(xiǎng)的。然(rán)而
，當(dāng)故障(zhàng)點的(dí)直(zhí)流(liú)電阻較(jiào)小時(shí)
，放(fàng)電聲(shēng)不太大
，這(zhè)時難(nán)以奏效(xiào)。現(xiàn)在(zài)較(jiào)普遍使(shǐ)用(yòng)的(dí)定點儀是(shì)將微弱的(dí)機(jī)械(xiè)振(zhèn)動(dòng)波首先轉換成電信(xìn)號
，由放大電路(lù)將這(zhè)一(yī)電(diàn)信號進(jìn)行足(zú)夠(gòu)的放大後(hòu)
，再通過耳機(jī)還原成聲音(yīn)
，然後通過(guò)人(rén)機(jī)的(dí)有機(jī)配合
，準確地確(què)定故障點(diǎn)的位置。

    不(bù)同性質(zhì)的電(diàn)纜故(gù)障
，在(zài)定(dìng)點(diǎn)技術上(shàng)略有差異：

    1.對(duì)於(yú)高(gāo)阻(zǔ)故(gù)障(zhàng)的(dí)定點
，由於(yú)故(gù)障的(dí)阻(zǔ)抗較(jiào)高
，探(tàn)測時施加的衝(chōng)擊(jī)電(diàn)壓較高(gāo)
，故障點才(cái)會發生閃(shǎn)絡(luò)放電
，故(gù)放(fàng)電聲(shēng)和(hé)由(yóu)此而產生(shēng)的衝(chōng)擊(jī)振動(dòng)波一(yī)般說來都比較大
，較便(biàn)於收聽(tīng)，分析和辨別。

    2.對於低阻故障的(dí)定點
，由(yóu)於這(zhè)類(lèi)故(gù)障(zhàng)電(diàn)阻(zǔ)小(xiǎo)
，因(yīn)此故(gù)障點(diǎn)的(dí)放(fàng)電間(jiān)隙也(yě)小(xiǎo)
，致使(shǐ)施加的衝擊(jī)高壓(yā)在不很高的情況下
，故(gù)障點便發生閃(shǎn)絡放電。這時(shí)因閃(shǎn)絡放電而(ér)產(chǎn)生的(dí)衝(chōng)擊振動波(bō)也小
，再加(jiā)上現場其他因(yīn)素的(dí)幹擾
，放(fàng)電聲(shēng)往往不(bù)易分(fēn)辨(biàn)甚至(zhì)聽(tīng)不到放(fàng)電(diàn)聲。這(zhè)時可控製衝擊電(diàn)壓的(dí)高低(dī)
，並(bìng)通(tōng)過(guò)加(jiā)大(dà)貯能(néng)電容器的(dí)電容量
，增(zēng)強(qiáng)放電強度
，從(cóng)而獲得較(jiào)強，較大(dà)的放(fàng)電聲
，便(biàn)於(yú)收聽，分析和判(pàn)斷故障點(diǎn)的(dí)位(wèi)置。

    3.對(duì)於開路(lù)故障(zhàng)的定(dìng)點
，是(shì)在故障(zhàng)相(xiāng)的(dí)一(yī)端加(jiā)衝擊高壓(yā)
，而故(gù)障(zhàng)相的另(lìng)一(yī)端(duān)用另外兩相和電纜(lǎn)鉛包連(lián)接後充分接(jiē)地(dì)
，然(rán)後(hòu)利(lì)用定點儀(yí)在(zài)粗測範(fàn)圍(wéi)內進行定點(diǎn)。因(yīn)開路故障類似於(yú)高(gāo)阻故障
，其定點(diǎn)方(fāng)法與高阻(zǔ)故障的定點方法相同。

    如果(guǒ)故障(zhàng)點就在(zài)測(cè)試端(duān)附近
，這時(shí)故障(zhàng)點(diǎn)的(dí)放(fàng)電聲(shēng)會被球隙(xì)的(dí)放(fàng)電(diàn)聲所淹(yān)沒
，因(yīn)而不易被(bèi)測(cè)聽到。當遇(yù)到(dào)這(zhè)種(zhǒng)情(qíng)況(kuàng)時(shí)
，可以將(jiāng)球間(jiān)隙(xì)放到遠(yuǎn)離測(cè)試(shì)端的(dí)另一端(duān)
，並通過(guò)已(yǐ)知的(dí)正(zhèng)常(cháng)相(xiāng)對故(gù)障相(xiāng)加(jiā)電壓(yā)
，從而達到故(gù)障相(xiāng)閃絡(luò)放(fàng)電(diàn)的(dí)目(mù)的。這(zhè)時因串(chuàn)入(rù)回路的球(qiú)間(jiān)隙(xì)遠(yuǎn)離測試端
，因此(cǐ)故(gù)障(zhàng)點的放(fàng)電(diàn)聲(shēng)就比(bǐ)較容(róng)易監聽到。