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[摘要]：煤矿井下的电力电缆工作运行的环境比较恶劣，经常会遇到频繁的移动以及弯曲和外力的破坏，严重的会出现漏电现象，导致采区甚至是全煤矿的停电；电缆断路、断路电流对开关及变压器的冲击也会威胁煤矿井下的供电安全。本文针对煤矿井下存在各种电力电缆故障的原因，阐述了电力电缆故障定位技术的具体方法和步骤以及实践中的各种操作的注意事项，旨在为煤矿井下的供电安全提供一定的技术保证。
[关键词]：煤矿井下 电缆故障 故障定位技术 预防措施
1.前言
煤矿井下的工作空间相对狭小，而且空气较外界相比湿度很大，常常伴有的落顶和岩石塌落的安全事故以及频繁的移动会给煤矿井下的供电电缆造成严重的碰撞损害，其井下存在的易腐蚀物质也会造成供电系统电路的短路、断线，从而导致漏电现象。煤矿井下的漏电现象存在极大的安全隐患，轻者影响局部的供电状况，重者则会引起严重的瓦斯和煤尘爆炸事故。煤矿井下的电缆一旦出现故障，技术人员往往不能直接通过观察来查找故障点，如果不能及时排除故障，长时间的漏电会造成难以预料的后果。因此，如何在最低成本的前提下精确、快速的确定电缆故障已成为当今煤矿井下处理电缆故障的工作重点。
2.煤矿井下电缆故障分析
2.1 电缆故障的分类
煤矿井下的电缆故障分类主要有以下几种：
（1）断路故障：如果电缆对地或者电缆之间的绝缘电阻接近为无穷大，容易导致工作电压无法正常传输到设备终端；或者即使终端存在电压，但终端的负载能力却不理想。断线故障就属于最常见的断路故障。
（2）低阻故障：在低阻故障中最为常见的是单向接地以及两相或者三相之间短路或接地。低阻故障属于接地故障的一种，具体表现为电缆的相对地或者电缆之间的绝缘受到损坏，但是电缆的芯线保持良好的连接状态，工程上可用低压脉冲法测量电缆的绝缘电阻值。
（3）高阻故障：与低阻故障变现相反，高阻故障也是接地故障的一种，具体表现为电缆相对地或电缆之间的绝缘也受到一定的损坏，但是其绝缘电阻不能采用低压脉冲法来进行测量。高阻故障可分为两类，即闪络性和泄露性高阻故障。闪络性高阻故障是绝缘被击穿后恢复常态的电缆故障；而泄露性故障则是指泄漏电流在试验电压达到规定值之前便超过了规定的允许值。
2.2 电缆故障产生的原因
煤矿井下的电缆故障产生包含多方面的原因，与电缆的设计选型、安装施工过程、运行环境及状况以及日常的维修维护都存在直接的联系，主要体现在以下方面：
（1）生产工艺：目前来讲，大部分电缆生产厂家对于电缆的设计以及相关的制造工艺已经成熟，但是其生产过程中的偷工减料问题往往会造成电缆的质量不合标准，以致无法保证井下的供电系统最基本的安全；电缆在包缠绝缘层的过程中出现褶皱、破损以及重叠间隙等缺陷。
（2）机械损伤：机械损伤造成的故障在电缆故障中占有最大的比例。电缆在运输、搬运以及安装时都有可能造成碰撞以致损坏，安装电缆时过度的机械牵引力也会拉伤电缆，另外，车辆挤压碰撞、井下岩石脱落砸伤、矿井中易腐蚀物质的侵蚀作用都会导致电缆本地的故障损伤。
（3）绝缘受潮，导致电缆老化：煤矿井下环境阴冷潮湿，若电缆的中间接头和终端头的制作工艺不精，接头设置不合理，质量不合格，未及时采取必要的防范措施，就会导致密封失效，井下的潮湿空气就会侵入绝缘介质，与内部得的电场作用造成绝缘性能下降。
（4）日常管理维护问题：日常管理维护工作做到位可有效防止电缆故障的出现。但是大部分煤矿不够重视井下电缆的日常管理维修维护，以致不能够及时调整长期超负荷工电缆的工作任务量，对于井下的易腐蚀性物质未做到预见性的防范，电缆中与热力管道直接交叉产生过多的热量现象也不予以处理，常常造成电缆的严重腐蚀、过热损坏以及绝缘老化变质等问题。
