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【摘要】 本文对10kV电力电缆线路的故障分类、判断方法、查找方法进行了阐述，为运行人员分析、查找、定位10kV电力电缆故障提供了理论依据和实际操作依据。
【关键词】 电缆故障分类测试
中图分类号：TM421 文献标识码：A
1引言
10kV电力电缆（以下简称电缆）由于机械损伤、绝缘老化、施工质量低、过电压等原因均会发生故障。电缆故障查找方法一般分故障性质诊断、故障测距、故障定点三个步骤进行。故障性质诊断过程，就是对电缆故障情况做初步了解和分析的过程，其次根据故障绝缘电阻的大小对故障性质进行分类，然后根据不同的故障性质选用不同的测试方法，粗测故障距离，最后在所测的故障距离范围内进行准确定点。
2电缆故障性质分类
电缆发生故障后一般先用2500V以上摇表或万用表判别故障类型。
2.1低电阻接地故障
如果电缆的绝缘介质损伤，相间或对地故障，称为低阻故障。一般电阻值在数百欧姆以下。若电阻为零，则称为短路故障，它是低阻故障的特例。
2.1.1 单相低电阻接地故障
电缆的单相低电阻接地故障是指电缆的一根芯线对地的绝缘阻值低于100kΩ，而芯线连续性良好，此类故障隐蔽性强。
2.1.2 两相短路故障
当出现电缆两相短路故障点，测量时可将任一故障芯线作接地，另一故障芯线接故障测试仪。
2.2高电阻接地故障
电缆的高电阻接地故障是指导体与铝护层或导体与导体之间的绝缘电阻值远低于正常值，但大于100kΩ，而芯线连续性良好。
2.2.1 完全断线故障
所谓完全断线故障是指各相绝缘良好，一相或者多相导线不连续。
2.2.2 不完全断线故障点
不完全断线点分高电阻断线(导体电阻大于1kΩ)和低电阻断线(导体电阻小于1kΩ)两种情况。它表现出各相绝缘良好，一相或多相导线不完全连续。
2.3开路故障
如果电缆绝缘正常，但因导体原因不能正常输送电压的一类故障可认为开路故障，如芯线或地线是断非断、线芯某一处存在较大的线电阻及断芯等情况。一般单纯性开路故障很少见到，多数表现为低阻和高阻故障并存。
3电缆故障性质判断方法
确定电缆故障类型的方法是用兆欧表在线路的一端测量各相的绝缘电阻。一般根据以下情况确定故障类型。
（1）当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻，或芯与芯之间绝缘电阻低于100 kΩ时，为低阻故障。
（2）当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻，或芯与芯之间绝缘电阻低于正常值很多，但高于100kΩ时，为高阻接地故障。
（3）当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘较高或正常，检查是否有断线，若有即为断线故障。
（4）当摇测电缆一芯或多芯导体不连续，在经过一芯或几芯对地绝缘电阻摇测后，判断为高阻或低阻接地线，为断线并接地。
4电缆故障查找方法
4.1脉冲法
对于低阻和开路故障，一般采用脉冲法。其工作原理为闪测仪本身产生并发射给故障电缆芯线一个脉冲信号，电缆中传输的脉冲信号遇到电缆绝缘有变化时（故障点或异常）时，产生一个反射脉冲，沿原电缆芯线回射到发射端。根据路程公式可得故障点到测试端距离。在脉冲法测电缆故障时，需要知道电缆绝缘介质时哪种，因为电信号在电缆中的传输速度，与电缆的绝缘介质有关。“脉冲法”主要用于测试各型两芯以上电缆的开路及低阻故障，或者测量电缆全长。
“脉冲法”测试波形如图4.1所示。
图4.1（a）中，t1时刻为闪测仪产生的发射脉冲，极性为正。t2时刻为电缆中的接头反射脉冲，t3时刻为开路故障点反射，t4时刻为开路故障点二次反射。图4.1（b）中，t1和t2时刻的含义与图4.1（a）中相同，t3时刻为低阻故障点反射，t4时刻为低阻故障点二次反射。测试端到故障点的距离应为仪器游标从t1走到t3所显示的距离数值。
“脉冲法”测试时测试波形具有以下特点：
相对于发射脉冲或前一次反射脉冲，开路故障反射脉冲为同极性反射，低阻故障反射脉冲为反极性反射。
故障点反射可能存在二次、三次等多次反射，后一次反射比前一次反射幅度小。
电缆中的接头可能存在反射，可在故障点反射脉冲的前后出现。若故障性质为短路或断线故障，接头反射只可能在故障点反射脉冲前出现。对接头的反射脉冲一般与发射脉
