電纜故障的最直接原因是絕緣降低而被擊穿。導(dǎo)致絕緣降低的因素很多電纜故障可概括為接地、短路、斷線三類(lèi)。下面具體分析一下，電纜都有哪些故障?出現(xiàn)故障如何解決?
1、如何判別電纜故障類(lèi)型?
答：正確判斷電纜故障類(lèi)型是找故障的首要環(huán)節(jié)，需要的儀表為一只高阻計(jì)(搖表)和一只萬(wàn)用表。具體步驟分為兩步：第一步：測(cè)量相對(duì)地絕緣電阻和相間絕緣電阻，辨認(rèn)電纜故障相;第二步：檢查電纜導(dǎo)體有無(wú)斷線。(1)測(cè)量相對(duì)地絕緣電阻和相間絕緣電阻時(shí)，先用高阻計(jì)(搖表)分別測(cè)量A對(duì)地、B對(duì)地、C對(duì)地、AB、BC、CA之間的絕緣電阻，找出絕緣電阻數(shù)值不合格的相。如高阻計(jì)(搖表)測(cè)得數(shù)值為0M歐姆，則換用萬(wàn)用表復(fù)測(cè)。(2)做導(dǎo)體連通性試驗(yàn)，檢查電纜導(dǎo)體有無(wú)斷線時(shí)，先將遠(yuǎn)端三相導(dǎo)體之間短路并懸空，在近端用萬(wàn)用表測(cè)量相間導(dǎo)體回路電阻，如都為零歐姆則沒(méi)有線芯斷線故障;如有為零的數(shù)值，則同時(shí)存在斷線故障。
2、電纜故障檢測(cè)與定位的程序是什么?
答：為了快速、準(zhǔn)確找到電纜故障，需要按照科學(xué)的故障檢測(cè)與定位程序：
第一步：判斷電纜故障性質(zhì);該步驟需要高阻計(jì)和萬(wàn)用表各一只。
第二步：預(yù)定位;粗略測(cè)出電纜故障點(diǎn)的距離，該步驟需要高壓電橋、脈沖反射儀或高壓波反射法儀器(如S32系統(tǒng))。
第三步：電纜路徑定位;對(duì)走向不清楚的電纜路徑進(jìn)行探測(cè)，該步驟需要管線定位儀。
第四步：精確定點(diǎn);根據(jù)預(yù)定位結(jié)果，結(jié)合電纜路徑，精確確定電纜故障點(diǎn)的位置，最終得出故障點(diǎn)的具體地點(diǎn)，允許誤差在0.1米。該步驟需要聲磁時(shí)間差法、跨步電壓法或最小扭曲法精確定點(diǎn)儀。
3、電纜故障分類(lèi)?
答：根據(jù)電纜故障定位的程序第一步----判斷電纜故障性質(zhì)，可根據(jù)電纜發(fā)生的位置分為電纜主絕緣故障和電纜外護(hù)套故障。在電纜主絕緣故障的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分為：低阻接地故障、低阻短路故障、斷線故障、高阻接地故障、高阻短路故障、閃絡(luò)型故障、泄露型故障、間歇型故障等。
4、什么叫做死接地故障?解決死接地故障的方法是什么?
答：當(dāng)電纜故障相間絕緣電阻或相對(duì)地絕緣電阻在0.00-10.00歐姆之間時(shí)，電纜專業(yè)人員稱之為“死接地故障”，也叫“零電阻接地故障”或“永久性接地故障”。由于死接地故障點(diǎn)的絕緣電阻很低甚至接近于零，即使采用再大的沖擊能量和沖擊電壓，故障點(diǎn)的放電聲音也很微弱或無(wú)法放電，精確定位故障點(diǎn)非常困難。
解決死接地故障的方法是采用音頻法，包括音頻絞合法和最小扭曲法。即用大功率音頻發(fā)生器FLG200與電纜連接，發(fā)出音頻信號(hào)，然后使用音頻接收機(jī)FLE10在故障點(diǎn)附近精確定點(diǎn)。(1)音頻絞合法判斷的方法是故障點(diǎn)正上方的信號(hào)最強(qiáng)，而兩邊的信號(hào)較弱，特別是故障點(diǎn)至電纜末端一側(cè)的信號(hào)很弱。(2)最小扭曲法判斷的方法是賽巴SebaKMT獨(dú)有技術(shù)，在賽巴FLE10接收機(jī)的顯示器上會(huì)自動(dòng)顯示泄漏電流與距離的曲線，斜率最大的兩點(diǎn)之間就是電纜死接地故障點(diǎn)。
5、什么故障稱主絕緣故障?