3.煤矿井下电力电缆故障定位的步骤和方法
3.1 电缆故障的判断
判断现场的电缆故障可根据各种仪器的信号指示以及跳闸范围现象确定出现故障的电缆，再利用兆欧表通过测量电缆芯线与对地的绝缘从而找出电缆故障性质。然后利用万用表的欧姆档测量出故障电缆的绝缘电阻值，测量时注意要逐段翻动敲打电缆的保护套，并时刻注意万用表的指针情况，若在某点出现较大摆动现象，则这点便是电缆的故障点。
3.2 井下电力电缆故障定位的具体方法
对于通过直接观察难以确定故障点的现象要采用专业的仪器来搜寻电缆故障点。注意在查找电缆故障点前要对故障电缆的型号、长度、铺设方式以及出现故障前的运行状况等进行详细的了解和分析。通常寻找电缆故障点的初测方法包括传统的电桥回路法、直流电阻测定法以及脉冲示波器法。随着科学技术的飞快发展，现代煤矿井下对于电力电缆的故障定位技术也有了新的发展。
3.2.1 电缆故障点的精确定位
（1）声测法：井下电缆低阻故障、低压漏电以及闪络性故障和断路故障都可采用声测法来简单、高效地查询故障点。声测法主要利用实验电缆的直流耐压设备，对绝缘性能较好的电缆芯线采用高压直流电源充电，或者采用最有效的对专用的电容器充电，充电电压达到额定标准后会产生球间隙放电，此时故障点就会产生火花并夹杂着放电的声音，就可准确定位电缆的故障点。声测法不适用于高阻接地故障的电缆，井下的噪声污染也会严重影响声测法的定位效果。
（2）音频感应法：音频感应法要对出现故障的电缆芯线中输入音频或脉冲电磁波。输入电磁波后，电磁波会顺着电缆芯线传播，遇到电缆故障点就会突然改变其传播方向。因此，芯线中电磁波传播方向发生突变的地点即为电缆故障点。音频感应法适用于不存在放电声的金属性以及短路接地等故障。
4.故障探测注意事项
（1）要充分重视电缆铺设路径图等原始资料的参考，对于故障现场的路径标示要弄清，以便在电缆故障定位中更加快速、针对性地查找故障点。
（2）进行故障探测的各种仪器设备如控制箱、电容器等保证外皮完好未破损；探测仪的接线要紧固、精确；放电时要使用放电棒保证放电充分彻底；使用探测仪前要检查电缆各处是否已牢固接地；球间隙大小要依据击穿电压以及弧短路放电来确定，放电时间要控制在2s～6s内。
（3）煤矿井下的电力电缆故障的定位技术最为关键的环节就是对放电波的分析判断。尤其是对于较长的电缆来说，一两个光标就会导致实际的电缆长度相差十几米甚至更多，更不要提精确定位了。因此，维修技术人员要不断的探索，并积累和总结丰富的测寻定位经验，才能准确、快速定位电缆的故障点。
5.煤矿井下的电力电缆故障的预防措施
（1）加强电缆的巡视工作，防止外力造成电缆损坏：有关工作单位可制订相关的巡视制度和巡视周期，以避免外力造成的电力电缆损坏现象，并及时向有关部门报告情况。
（2）注重改进并更新电缆终端的制作流程和工艺：积极引进新型的化学性能稳定、吸水率低、绝缘密封性能佳的电缆终端，以提高电力电缆的绝缘性能，解决电缆漏电现象。
（3）防止电力电缆长时间超负荷运行：电缆长时间的超负荷运行会产生大量热量导致电缆绝缘老化变质从而出现故障。因此，要加强日常的管理维修维护工作，工作人员要随时监视电缆的运行状况，确保井下电缆的工作电压不超过额定电压的15%，一旦出现过载运行现象，要及时调整负荷，使其在允许的载流量下正常运行。
参考文献：
[1] 王新字.电力电缆故障测试原理与方法简述[J].中同科技博览，2010，11（36）：388—390.
[2] 倪少军.煤矿井下电力电缆故障分析及探测技术应用[J].神华科技，2011，09（2）：81-82.