开路故障测试波形
低阻故障测试波形
图4.1“脉冲法”测试波形
冲同极性，偶尔也出现负极性，其幅度要比故障点或电缆终端的反射脉冲幅度小。T型接头反射脉冲与发射脉冲反极性，且辐度较大。
（4）测试电缆全长时，其终端需做开路处理，终端反射波形与开路故障相同。测试故障相时，当故障点为短路和断线故障点时，不存在终端反射脉冲，其它情况下可能存在电缆全长反射。
（5）分析“脉冲法”测试波形时，应抓住三要素：极性、幅度、时间。
4.2闪络法
用于测量高阻故障。其测量原理是“高压脉冲产生器”产生一高压脉冲加到被测故障电缆的故障相，故障点在高电压的作用下发生瞬间闪络放电，电火花使得故障点变为短路故障，并维持很短时间，在故障点和测量端间同时自动产生来回的反射波形。通过测量相邻两次来回反射波形的时间T,通过公式计算出故障点到测量端的距离。
波形分析：
冲闪法测试波形如图4.2所示。
图4.2（a）为标准的冲闪波形，测试端到故障点的距离S故应为游标从t1到t2的距离。
（a） 冲闪法波形
（b） 故障靠近终端的冲闪波形
（c） 故障靠近始端的冲闪波形
图4.2冲闪法测试波形
图4.2（b）为故障点靠近终端的冲闪波形，测试端到故障点的距离S故应为游标从t1到t2的距离。
图4.2（c）为故障点靠近测试端的冲闪波形，测试端到故障点的距离应为相邻两个正、负拐点或负、正拐点之间的读数，但为了减小读数误差，多取几个周期，用如下公式计算：
（m）①
①式中：n为第n个拐点；Sn为t0点到tn点之间的距离，故障点到测试端的距离应为Sn除以n。
按图4.2（c）所示：S=S15/15（m）
5电缆故障的定位
对于故障电缆，加一定的电压使采样器球隙放电产生脉冲，用定点仪在故障范围内进行定点，（低阻）金属性接地故障，震动比较微弱，用定点仪很难听到故障电缆的放电声，应根据粗测故障范围将故障电缆挖开，撒些黄沙粒或粗面粉，通过沙粒或面粉粒的震动确定故障点的位置；或者产生球隙放电时，用红外线测温仪对故障电缆测温，若某点温度发生攀升，说明该点就是电缆故障位置。
6結束语
电缆线路发生故障后，应立即进行查找和排除故障，以免扩大停电范围。为确保电缆线路的安全运行，预防很重要，要做好电缆运行的技术管理，加强巡视,并做好防止外力破坏电缆的防护措施。
参考文献
[1] 《供用电工人技能手册》.北京.中国电力出版社，2004。
【关键词】 电缆故障分类测试
中图分类号：TM421 文献标识码：A
1引言
10kV电力电缆（以下简称电缆）由于机械损伤、绝缘老化、施工质量低、过电压等原因均会发生故障。电缆故障查找方法一般分故障性质诊断、故障测距、故障定点三个步骤进行。故障性质诊断过程，就是对电缆故障情况做初步了解和分析的过程，其次根据故障绝缘电阻的大小对故障性质进行分类，然后根据不同的故障性质选用不同的测试方法，粗测故障距离，最后在所测的故障距离范围内进行准确定点。
2电缆故障性质分类
电缆发生故障后一般先用2500V以上摇表或万用表判别故障类型。
2.1低电阻接地故障
如果电缆的绝缘介质损伤，相间或对地故障，称为低阻故障。一般电阻值在数百欧姆以下。若电阻为零，则称为短路故障，它是低阻故障的特例。
2.1.1 单相低电阻接地故障
电缆的单相低电阻接地故障是指电缆的一根芯线对地的绝缘阻值低于100kΩ，而芯线连续性良好，此类故障隐蔽性强。
2.1.2 两相短路故障
当出现电缆两相短路故障点，测量时可将任一故障芯线作接地，另一故障芯线接故障测试仪。
2.2高电阻接地故障
电缆的高电阻接地故障是指导体与铝护层或导体与导体之间的绝缘电阻值远低于正常值，但大于100kΩ，而芯线连续性良好。
2.2.1 完全断线故障
所谓完全断线故障是指各相绝缘良好，一相或者多相导线不连续。
2.2.2 不完全断线故障点
不完全断线点分高电阻断线(导体电阻大于1kΩ)和低电阻断线(导体电阻小于1kΩ)两种情况。它表现出各相绝缘良好，一相或多相导线不完全连续。
2.3开路故障
如果电缆绝缘正常，但因导体原因不能正常输送电压的一类故障可认为开路故障，如芯线或地线是断非断、线芯某一处存在较大的线电阻及断芯等情况。一般单纯性开路故障很少见到，多数表现为低阻和高阻故障并存。
3电缆故障性质判断方法
确定电缆故障类型的方法是用兆欧表在线路的一端测量各相的绝缘电阻。一般根据以下情况确定故障类型。