答：電纜結(jié)構(gòu)從內(nèi)到外依次是：導(dǎo)體線芯、絕緣層、銅屏蔽層、內(nèi)襯層、鎧裝層、外護(hù)套。電纜的絕緣層和外護(hù)套都可能發(fā)生絕緣擊穿故障，電纜專業(yè)人員把電纜絕緣層(油紙絕緣層或交聯(lián)絕緣層)發(fā)生的擊穿故障稱為電纜主絕緣故障。
6、如何根據(jù)故障電纜泄漏電流值來(lái)控制升壓范圍?
答：電纜發(fā)生故障后，電纜運(yùn)行單位希望給故障電纜施加適中的脈沖高壓。其中的考慮是，如果施加的脈沖高壓過(guò)高，可能會(huì)縮短電纜運(yùn)行壽命;如果施加的脈沖高壓過(guò)低，又無(wú)法徹底擊穿故障點(diǎn)。因此選擇合適的升壓范圍非常重要。
為了測(cè)得合適的升壓范圍，在故障性質(zhì)判斷環(huán)節(jié)中，我們需要測(cè)量電纜故障點(diǎn)剩余絕緣能承受的最高電壓(殘壓)。具體測(cè)試殘壓時(shí)，就是在絕緣測(cè)試中，高壓?jiǎn)卧碾妷罕碇羔槖觳蛔?、電流表指針突然偏轉(zhuǎn)時(shí)的最高施加電壓。一般在故障預(yù)定位或精確定點(diǎn)時(shí)，建議升壓范圍為殘壓的1.0-1.5倍以內(nèi)。
7、影響電纜故障波形的因素有哪些?
答：影響電纜故障波形的因素有：
(1)電纜的絕緣層材料。如果是油紙電纜或純凈的交聯(lián)聚乙烯材料，則故障波形簡(jiǎn)單、清晰;如果是聚氯乙烯材料，受添加劑等影響波傳播特性差，則故障波形衰減很快，故障點(diǎn)反射較難辨認(rèn);
(3)電纜故障絕緣電阻是否小于1000歐姆，當(dāng)小于1000歐姆時(shí)故障點(diǎn)反射波形比較清晰;
(4)脈沖反射儀是否有比較法功能，有比較法的脈沖反射儀將好相、壞相的波形在同一屏下同時(shí)展示，二者波形的分叉點(diǎn)就是故障點(diǎn)的位置;
(5)被測(cè)電纜是否有T接分支電纜。如有，則需要有TDR伴侶協(xié)助，在被測(cè)主干電纜遠(yuǎn)端或分支電纜遠(yuǎn)端施加TDR伴侶的開(kāi)斷信號(hào)，使故障點(diǎn)發(fā)射波形與分支電纜遠(yuǎn)端分別出來(lái)。
8、在什么情況下的電纜故障無(wú)法顯示故障波形?
答：(1)當(dāng)脈沖反射儀在低壓脈沖法遇到超過(guò)1000歐姆左右的故障電阻時(shí)，則電纜故障無(wú)法顯示故障波形;(2)當(dāng)脈沖反射儀在高壓波反射法下(包括高級(jí)弧反射法、脈沖電流法、二次脈沖法、多次脈沖法、三次脈沖法等)，電纜故障點(diǎn)無(wú)法被高壓擊穿、不燃弧時(shí)，則電纜故障無(wú)法顯示故障波形;(3)當(dāng)脈沖反射儀采樣時(shí)刻發(fā)生在高壓波反射法的高壓擊穿之后時(shí)，由于采樣時(shí)間已在電弧熄滅階段，則電纜故障無(wú)法顯示故障波形。
9、TDR電纜故障定位儀的精度一般標(biāo)定都在1%-0.1%，但為何通常稱TDR為電纜故障預(yù)定位儀?