[3] 孙全才，金林.井下电缆在线故障选线及定位方法研究[J].工矿自动化，2011，01（01）：23-24.
[4] 周伟.XLPE电力电缆中水树枝生长规律的研究『J1.电源技术应用，2011，41（11）：29—34.
[关键词]：煤矿井下 电缆故障 故障定位技术 预防措施
1.前言
煤矿井下的工作空间相对狭小，而且空气较外界相比湿度很大，常常伴有的落顶和岩石塌落的安全事故以及频繁的移动会给煤矿井下的供电电缆造成严重的碰撞损害，其井下存在的易腐蚀物质也会造成供电系统电路的短路、断线，从而导致漏电现象。煤矿井下的漏电现象存在极大的安全隐患，轻者影响局部的供电状况，重者则会引起严重的瓦斯和煤尘爆炸事故。煤矿井下的电缆一旦出现故障，技术人员往往不能直接通过观察来查找故障点，如果不能及时排除故障，长时间的漏电会造成难以预料的后果。因此，如何在最低成本的前提下精确、快速的确定电缆故障已成为当今煤矿井下处理电缆故障的工作重点。
2.煤矿井下电缆故障分析
2.1 电缆故障的分类
煤矿井下的电缆故障分类主要有以下几种：
（1）断路故障：如果电缆对地或者电缆之间的绝缘电阻接近为无穷大，容易导致工作电压无法正常传输到设备终端；或者即使终端存在电压，但终端的负载能力却不理想。断线故障就属于最常见的断路故障。
（2）低阻故障：在低阻故障中最为常见的是单向接地以及两相或者三相之间短路或接地。低阻故障属于接地故障的一种，具体表现为电缆的相对地或者电缆之间的绝缘受到损坏，但是电缆的芯线保持良好的连接状态，工程上可用低压脉冲法测量电缆的绝缘电阻值。
（3）高阻故障：与低阻故障变现相反，高阻故障也是接地故障的一种，具体表现为电缆相对地或电缆之间的绝缘也受到一定的损坏，但是其绝缘电阻不能采用低压脉冲法来进行测量。高阻故障可分为两类，即闪络性和泄露性高阻故障。闪络性高阻故障是绝缘被击穿后恢复常态的电缆故障；而泄露性故障则是指泄漏电流在试验电压达到规定值之前便超过了规定的允许值。
2.2 电缆故障产生的原因
煤矿井下的电缆故障产生包含多方面的原因，与电缆的设计选型、安装施工过程、运行环境及状况以及日常的维修维护都存在直接的联系，主要体现在以下方面：
（1）生产工艺：目前来讲，大部分电缆生产厂家对于电缆的设计以及相关的制造工艺已经成熟，但是其生产过程中的偷工减料问题往往会造成电缆的质量不合标准，以致无法保证井下的供电系统最基本的安全；电缆在包缠绝缘层的过程中出现褶皱、破损以及重叠间隙等缺陷。
（2）机械损伤：机械损伤造成的故障在电缆故障中占有最大的比例。电缆在运输、搬运以及安装时都有可能造成碰撞以致损坏，安装电缆时过度的机械牵引力也会拉伤电缆，另外，车辆挤压碰撞、井下岩石脱落砸伤、矿井中易腐蚀物质的侵蚀作用都会导致电缆本地的故障损伤。
（3）绝缘受潮，导致电缆老化：煤矿井下环境阴冷潮湿，若电缆的中间接头和终端头的制作工艺不精，接头设置不合理，质量不合格，未及时采取必要的防范措施，就会导致密封失效，井下的潮湿空气就会侵入绝缘介质，与内部得的电场作用造成绝缘性能下降。
（4）日常管理维护问题：日常管理维护工作做到位可有效防止电缆故障的出现。但是大部分煤矿不够重视井下电缆的日常管理维修维护，以致不能够及时调整长期超负荷工电缆的工作任务量，对于井下的易腐蚀性物质未做到预见性的防范，电缆中与热力管道直接交叉产生过多的热量现象也不予以处理，常常造成电缆的严重腐蚀、过热损坏以及绝缘老化变质等问题。
3.煤矿井下电力电缆故障定位的步骤和方法
3.1 电缆故障的判断