（1）当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻，或芯与芯之间绝缘电阻低于100 kΩ时，为低阻故障。
（2）当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻，或芯与芯之间绝缘电阻低于正常值很多，但高于100kΩ时，为高阻接地故障。
（3）当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘较高或正常，检查是否有断线，若有即为断线故障。
（4）当摇测电缆一芯或多芯导体不连续，在经过一芯或几芯对地绝缘电阻摇测后，判断为高阻或低阻接地线，为断线并接地。
4电缆故障查找方法
4.1脉冲法
对于低阻和开路故障，一般采用脉冲法。其工作原理为闪测仪本身产生并发射给故障电缆芯线一个脉冲信号，电缆中传输的脉冲信号遇到电缆绝缘有变化时（故障点或异常）时，产生一个反射脉冲，沿原电缆芯线回射到发射端。根据路程公式可得故障点到测试端距离。在脉冲法测电缆故障时，需要知道电缆绝缘介质时哪种，因为电信号在电缆中的传输速度，与电缆的绝缘介质有关。“脉冲法”主要用于测试各型两芯以上电缆的开路及低阻故障，或者测量电缆全长。
“脉冲法”测试波形如图4.1所示。
图4.1（a）中，t1时刻为闪测仪产生的发射脉冲，极性为正。t2时刻为电缆中的接头反射脉冲，t3时刻为开路故障点反射，t4时刻为开路故障点二次反射。图4.1（b）中，t1和t2时刻的含义与图4.1（a）中相同，t3时刻为低阻故障点反射，t4时刻为低阻故障点二次反射。测试端到故障点的距离应为仪器游标从t1走到t3所显示的距离数值。
“脉冲法”测试时测试波形具有以下特点：
相对于发射脉冲或前一次反射脉冲，开路故障反射脉冲为同极性反射，低阻故障反射脉冲为反极性反射。
故障点反射可能存在二次、三次等多次反射，后一次反射比前一次反射幅度小。
电缆中的接头可能存在反射，可在故障点反射脉冲的前后出现。若故障性质为短路或断线故障，接头反射只可能在故障点反射脉冲前出现。对接头的反射脉冲一般与发射脉
开路故障测试波形
低阻故障测试波形
图4.1“脉冲法”测试波形
冲同极性，偶尔也出现负极性，其幅度要比故障点或电缆终端的反射脉冲幅度小。T型接头反射脉冲与发射脉冲反极性，且辐度较大。
（4）测试电缆全长时，其终端需做开路处理，终端反射波形与开路故障相同。测试故障相时，当故障点为短路和断线故障点时，不存在终端反射脉冲，其它情况下可能存在电缆全长反射。
（5）分析“脉冲法”测试波形时，应抓住三要素：极性、幅度、时间。
4.2闪络法
用于测量高阻故障。其测量原理是“高压脉冲产生器”产生一高压脉冲加到被测故障电缆的故障相，故障点在高电压的作用下发生瞬间闪络放电，电火花使得故障点变为短路故障，并维持很短时间，在故障点和测量端间同时自动产生来回的反射波形。通过测量相邻两次来回反射波形的时间T,通过公式计算出故障点到测量端的距离。
波形分析：
冲闪法测试波形如图4.2所示。
图4.2（a）为标准的冲闪波形，测试端到故障点的距离S故应为游标从t1到t2的距离。
（a） 冲闪法波形
（b） 故障靠近终端的冲闪波形
（c） 故障靠近始端的冲闪波形
图4.2冲闪法测试波形
图4.2（b）为故障点靠近终端的冲闪波形，测试端到故障点的距离S故应为游标从t1到t2的距离。
图4.2（c）为故障点靠近测试端的冲闪波形，测试端到故障点的距离应为相邻两个正、负拐点或负、正拐点之间的读数，但为了减小读数误差，多取几个周期，用如下公式计算：
（m）①
①式中：n为第n个拐点；Sn为t0点到tn点之间的距离，故障点到测试端的距离应为Sn除以n。
按图4.2（c）所示：S=S15/15（m）
5电缆故障的定位
对于故障电缆，加一定的电压使采样器球隙放电产生脉冲，用定点仪在故障范围内进行定点，（低阻）金属性接地故障，震动比较微弱，用定点仪很难听到故障电缆的放电声，应根据粗测故障范围将故障电缆挖开，撒些黄沙粒或粗面粉，通过沙粒或面粉粒的震动确定故障点的位置；或者产生球隙放电时，用红外线测温仪对故障电缆测温，若某点温度发生攀升，说明该点就是电缆故障位置。
6結束语
电缆线路发生故障后，应立即进行查找和排除故障，以免扩大停电范围。为确保电缆线路的安全运行，预防很重要，要做好电缆运行的技术管理，加强巡视,并做好防止外力破坏电缆的防护措施。
参考文献
[1] 《供用电工人技能手册》.北京.中国电力出版社，2004。