電纜故障的性質(zhì)與分類

1. 以故障材料特征分類

可分為串聯(lián)故障、并聯(lián)故障及復合故障三類。

（1）串聯(lián)故障

串聯(lián)故障（金屬材料缺陷）是指電纜一個或多個導體（包括鉛、鋁外皮）斷開的故障。它是廣義的電纜開路故障。因纜芯的連續(xù)性受到破壞，形成斷線或不*斷線。不*斷線尤其不容易發(fā)現(xiàn)。串聯(lián)故障具體可分為：一點開斷、多點開斷、一相斷線、多相斷線等。

（2）并聯(lián)故障

并聯(lián)故障（絕緣材料缺陷）是指導體對外皮或?qū)w之間的絕緣水平下降，不能承受正常運行電壓而發(fā)生的短路故障。它是廣義的電纜短路故障。這類故障由于纜芯之間或纜芯對外皮間的絕緣破壞而形成短路、接地、閃絡擊穿等現(xiàn)象，在現(xiàn)場出現(xiàn)頻率較高。并聯(lián)故障具體可分為：一相接地、兩相接地、兩相短路、三相短路等。

（3）復合故障

復合故障（絕緣材料、金屬材料都出現(xiàn)了缺陷）是指纜芯與纜芯之間的絕緣均出現(xiàn)故障。它包括一相斷線并接地、兩相斷線并接地、兩相短路并接地等。

2. 以故障點絕緣特征分類

根據(jù)電纜故障點絕緣電阻Rf與擊穿間隙G的情況，電纜故障又可分為開路故障、低阻故障、高阻故障、閃絡故障四大類。該分類法為現(xiàn)場電纜故障zuì基本的分類方法，特別有利于探測方法的選擇。

其中，間隙擊穿電壓UG的大小取決于故障點放電通道（即擊穿間隙）的距離G，絕緣電阻Rf 的大小取決于故障點電纜介質(zhì)碳化程度，分布電容 Cf 的大小取決于故障點受潮程度。

（1）開路故障

電纜金屬部分的連續(xù)性受到破壞，形成斷線，且故障點的絕緣材料也受到不同程度的破壞?，F(xiàn)場用兆歐表測其絕緣電阻Rf 為無窮大（∞），但在直流耐壓試驗時，會出現(xiàn)電擊穿；檢查芯線導通情況，有斷點?，F(xiàn)場一般以一相或二相斷線并接地的形式出現(xiàn)。

（2）低阻故障

電纜絕緣材料受到損傷，出現(xiàn)接地故障?，F(xiàn)場用兆歐表測其絕緣電阻Rf小于10Z0（Z0為電纜的波阻抗，一般取10～40Ω之間）?，F(xiàn)場一般低壓動力電纜和控制電纜出現(xiàn)低阻故障的幾率較高。

（3）高阻故障

電纜絕緣材料受到損傷，出現(xiàn)接地故障。現(xiàn)場用兆歐表測其絕緣電阻Rf 大于10Z0，在直流高壓脈沖試驗時，會出現(xiàn)電擊穿。高阻故障是高壓動力電纜（6KV或10KV電力電纜）出現(xiàn)幾率zuì高的電纜故障，可達總故障的80%以上。

現(xiàn)場實測時，筆者一般取Rf =3KΩ為劃分高阻與低阻故障的界線。因為Rf =3KΩ時，恰好能得到回線法電橋jīng確測量所必需的10～50mA的測量電流。

特種電纜ZR-KVVRC電纜14*1.5/用途 （4）閃絡故障

電纜絕緣材料受到損傷，出現(xiàn)閃絡故障?，F(xiàn)場用兆歐表測其絕緣電阻Rf為無窮大（∞），但在直流耐壓或高壓脈沖試驗時，會出現(xiàn)閃絡性電擊穿。閃絡性故障比較難測，特別是新敷設的電纜進行預防性試驗出現(xiàn)閃絡故障時?，F(xiàn)場一般使用直流閃絡法進行探測。

3. 以故障觸發(fā)原因及故障點特征分類

根據(jù)電力電纜在運行或預防性試驗中，電纜、電纜頭及中間盒出現(xiàn)不同特點的絕緣破壞，還可分為放炮故障、擊穿故障和運行故障三類。

（1）放炮故障

在工礦企業(yè)，運行中的電力電纜，由于種種原因，絕緣出現(xiàn)嚴重損壞，產(chǎn)生跳閘的事故。稱為電纜放炮。這類故障的特點是：電纜故障點多數(shù)有鉛包或銅皮破裂，外部有不同程度的變形；電纜故障性質(zhì)常表現(xiàn)為兩相短路接地或兩相斷線并接地，其接地電阻一般較小，解剖故障點，可發(fā)現(xiàn)電弧擊穿的碳化點或樹狀放電碳道與裂痕。電纜放炮故障，其故障特征明顯，大多數(shù)情況下，運行值班人員都能提供放炮大致位置。所以，這類故障除少數(shù)較復雜的情況需測距外，一般只要用萬用表測定故障的具體性質(zhì)（單相接地、短路接地、斷線接地等），可用聲測法直接定點，簡單明了。