判断现场的电缆故障可根据各种仪器的信号指示以及跳闸范围现象确定出现故障的电缆，再利用兆欧表通过测量电缆芯线与对地的绝缘从而找出电缆故障性质。然后利用万用表的欧姆档测量出故障电缆的绝缘电阻值，测量时注意要逐段翻动敲打电缆的保护套，并时刻注意万用表的指针情况，若在某点出现较大摆动现象，则这点便是电缆的故障点。
3.2 井下电力电缆故障定位的具体方法
对于通过直接观察难以确定故障点的现象要采用专业的仪器来搜寻电缆故障点。注意在查找电缆故障点前要对故障电缆的型号、长度、铺设方式以及出现故障前的运行状况等进行详细的了解和分析。通常寻找电缆故障点的初测方法包括传统的电桥回路法、直流电阻测定法以及脉冲示波器法。随着科学技术的飞快发展，现代煤矿井下对于电力电缆的故障定位技术也有了新的发展。
3.2.1 电缆故障点的精确定位
（1）声测法：井下电缆低阻故障、低压漏电以及闪络性故障和断路故障都可采用声测法来简单、高效地查询故障点。声测法主要利用实验电缆的直流耐压设备，对绝缘性能较好的电缆芯线采用高压直流电源充电，或者采用最有效的对专用的电容器充电，充电电压达到额定标准后会产生球间隙放电，此时故障点就会产生火花并夹杂着放电的声音，就可准确定位电缆的故障点。声测法不适用于高阻接地故障的电缆，井下的噪声污染也会严重影响声测法的定位效果。
（2）音频感应法：音频感应法要对出现故障的电缆芯线中输入音频或脉冲电磁波。输入电磁波后，电磁波会顺着电缆芯线传播，遇到电缆故障点就会突然改变其传播方向。因此，芯线中电磁波传播方向发生突变的地点即为电缆故障点。音频感应法适用于不存在放电声的金属性以及短路接地等故障。
4.故障探测注意事项
（1）要充分重视电缆铺设路径图等原始资料的参考，对于故障现场的路径标示要弄清，以便在电缆故障定位中更加快速、针对性地查找故障点。
（2）进行故障探测的各种仪器设备如控制箱、电容器等保证外皮完好未破损；探测仪的接线要紧固、精确；放电时要使用放电棒保证放电充分彻底；使用探测仪前要检查电缆各处是否已牢固接地；球间隙大小要依据击穿电压以及弧短路放电来确定，放电时间要控制在2s～6s内。
（3）煤矿井下的电力电缆故障的定位技术最为关键的环节就是对放电波的分析判断。尤其是对于较长的电缆来说，一两个光标就会导致实际的电缆长度相差十几米甚至更多，更不要提精确定位了。因此，维修技术人员要不断的探索，并积累和总结丰富的测寻定位经验，才能准确、快速定位电缆的故障点。
5.煤矿井下的电力电缆故障的预防措施
（1）加强电缆的巡视工作，防止外力造成电缆损坏：有关工作单位可制订相关的巡视制度和巡视周期，以避免外力造成的电力电缆损坏现象，并及时向有关部门报告情况。
（2）注重改进并更新电缆终端的制作流程和工艺：积极引进新型的化学性能稳定、吸水率低、绝缘密封性能佳的电缆终端，以提高电力电缆的绝缘性能，解决电缆漏电现象。
（3）防止电力电缆长时间超负荷运行：电缆长时间的超负荷运行会产生大量热量导致电缆绝缘老化变质从而出现故障。因此，要加强日常的管理维修维护工作，工作人员要随时监视电缆的运行状况，确保井下电缆的工作电压不超过额定电压的15%，一旦出现过载运行现象，要及时调整负荷，使其在允许的载流量下正常运行。
参考文献：
[1] 王新字.电力电缆故障测试原理与方法简述[J].中同科技博览，2010，11（36）：388—390.
[2] 倪少军.煤矿井下电力电缆故障分析及探测技术应用[J].神华科技，2011，09（2）：81-82.
[3] 孙全才，金林.井下电缆在线故障选线及定位方法研究[J].工矿自动化，2011，01（01）：23-24.
[4] 周伟.XLPE电力电缆中水树枝生长规律的研究『J1.电源技术应用，2011，41（11）：29—34.