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摘要：随着国家电力系统的进一步发展与城市建设规划的要求、各种电缆越来越多地运用到生产生活的各个领域，因此发生故障的情况越来越多，而且一般都埋入地下或进入电缆沟敷设，当发生电缆故障后，快速判断故障点并加以隔离变得越来越重要。本文重点总结了电力电缆发生故障的原因，并对故障进行归类，同时介绍几种故障检查方法，并对电力电缆的维护和故障预防进行简要说明，为迅速查找与排除电力电缆故障、及时恢复供电提供指导。
关键字：电力 电缆 故障分析
一、事件背景
2013年9月，我厂3号主变在正常运行情况下，发现主变流变A相绝缘降低报警，检查发现流变端子箱内有一组流变接线端子烧毛现象，进一步检查发现是电缆接头有老化迹象，外部绝缘已破损导致有接地故障发生。
二、电力电缆概述
电力电缆是导线外带有优质绝缘结构，并有良好保护层的电缆。其主要功能是在电力系统中传输和分配大容量的电能作用，其优点是电力电缆可在各种场合下敷设、安全隐蔽，不受外界气候干扰，可较少维护，经久耐用，缺点是成本较高，发生故障时不利于查找。
电力电缆具有以下特性：
1、能承受较高、极高的工作电压，具有优良电气绝缘性能。
2、能传输很大的电流（几百安、几千安）应具有较好的耐热性和散热性。
3、要求敷设在各种环境下，因此有多种结构的护层保护。
4、由于电力系统的容量、电压、相数的不同和敷设环境的变化，使电力系统的品种、规格比较多。
电缆按绝缘材料可分为油浸纸绝缘电力电缆、塑料绝缘电力电缆、橡皮绝缘电力电缆。按电压等级可分为中、低压电力电缆（35千伏及以下）、高压电缆 （110千伏以上）、超高压电缆（275～800千伏）以及特高压电缆（1000千伏及以上）。此外，还可按电流制分为交流电缆和直流电缆。
三、电力电缆运行中故障分析与检测
电力电缆在电网运行中不但要承受电网自身的电压，而且还要承受来自外界的各种过电压冲击，以及生产技术、安装工艺、大气环境的影响，因此不可避免的会发生各种故障。
通过统计和比较分析可以得出常见的故障现象有：电缆接头和电缆终端的绝缘缺陷，电缆本身受到机械损伤、电缆霉热、化学腐蚀、绝缘劣化和局部放电等。
1、电缆故障与原因
（1）机械损伤：原因是由于电缆安装时不小心造成的机械损伤或安装后靠近电缆施工造成的机械损伤引起的；比如直接受到重物坠落或者是施工机械外力作用损伤，地面沉降引起电缆断裂等。
（2）绝缘受潮引起闪络性故障：主要是终端头和中间接头施工不良使水分侵入电缆内部或者是电缆内护层破损而使水分侵入。比较常见的是电腐蚀与化学腐蚀两种。
电腐蚀：如果电力电缆埋设在强力电场的地面下，往往出现电缆外皮铅包腐蚀致穿的现象，导致潮气侵入，绝缘破坏。
化学腐蚀：电缆埋设在有酸碱作业的地区或有蒸汽的煤气站附近，往往造成电缆铠装和铅包大面积长距离被腐蚀。
（3）过电压：由于大气过电压或内部过电压所引起的绝缘击穿。过电压击穿，特别是电力系统内部过电压所造成的电缆击穿，往往是多根电缆同时发生。
（4）绝缘老化：其原因是由于在运行过程中各种因素长期作用，导致材料电气性能和机械性能劣化的结果，其主要因素是热量积累。过热会使绝缘脆化和容易断裂，过热的原因往往是由于散热不良或过负荷引起。
（5）电缆接地工艺，出现错误接线等接法，导致接地线形成环流或断裂，主要表现在：接地线截面较小、未焊接，导致接地线断裂。
2、故障检测方法
为了分析方便，将电缆故障分为高压电缆故障和低压电缆故障两种。低压电缆故障只有三种情况：开路、短路和断路。高压电缆主要是以运行故障为主，且大多数是高阻故障，而高阻故障又分泄露和闪络两大类型。
（1）电桥法
电桥法就是用双臂电桥测出电缆芯线的直流电阻值，再准确测量电缆实际长度，按照电缆长度与电阻的正比例关系，计算出故障点。该方法对于电缆芯线间直接短路或短路点接触电阻小于1Ω的故障，判断误差一般不大于3m，对于故障点接触电阻大于1Ω的故障，可采用加高电压烧穿的方法使电阻降至1Ω以下，再按此方法测量。