（2）擊穿故障

實際工作中，因預防性試驗而觸發(fā)的電纜絕緣破壞事件，習慣稱為電纜擊穿。該類故障均發(fā)生在直流實驗電壓下，其絕緣破壞為電擊穿，接地點一般鉛包或銅皮完好，外部無明顯變形（機械創(chuàng)傷除外）。電纜擊穿故障多為單純性接地故障，其接地故障較高，解剖故障點，絕緣材料沒有碳化點，但通過儀器可發(fā)現(xiàn)碳孔和水樹枝老化結(jié)構。對電纜擊穿故障，特別是一些高阻接地性電纜擊穿故障，其測試難點在測距。由于該類故障較為隱蔽，測試參數(shù)復雜多變，缺少規(guī)律性，所以能否迅速發(fā)現(xiàn)電纜故障點，測距是關鍵。"高壓回線法"、"電錘法"均具有探測該類故障zuì有效的方法。

（3）運行故障

它是指工廠電力系統(tǒng)在運行中，電纜饋出線、電機、變壓器的電纜引線，其高壓二次回路出現(xiàn)電壓波動或發(fā)現(xiàn)接地信號（有接地保護的電力元件出現(xiàn)接地跳閘），排除其他電力元件故障的可能性而確定的電纜故障。這類故障的zuì大特點就是不明確。電纜運行故障的形式就是電纜放炮（如兩點接地引發(fā)的相間短路）；另一部分運行故障在做停點檢查時，由于耐壓通不過而發(fā)展成電纜擊穿故障（如電纜老化、絕緣缺陷等）；還有一部分電纜運行故障是由于電纜引出線安裝位置不當（如電纜相間或?qū)Φ鼐嚯x不夠、電纜頭臟污或電機基礎進水等），這些故障主要進行一些簡單處理即可；zuì不明確的是那些瞬時接地、產(chǎn)生不穩(wěn)定閃絡的電纜運行故障。該類故障在電纜停電后，絕緣電阻測量和直流耐壓實驗有相當部分可以通過，再把電纜投入系統(tǒng)后，也能正常運行一段時間；剩下的就是單相接地電纜故障，它們約占電纜運行故障的40%，這種接地故障一般外部也沒有明顯變形，接地電阻也不太高（一般幾十至幾百歐）。解剖故障點有細微的碳化點。

電纜運行接地故障原因有兩種：其一，由于電纜運行時間較長，絕緣層出現(xiàn)自然老化；其二，電纜在腐蝕環(huán)境中，電纜護套被迅速破壞，腐蝕性氣體侵入絕緣層使其劣化。電纜絕緣層不管出現(xiàn)老化還是劣化，其擊穿電壓都會下降，zuì終導致額定工頻電壓下的電擊穿，從而產(chǎn)生電纜接地故障。這類故障可用"低壓回線法"探測；用"電錘法"探測，效果也較好。

討論電纜故障點距離的測試方法

電纜故障的探測一般要經(jīng)過診斷、測距、定點三個步驟。電纜故障的測試一般分為兩個過程:即故障電纜故障點距離的測試；故障點定點的測試。故障電纜故障點距離的測試即測距方法有三種:回路電橋平衡法；低壓脈沖反射法；閃絡法。

　　回路電橋平衡法是使用直流電橋?qū)﹄娎|故障進行測距的一種方法，簡稱電橋法，現(xiàn)場人員有把Ｒf＜100kΩ的故障稱為低阻故障的習慣，主要是因為傳統(tǒng)的電橋法可以測量這類故障。電橋法對于短距離電纜故障的測距，準確度相當高，因此，目前還在使用?；陔娎|沿線均勻，電纜長度與纜芯電阻成正比，并根據(jù)惠斯登電橋的原理，將電纜短路接地、故障點兩側(cè)的環(huán)線電阻引入直流電橋，測量其比值。由測得的比值和電纜全長，可獲得測量端到故障點的距離。

　　使用電橋法對電纜單相接地故障測距原理是先在電纜的另一端，將電纜的故障相和正常相的電纜導體用不小于電纜截面的導線跨接。然后在一端將故障相的電纜導體接在電橋的另一端子上。使用電橋法對電纜兩相短路或兩相短路并接地，故障進行測距時，需要有一個非故障導體和故障導體一起形成一個環(huán)，當電橋平衡時便可得到故障點的距離。

特種電纜ZR-KVVRC電纜14*1.5/用途 　　低壓脈沖反射法。低壓脈沖反射法探測電纜故障是由儀器的脈沖發(fā)生器發(fā)出一個脈沖波，通過引線把脈沖波送到電纜的故障相上，脈沖波沿電纜的線芯傳播，當傳播到故障點時，由于故障點電纜的波阻發(fā)生變化，因而有一脈沖信號被反射回來，用示波器在測試端記錄下從發(fā)送脈沖和反射脈沖之間的時間間隔，即可算出測試端距故障點的距離。

　　開路與低阻故障可用低壓脈沖反射法，低壓脈沖反射法的*之處在于使現(xiàn)場測得的故障波形得到大大簡化，將復雜的高壓沖擊閃絡波形變成了非常容易判讀的類似于低壓脈沖法的短路故障波形。降低了對操作人員的技術要求和經(jīng)驗要求，*地提高了現(xiàn)場故障的判斷準確率，達到快速準確測試電纜故障的目的。

　　閃絡法。閃絡法的基本原理與低壓脈沖法相似，是利用電波在電纜內(nèi)傳播時在故障點產(chǎn)生反射的原理，記下電波在故障電纜測試端的故障點之間往返一次的時間，再根據(jù)波速來計算電纜故障點位置。據(jù)統(tǒng)計，高阻及閃絡性故障約占整個電纜故障總數(shù)的90%。高阻故障要用沖擊閃絡法，而閃絡性故障可用直流閃絡法測試。實際現(xiàn)場上是通過試驗方法區(qū)分高阻與閃絡性故障的。