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电缆故障的判断、测试与处理摘要：无论是高压电缆还是低压电缆，在施工安装、运行过程中经常因短路、过负荷运行、绝缘老化或外力作用等原因造成故障。电缆故障可概括为接地、短路和断线故障，对于那些肉眼不易察觉的故障不靠测试手段很难发现。因此，电缆故障测试水平的提高，会缩短电缆故障的查找时间，使企业因停电引起的损失减小到最低程度。本文介绍的故障查找方法为声测法。故障查明后，我们对故障电缆的处理方式为热收缩式电缆附件。关键词： 电缆故障 故障类型 查找方法 热收缩式我厂总降压变电所6KV出线及铅配电站、硫酸配电站和制氧电站的6KV出线都经过电解车间、硫酸车间及焙烧车间等生产车间，途中具有大量腐蚀性气体、液体及易燃易爆场所，采用电力电缆作为供电线路是唯一的选择且具有一定的优越性。电缆线路敷设方式有电缆桥架、直埋及电缆沟敷设等几种。电缆线路在运行中，常常会产生各种类型的故障，对于有明显断开间隙的故障我们可以在很短时间内恢复送电，而对于那些肉眼不易察觉的故障不靠测试手段则很难发现。我厂的电力电缆自投运以来已连续运行十七个年头，近几年来在大修期间的电缆耐压试验中，电缆故障时有发生，仅在2000年大修期间，电缆故障就高达八次之多，对生产造成了很大影响。因此，电缆故障测试技术的提高对我厂缩短处理电缆事故的时间、减少因停电而造成的经济损失有着很大的实际意义。下面，就电缆故障的类型、故障点的查找及故障电缆的处理作以下论述。一、故障的类型电力电缆由于机械损伤、酸浸蚀造成的绝缘老化、过电压、过流等原因都会发生故障，根据故障性质电缆故障可分为接地、短路与断线故障。二、故障的判断方法对于直接短路或断线故障用万用表可直接测量判断，对于非直接短路和接地故障，用兆欧表摇测芯线间绝缘电阻或芯线对地绝缘电阻，根据其阻值可判定故障类型。判断方法如下：序号试验项目试验结果故障类型1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100K高电阻接地故障3摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻，进行导体连续性试验绝缘电阻正常，导体连续性试验发现有断线断线故障4摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻，进行导体连续性试验绝缘电阻较高或较低，导体连续性试验发现一芯或几芯导体不连续断线并接地故障5预防性耐压试验闪络有时会连续多次发生，每次间隔几秒到几分钟闪络性故障 三、故障点的查找方法 我厂普遍采用的办法是声测法，所谓声测法，就是根据故障电缆放电的声音进行查找，该方法对于高压电缆芯线对绝缘层闪络放电较为有效，所用设备为直流升压变压器。接线如图1所示。其中SYB为升压变压器，C为高压电容器，ZL为高压整流硅堆，R为限流电阻，Q为放电小球间隙，L为电缆芯线。 当电容器C充电到一定电压值时，放电小球间隙对电缆故障芯线放电，在故障处电缆芯线对绝缘层放电产生“叭叭”的火花放电声，对于电缆桥架或电缆沟敷设电缆凭听觉可直接查找。若为直埋电缆，可用电缆路径测试仪探明走向(此仪器测量路径基于电磁感应原理，测量时在电缆的一相加入一定频率的交变电流，沿电缆线路周围将辐射有同频率的交变电磁场，根据接收机探测线圈的不同位置所反映的声音大小，可以确定被测电缆的走向和埋设深度)，在确定电缆走向的前提下，再在噪音最小的时候，借助助听器或听诊器等音频放大设备进行查找。查找时，将拾音器贴近地面，沿电缆走向慢慢移动，当听到“叭、叭”放电声最大时，该处即为故障点。因为声测法的测量中有很高的电压，所以一定要注意人身安全，在历次的测量中，我车间都设专人在试验设备端和电缆末端进行监视。四、电缆故障的处理 在查找着故障点后，我们针对不同类型的故障采用不同的处理办法，分别如下： l、单相接地故障，通常采用干包的方法进行处理。即对接地点的绝缘进行部分清除，然后将半导体、高压绝缘胶带及绝缘塑料带进行逐层缠绕以达到绝缘水平。2、短路故障及断线故障，采用热收缩式电缆附件将故障电缆进行连接，具体情况如下所述。 电缆用热收缩电缆附件中的附加绝缘、屏蔽、护层、雨罩及分支套等均称为热收缩部件。它的电场控制均采用应力控制管或应力控制带来实现。加热工具采用酒精喷灯。一定要控制好火焰，不致过大，操作时要不停地晃动火源，不可对准一个位置长时间加热，以免烫伤热收缩部件。喷出的火焰应该是充分燃烧的，不可带有烟，以免炭粒子吸附在热收缩部件表面，影响其性能。 在收缩管材时，一般要求从中间开始向两端或从一端向另一端沿圆周方向均匀加热，缓慢推进，以避免收缩后的管材沿圆周方向出现厚薄不均匀和层间夹有气泡的现象。 热收缩电缆附件生产厂家较多，产品的安装尺寸和结构略有差异，现介绍目前较为普遍采用的结构及其安装程序。1)热收缩电缆终端头10KV三芯电缆终端头电缆剥切图见图5-1。