答：TDR的全稱是電纜故障時(shí)域脈沖反射儀(TimeDomainReflector)，其儀器功能是電纜故障預(yù)定位。不能根據(jù)TDR的預(yù)定位結(jié)果直接開(kāi)挖，仍需要精確定點(diǎn)儀器。主要原因是：(1)TDR采用時(shí)域下的雷達(dá)反射技術(shù)，顯示的波形是電壓幅值隨時(shí)間或距離的關(guān)系圖。這里的距離是電纜的物理距離，而不是實(shí)際路徑長(zhǎng)度。因此TDR故障定位儀的精度雖然標(biāo)定在1%-0.1%，但這個(gè)精度是基于被測(cè)電纜的物理長(zhǎng)度，仍需要結(jié)合被測(cè)電纜的實(shí)際敷設(shè)路徑圖，才能反映到電纜的大致位置。
(2)TDR故障定位儀的精度的標(biāo)定過(guò)程是：在電纜制造廠里，先用計(jì)米器或卷尺測(cè)量被測(cè)電纜的長(zhǎng)度，根據(jù)已知的被測(cè)電纜波速度校對(duì)TDR的測(cè)量誤差，得出TDR的精度。這里的長(zhǎng)度都是用計(jì)米器或卷尺測(cè)量的物理長(zhǎng)度。
10、影響TDR精度的哪些?
答：影響TDR精度的因素有：(1)波速度V/2是否準(zhǔn)確;平時(shí)需要積累各種材料電纜的波速度經(jīng)驗(yàn)值;(2)適中的增益;增益越大故障點(diǎn)反射越明顯，但同時(shí)會(huì)帶來(lái)波形畸變;增益越小，故障點(diǎn)反射越微弱;(3)設(shè)置的量程是否適中。合適的量程既不是越小越好，也不是越大越好，而應(yīng)該與被測(cè)電纜全長(zhǎng)的估計(jì)值接近而且略大。
11、TDR波速度的因素有哪些?
答：電磁波從電纜一端傳播到另外一端需要一定的時(shí)間，電纜長(zhǎng)度與傳播時(shí)間之比，稱為波速度。TDR波速度的因素是電纜絕緣層材質(zhì)。波速度只與電纜的絕緣介質(zhì)材料有關(guān)，而與導(dǎo)體材料、導(dǎo)體截面積無(wú)關(guān)。對(duì)于不同導(dǎo)體材料制成的電纜，只要絕緣材料相同，其波速度是相同的。
12、什么樣的電纜故障稱外護(hù)套故障?
答：電纜結(jié)構(gòu)從內(nèi)到外依次是：導(dǎo)體線芯、絕緣層、銅屏蔽層、內(nèi)襯層、鎧裝層、外護(hù)套。電纜的絕緣層和外護(hù)套都可能發(fā)生絕緣擊穿故障，電纜專業(yè)人員把電纜外護(hù)套(聚乙烯或聚氯乙烯)發(fā)生的接地故障稱為電纜外護(hù)套故障。
13、影響外護(hù)套故障精確定位的因素有哪些?