（2）低压脉冲法测试法-----低阻故障
用低压脉冲法可以直观地看到低阻、短路故障及断路故障。测试时，在电缆故障相上加上低压脉冲，该脉冲沿电缆传播直到阻抗失配的地方，如中间接头、T型接头、短路点、断路点和终端头等，在这些点上都会引起电波的反射，反射脉冲回到电缆测试端时被追踪仪接收。追踪仪可以适时显示这一变化过程。
根据电缆的测试波形我们可以判断故障的性质，当发射脉冲与反射脉冲同相时，表示是断路故障或终端头开路。当发射脉冲与反射脉冲反相时，则是短路接地或低阻故障。
（3）高压闪络法测量法-----高阻故障
从介质的电击穿现象可以发现，只要对电缆加足够高的电压，故障点就会发生击穿现象。在击穿的瞬间，故障点被放电电弧短路，所以在故障点放电前后，就会产生电压的跃变。由于介质击穿，其电离过程需要一定的时间，而弧光放电一般要持续数百微秒到几个毫秒，因此跃变电压在放电期间就以波的形式在故障点和电缆端头之间来回反射。如果在电缆的端头（始端或终端），把瞬间跃变电压及来回反射的波形记录下来，便可测量出电波来回反射的时间；再根据电波在电缆中的传播速度，就可以算出故障點到端头的距离。
四、运行中防止电力电缆故障应采取的措施
1、防止机械损伤：电缆敷设时表面加以遮盖防护。
2、提高安装工艺：
a.剥离护套、绝缘屏蔽要细心，绝缘表面应彻底打磨和清洁，防止杂质颗粒遗留在绝缘上。
b.焊接地线用烙铁，防接地线断裂。
c.加热收缩材料，应适当控制温度和距离，并要缓慢均匀收缩，不得直接使用喷灯，避免直接损伤绝缘。
d.安装环境应无灰尘，温度在0℃以上，湿度在70%以下。
e.铠甲层和铜屏蔽层要单独接地，且其截面不小于25mm2。
f.单芯电缆接地，要一点接地，且必须是受电端，三芯电缆要两端接地。
3、提高端头和中间接头的施工质量：主要是防止水分进入引起绝缘降低，对35kV及以上的电缆应包缠好应力锥和装好接地屏蔽环，以使电场分布均匀，提高绝缘水平。
4、严防电缆受潮，做好电缆外层防护。
5、定期测量电缆的直流电阻，做好电缆定期检查工作。
五、结论
通过以上分析，总结电力电缆的故障及其原因，提高电缆运行效率，为今后工作做好预防措施。
关键字：电力 电缆 故障分析
一、事件背景
2013年9月，我厂3号主变在正常运行情况下，发现主变流变A相绝缘降低报警，检查发现流变端子箱内有一组流变接线端子烧毛现象，进一步检查发现是电缆接头有老化迹象，外部绝缘已破损导致有接地故障发生。
二、电力电缆概述
电力电缆是导线外带有优质绝缘结构，并有良好保护层的电缆。其主要功能是在电力系统中传输和分配大容量的电能作用，其优点是电力电缆可在各种场合下敷设、安全隐蔽，不受外界气候干扰，可较少维护，经久耐用，缺点是成本较高，发生故障时不利于查找。
电力电缆具有以下特性：
1、能承受较高、极高的工作电压，具有优良电气绝缘性能。
2、能传输很大的电流（几百安、几千安）应具有较好的耐热性和散热性。
3、要求敷设在各种环境下，因此有多种结构的护层保护。
4、由于电力系统的容量、电压、相数的不同和敷设环境的变化，使电力系统的品种、规格比较多。
电缆按绝缘材料可分为油浸纸绝缘电力电缆、塑料绝缘电力电缆、橡皮绝缘电力电缆。按电压等级可分为中、低压电力电缆（35千伏及以下）、高压电缆 （110千伏以上）、超高压电缆（275～800千伏）以及特高压电缆（1000千伏及以上）。此外，还可按电流制分为交流电缆和直流电缆。
三、电力电缆运行中故障分析与检测
电力电缆在电网运行中不但要承受电网自身的电压，而且还要承受来自外界的各种过电压冲击，以及生产技术、安装工艺、大气环境的影响，因此不可避免的会发生各种故障。
通过统计和比较分析可以得出常见的故障现象有：电缆接头和电缆终端的绝缘缺陷，电缆本身受到机械损伤、电缆霉热、化学腐蚀、绝缘劣化和局部放电等。
1、电缆故障与原因
