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(fù)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(dǎo)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(dǎo)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(luò)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(fù)合故障

復(fù)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(luò)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(dǎo)通情況，有斷點。現(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(dá)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。

KVVRP控制電纜（外徑） （4）閃絡(luò)故障

電纜絕緣材料受到損傷，出現(xiàn)閃絡(luò)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(luò)性電擊穿。閃絡(luò)性故障比較難測，特別是新敷設(shè)的電纜進(jìn)行預(yù)防性試驗出現(xiàn)閃絡(luò)故障時?，F(xiàn)場一般使用直流閃絡(luò)法進(jìn)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(yù)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(yán)重?fù)p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(fù)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(yù)防性試驗而觸發(fā)的電纜絕緣破壞事件，習(xí)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(gòu)。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(fù)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(guān)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(dāng)（如電纜相間或?qū)Φ鼐嚯x不夠、電纜頭臟污或電機基礎(chǔ)進(jìn)水等），這些故障主要進(jìn)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(luò)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(dāng)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(xì)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(dǎo)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。

電纜現(xiàn)場敷設(shè)過程中電纜護套表面刮傷破損修補措施

在電纜的現(xiàn)場敷設(shè)過程中電纜護套表面刮傷破損的現(xiàn)象是普遍存在的，損傷輕微的只傷及了護套，如何修補能保證質(zhì)量，而且修補時間短，又能保證質(zhì)量日益成為電纜消費者普遍關(guān)心的問題。而且投入小，在現(xiàn)場的惡劣條件下又容易實現(xiàn)，因此現(xiàn)場護套的修補技術(shù)及質(zhì)量日益成為用戶關(guān)心的問題。

　　電纜的現(xiàn)場施工條件一般比較惡劣，可能位于初步建設(shè)的發(fā)電廠，也可能位于初步正在建設(shè)的野外新建鐵路，可能在橋架上，還可能在電纜隧道內(nèi)，由于野外電纜護套的修補都采用塑焊qiāng進(jìn)行，而且塑焊qiāng的加熱需要220V的交流電，而處于新興建設(shè)的野外工程，現(xiàn)場一般都缺乏電源，或者有電源可能由于現(xiàn)場電纜的敷設(shè)位置的隨即性，給電源的提供帶來了一定的困難，因此要實現(xiàn)電纜的護套的修補，一方面是人員的到位，另一方面主要是電源的提供，只有作好上述兩件基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作，才能實現(xiàn)電纜護套修補工作的正常開展和進(jìn)行。

　　為便于電纜修補工作的順利進(jìn)行，施工單位要配備有野外小型發(fā)電機。同時處于現(xiàn)場修補的方便現(xiàn)在提供的塑料焊qiāng的質(zhì)量要過硬。噴頭加熱面積要大，而且加熱速度要快。而且電纜放線過程破損部位具有隨機性，在一般的城市和平原地區(qū)，此項工作比較好開展，但是在一些山區(qū)地帶，由于收到復(fù)雜地形的影響，電纜的修補工作其實是很艱難的。因此要減少相應(yīng)方面的投入和快速解決問題，一個很關(guān)鍵的問題是電纜敷設(shè)過程人員的配備數(shù)量必須足夠，而且采用正規(guī)的電纜專業(yè)敷設(shè)設(shè)備進(jìn)行正規(guī)放線，避免和減少電纜放線過程中出現(xiàn)護套破損的現(xiàn)象。

KVVRP控制電纜（外徑） 　　電纜的現(xiàn)場修補方面需要的技術(shù)不是很高，電纜敷設(shè)施工單位，在電纜發(fā)生破損后，一定要在確認(rèn)電纜內(nèi)部沒有受到損傷的前提下，然后在對電纜進(jìn)行修補 ，否則電纜護套修補的實際意義不大。電纜的修補一定要及時，否則時間一長外部的水分和潮氣進(jìn)入，將會影響電纜的正產(chǎn)使用壽命。在南方梅雨天氣電纜端部在敷設(shè)完畢后，對電纜的端頭因沒有及時進(jìn)行密封處理，造成流入電纜溝內(nèi)的水分進(jìn)入電纜斷頭10-20米不等，剝開端頭的絕緣發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體都已全部發(fā)黑，從而造成 敷設(shè)后電纜的浪費，因此對于敷設(shè)完畢的電纜還是要加強相應(yīng)方面的檢查，維護和保管，防止電纜在通電使用前應(yīng)現(xiàn)場各種外部因素造成電纜壽命的縮短和終結(jié)。

　　電纜的現(xiàn)場修補也所用的一些工具和材料必須準(zhǔn)備充分，塑料焊qiāng是*的，高壓絕緣膠帶，防水膠帶和塑料絕緣和護套剝切下來的皮子，等密封材料，也必須準(zhǔn)備，因為電纜絕緣護套材料主要分為交聯(lián)聚乙烯，聚乙烯，聚氯乙烯等材料。有些材料屬于熱固性材料，如交聯(lián)聚乙烯絕緣無法重復(fù)熔融再次利用，在現(xiàn)場用原材料進(jìn)行修補，只能用高壓絕緣膠帶和美國3M公司提供的修補膠帶系列進(jìn)行修補。而有些材料屬于熱塑性材料，*可以再次用高溫使其熔融利用，如聚乙烯，聚氯乙烯等材料，有可以現(xiàn)場取材，利用電纜端部剝切下來的邊角護套料切成細(xì)條，就可以實現(xiàn)對低壓電纜絕緣和護套方面的修補，其修補質(zhì)量*可以達(dá)到電纜正常使用性能方面的要求。再一個對于中壓電纜 現(xiàn)場敷設(shè)過程出現(xiàn)的護套破損現(xiàn)象的處理，不能過于粗糙，一個是電纜的敷設(shè)過程必須請拿輕放，再一個電纜出現(xiàn)外部破損后，其內(nèi)部絕緣的破壞情況有時是不好說的，筆者曾經(jīng)對現(xiàn)場敷設(shè)過程施工不小心造成外護套多處破損的電纜進(jìn)行過返廠試驗，發(fā)現(xiàn)電纜的破損部位出現(xiàn)了局部放電超標(biāo)和擊穿現(xiàn)象，因此對于中壓電力電纜的在現(xiàn)場敷設(shè)過程出現(xiàn)外護套破損后，zuì好是截斷做中間接頭或重新更換電纜，因為對電纜破損部位進(jìn)行護套修補后，可能存在使用隱患。

　　事實證明，對于低壓電纜絕緣和護套的修補必須是電纜損傷較為輕微的，僅僅是絕緣和護套出現(xiàn)損傷，電纜其他結(jié)構(gòu)完好無損的前提下，才能進(jìn)行絕緣和護套的修補，而中高壓電纜的要求可能更為苛刻，現(xiàn)在的有些工程的電纜輸電為了減少電纜的中間接頭的數(shù)量，電纜全部采用大長度單芯電纜，由于線路的敷設(shè)距離較長及地形負(fù)責(zé)，及施工人員的配備數(shù)量及缺乏專業(yè)的電纜敷設(shè)設(shè)備等因素，施工過程造成電纜護套破損出現(xiàn)幾率大大增加。有些施工在出現(xiàn)上述問題后，就用普通膠帶隨便包一包，草草了事，這樣的做法很不負(fù)責(zé)任。對于電纜破損點內(nèi)部的破壞情況一無所知，電纜在現(xiàn)場竣工試驗過程和后期的運行過程很可能發(fā)生絕緣擊穿或質(zhì)量隱患。