答：影響外護(hù)套故障精確定位的因素有：
(1)電纜敷設(shè)方式;直埋電纜最適合跨步電壓法精確定點(diǎn);
(2)被測(cè)電纜周?chē)碾s散電流;在電氣化鐵路或變電站附近，土壤里雜散電流干擾較大，需要用帶濾波器的跨步電壓法精確定點(diǎn)儀(ESG80);
(3)脈動(dòng)電壓的輸出電流;跨步電壓法需要較大輸出電流的脈動(dòng)電壓，最好在2kV下有0-250mA輸出電流。
(4)跨步電壓法精確定點(diǎn)儀的增益放大倍數(shù)。ESG80可將土壤里的跨步電壓放大12級(jí)，6級(jí)是直接放大，另外6級(jí)是經(jīng)過(guò)放大器放大。
14、什么叫聲磁同步，如何根據(jù)聲磁傳播的時(shí)間差來(lái)對(duì)電纜故障進(jìn)行精確定位
答：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)，往往已經(jīng)聽(tīng)到故障點(diǎn)放電的聲音了，但仍不能精確斷定故障點(diǎn)在何處，通過(guò)聲磁同步法就可以解決這類(lèi)問(wèn)題。由于電磁場(chǎng)信號(hào)傳播速度為光，一般從故障點(diǎn)傳播到精確定點(diǎn)儀傳感器放置處需要的時(shí)間為幾個(gè)微秒，可以忽略不計(jì)。而聲音信號(hào)傳播速度慢，一般為314米/秒，因此可根據(jù)精確定點(diǎn)儀傳感器檢測(cè)出電磁場(chǎng)、聲音信號(hào)的時(shí)間差，判斷故障點(diǎn)的遠(yuǎn)近，測(cè)出時(shí)間差最小的點(diǎn)就是故障點(diǎn)。
現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)，首先根據(jù)預(yù)定位結(jié)果確定電纜故障點(diǎn)的大致范圍，將T16/9精確定點(diǎn)儀傳感器放置在地面，先調(diào)節(jié)磁場(chǎng)信號(hào)旋鈕，使電磁場(chǎng)條形圖處于8-9格;然后調(diào)節(jié)聲音信號(hào)旋鈕，測(cè)的該點(diǎn)的聲磁同步時(shí)間差，比如說(shuō)2.2ms。繼續(xù)沿電纜路徑向近端方向挪動(dòng)T16/9精確定點(diǎn)儀，如果時(shí)間差變大(比如說(shuō)4.5ms)，則說(shuō)明真正故障點(diǎn)靠近最初位置。繼續(xù)沿電纜路徑向遠(yuǎn)端方向挪動(dòng)T16/9精確定點(diǎn)儀，如果時(shí)間差也變大(比如說(shuō)7.8ms)，則說(shuō)明真正故障點(diǎn)一定在最初位置(2.2ms)處。
15、不同電纜故障應(yīng)選用哪些精確定點(diǎn)方法?
答：電纜故障精確定點(diǎn)方法一共有三種：
(1)聲磁同步法，如T16/9的聲磁時(shí)間差法，適合于大多數(shù)高低阻電纜故障;
(2)跨步電壓法，如ESG80，適合于380V低壓電纜接地故障或外護(hù)套接地故障;
(3)音頻法，包括音頻絞合法和最小扭曲法，如FL200死接地故障定位系統(tǒng)，適合于電纜故障相間絕緣電阻或相對(duì)地絕緣電阻在0.00-10.00歐姆時(shí)的死接地(也叫零電阻故障)。
16、鐵路信號(hào)電纜故障的預(yù)定位及精確定位方法有哪些?
答：鐵路信號(hào)電纜預(yù)定位方法有：
(1)TDR脈沖反射儀，適合1000歐姆及以下的低阻接地、低阻短路或斷線故障，如E15、D30、Miniflex;
(2)低壓電橋法，適合高阻接地或高阻短路故障，如5T、KMK70電橋等。
鐵路信號(hào)電纜精確定點(diǎn)方法有：
(1)音頻法，如TR精確定點(diǎn)儀，采用拾波探測(cè)技術(shù)可對(duì)0歐姆-100千歐的故障進(jìn)行精確定點(diǎn)。
(2)跨步電壓法，如ESG80，適合于信號(hào)電纜外護(hù)套接地故障。(3)聲磁同步法，如T16/9的聲磁時(shí)間差法，適合于新設(shè)信號(hào)電纜工程投運(yùn)前高低阻故障的精確定點(diǎn)。
（轉(zhuǎn)載）