（1）机械损伤：原因是由于电缆安装时不小心造成的机械损伤或安装后靠近电缆施工造成的机械损伤引起的；比如直接受到重物坠落或者是施工机械外力作用损伤，地面沉降引起电缆断裂等。
（2）绝缘受潮引起闪络性故障：主要是终端头和中间接头施工不良使水分侵入电缆内部或者是电缆内护层破损而使水分侵入。比较常见的是电腐蚀与化学腐蚀两种。
电腐蚀：如果电力电缆埋设在强力电场的地面下，往往出现电缆外皮铅包腐蚀致穿的现象，导致潮气侵入，绝缘破坏。
化学腐蚀：电缆埋设在有酸碱作业的地区或有蒸汽的煤气站附近，往往造成电缆铠装和铅包大面积长距离被腐蚀。
（3）过电压：由于大气过电压或内部过电压所引起的绝缘击穿。过电压击穿，特别是电力系统内部过电压所造成的电缆击穿，往往是多根电缆同时发生。
（4）绝缘老化：其原因是由于在运行过程中各种因素长期作用，导致材料电气性能和机械性能劣化的结果，其主要因素是热量积累。过热会使绝缘脆化和容易断裂，过热的原因往往是由于散热不良或过负荷引起。
（5）电缆接地工艺，出现错误接线等接法，导致接地线形成环流或断裂，主要表现在：接地线截面较小、未焊接，导致接地线断裂。
2、故障检测方法
为了分析方便，将电缆故障分为高压电缆故障和低压电缆故障两种。低压电缆故障只有三种情况：开路、短路和断路。高压电缆主要是以运行故障为主，且大多数是高阻故障，而高阻故障又分泄露和闪络两大类型。
（1）电桥法
电桥法就是用双臂电桥测出电缆芯线的直流电阻值，再准确测量电缆实际长度，按照电缆长度与电阻的正比例关系，计算出故障点。该方法对于电缆芯线间直接短路或短路点接触电阻小于1Ω的故障，判断误差一般不大于3m，对于故障点接触电阻大于1Ω的故障，可采用加高电压烧穿的方法使电阻降至1Ω以下，再按此方法测量。
（2）低压脉冲法测试法-----低阻故障
用低压脉冲法可以直观地看到低阻、短路故障及断路故障。测试时，在电缆故障相上加上低压脉冲，该脉冲沿电缆传播直到阻抗失配的地方，如中间接头、T型接头、短路点、断路点和终端头等，在这些点上都会引起电波的反射，反射脉冲回到电缆测试端时被追踪仪接收。追踪仪可以适时显示这一变化过程。
根据电缆的测试波形我们可以判断故障的性质，当发射脉冲与反射脉冲同相时，表示是断路故障或终端头开路。当发射脉冲与反射脉冲反相时，则是短路接地或低阻故障。
（3）高压闪络法测量法-----高阻故障
从介质的电击穿现象可以发现，只要对电缆加足够高的电压，故障点就会发生击穿现象。在击穿的瞬间，故障点被放电电弧短路，所以在故障点放电前后，就会产生电压的跃变。由于介质击穿，其电离过程需要一定的时间，而弧光放电一般要持续数百微秒到几个毫秒，因此跃变电压在放电期间就以波的形式在故障点和电缆端头之间来回反射。如果在电缆的端头（始端或终端），把瞬间跃变电压及来回反射的波形记录下来，便可测量出电波来回反射的时间；再根据电波在电缆中的传播速度，就可以算出故障點到端头的距离。
四、运行中防止电力电缆故障应采取的措施
1、防止机械损伤：电缆敷设时表面加以遮盖防护。
2、提高安装工艺：
a.剥离护套、绝缘屏蔽要细心，绝缘表面应彻底打磨和清洁，防止杂质颗粒遗留在绝缘上。
b.焊接地线用烙铁，防接地线断裂。
c.加热收缩材料，应适当控制温度和距离，并要缓慢均匀收缩，不得直接使用喷灯，避免直接损伤绝缘。
d.安装环境应无灰尘，温度在0℃以上，湿度在70%以下。
e.铠甲层和铜屏蔽层要单独接地，且其截面不小于25mm2。
f.单芯电缆接地，要一点接地，且必须是受电端，三芯电缆要两端接地。
3、提高端头和中间接头的施工质量：主要是防止水分进入引起绝缘降低，对35kV及以上的电缆应包缠好应力锥和装好接地屏蔽环，以使电场分布均匀，提高绝缘水平。
4、严防电缆受潮，做好电缆外层防护。
5、定期测量电缆的直流电阻，做好电缆定期检查工作。
五、结论
通过以上分析，总结电力电缆的故障及其原因，提高电缆运行效率，为今后工作做好预防措施。