图中，L为三芯电缆终端头电缆剥切长度，户内为550mm、户外为750mm。j为端子孔深十10mm。(1)剥切电缆：按图51所示尺寸剥去电缆外护层、钢带(若有钢带)和内护层。(2)剥切屏蔽铜带和半导电层(对l 0kV三芯电缆)：从分支套指端上部50mm处开始剥去屏蔽铜带。保留20mm半导电层外，其余剥去，保留的半导电层端部应按安装工艺一般程序和要求处理。 (3)剥切线芯末端绝缘：按接线端子孔深加l0mm的长度剥去线芯末端绝缘；(4)压接接线端子：压接后除去毛刺和飞边。(5)安装应力管：用清洗剂擦净绝缘表面。注意：擦过半导电层的清洗布不可再擦绝缘。在绝缘表面均匀地涂一层硅脂，套入应力管，应力管下端覆盖到电线屏蔽铜带上面(10kV电缆为20mm)。自下而上地加热收缩，避免应力管与线芯绝缘之间留有气隙。(6)安装绝缘管：用填充胶带绕包应力管端部与线芯绝缘之间的阶梯，使之为平滑的锥形过渡面。再用密封胶带包绕分支套指端(二层)。然后，套绝缘管(10kV三芯电缆套到分支套指端根部)，再由下向上加热收缩。 (7)安装密封管：切去多余长度的绝缘管，l0kV电缆切到与线芯绝缘末端平齐，接着用密封胶带包绕填平接线端子压坑以及电缆绝缘与接线端子之间的间隙。最后，套密封管，加热收缩。 (8)套标志管：将红、绿、黄相色标志管套在接线端子压接部位后加热收缩。(9)安装雨罩：l0kV三芯电缆先将三孔雨罩套在三相线芯上，离分支套分叉处约l00mm处，加热收缩固定，再套单孔雨罩，加热收缩固定。雨罩数量如下：10kV三芯电缆户外终端头安装一只三孔雨罩，每相线芯上再加两只单孔雨罩，户内终端头不装雨罩。户内终端头每相线芯安装四只雨罩。需要说明：当实际安装的热收缩附件产品结构和安装工艺与上述内容有差异时，应按生产厂提供的安装工艺说明书操作。因为热收缩材料只是在收缩温度以上具有弹性，在常温下是没有弹性和压紧力，所以安装以后的热缩终端头不应再弯曲和扳动，否则将会造成层间脱开，形成气隙，在施加电压时引起内部放电。如果将终端头安装固定到设备上时必须扳动或弯曲，则应在定位以后再加热收缩一次，以消除因扳动或弯曲而形成的层间间隙。2)热收缩电缆接头10kV绝缘电缆热收缩式接头安装程序为： (1)剥切电缆：按图5-2所示尺寸剥去电缆外护层、钢带(若有钢带)、内护层、铜带、外半导电层和线芯末端绝缘。需要说明两点：由于各电缆附件制造厂家提供的热收缩式电缆接头结构和尺寸不完全相同，热收缩管材长度也有区别，所以，图中的电缆剥切长度上和屏蔽铜带剥切长度L1尺寸应按实际安装的产品生产厂家提供的材料和安装工艺说明书来确定。由于需要将绝缘管、半导电管和屏蔽铜丝网等预先套在各相线芯上以后才能压接导体连接管，所以接头两端L不相等，但是Ll是相等的。J为电缆末端绝缘剥切长度，通常为导体连接管一半长度加上10mm。(2)安装应力管：将六根应力管分别套在两端电缆六根线芯上，覆盖屏蔽铜带20mm，加热收缩固定(如果应力管为贯穿接头的一根管子，则应在导体连接后再固定)。(3)套各种管材和屏蔽铜网：将接头热缩外护套管、金属护套管(若有金属护套管)套在电缆一端上，再将屏蔽铜网和三组管材(包括绝缘管和半导电管)分别套在剥切长端的三根线芯上。(4)压接导体连接管：导体连接管压接后除去飞边和毛刺，清除金属屑末，再用半导电橡胶自粘带包绕填平压抗，然后用填充胶带包绕连接管及两端凹陷处，使之光滑圆整。(5)安装绝缘管：用填充胶带或绝缘橡胶自粘带包绕填充应力管端头与线芯绝缘之间的台阶，操作时应认真仔细，使之成为均匀过渡的锥面。接着抽出内绝缘管，在置于接头中间位置后加热收缩，最后抽出外绝缘管置于接头中间位置，加热收缩。加热应从中间开始沿圆周方向向两端缓慢推进，防止内部留有气泡。(6)安装半导电管：在绝缘管两端用填充胶带或绝缘橡胶自粘带包绕填充，以形成均匀过渡的锥面，再将半导电管移到接头中间位置，并从中间向两端均匀加热收缩，两端与电缆半导电层搭接处用半导电带包绕填充，形成均匀过渡锥面。如果用两根半导电管相互搭接，则搭接处应尽可能避免有气隙。(7)安装屏蔽铜丝网：将屏蔽铜丝网移至接头中间位置，向两边均匀拉伸，使之紧密覆盖在半导电管上，两端用裸铜丝绑扎在电缆屏蔽铜带上，并焊牢。可采用缠绕方式将屏蔽铜丝网包覆在接头半导电层外面。 （8）焊接过桥线：将规定截面的镀锡铜编织线两端用裸铜丝分别绑扎并焊接在三根线芯的屏蔽铜带上，然后将三相线芯靠拢，在线芯之间施加填充物，用白纱带或PVC带扎紧。 (9)安装内护套管：在接头两端电缆内护套处包绕密封胶带，将内护套管移至接头处，两端搭接在电缆内护套上后加热收缩。 （10)焊接钢带跨接线：用10mm2镀锡铜编织线或多股铜绞线，两端分别绑扎并焊接在两侧电缆的钢带上。 （11）安装外护套管：将金属护套管移至接头位置，两端用铜丝扎紧在电缆外护层上，再将热缩护套管移到金属护套管上，加热收缩，两端应覆盖在电缆外护层上。当不用金属护套管时，则应将热缩外护套管移到接头位置，覆盖在内护套管