1、电力电缆敷设及故障点检测【摘要】 本文介绍了电力电缆故障的分类,分析了电力电缆的敷设流程，最后介绍了几种检测电缆故障点的办法。 【关键词】电力电缆；敷设；故障点；检测 中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号： 一、前言 社会经济和电力系统发展十分迅速,电缆线路因为具有独特的优势，所以慢慢的取代了架空线路，并且成为输电线路中非常重要的组成部分。尤其是交联聚乙烯电力电缆,本身具有非常优越的电气绝缘性能,并且构造非常简单，要求现场安装条件不高，而且施工很便捷，所以被大力的推广和运用。一般很多电缆线路都埋在地下,如果有停电事故发生，想要查找故障就会显得非常困难,而且需要花费很多的人力、物
2、力和财力,同时会对用电可靠性带来了影响。所以,笔者结合了交联聚乙烯电力电缆的特点,对故障原因进行分析，并且提出一些相应的探测方法,其目的就是为了快速找到故障点,从而提高抢修效率。 二、电力电缆的敷设 根据电力电缆自身的特点和安装要求的不同,电力电缆也有不同的敷设方式。一般来说有以下几种方式:直埋敷设、电缆沟敷设、沿墙敷设、电缆隧道敷设和适用于公路、铁路等狭窄情况的排管敷设等。电缆敷设时应注意如下事项: 1、电缆敷设应有波浪形。多根电缆敷设时,应先敷设规格最大的电缆,依次下沟。高压电缆与低压电缆交叉敷设时,高压电缆要放在低压电缆下面,其距离不应小于 500 mm。 2、电缆接头两端应留有 1.5
3、 mm 左右的余隙,以备检验,如果发现受潮可截去一段。电缆引入建筑物、引上电杆和中间接头的两端也应留有余量,以便有故障时修理备用。 3、电缆引入建筑物应穿在保护管中,管口要用麻带填满,并用沥青或粘土封口,以防水分渗入。 4、沿斜坡或垂直敷设油浸纸绝缘电缆时,由于电缆中的浸渍剂会流动,因此电缆两端的位差不能超过规定的数值。 5、电缆敷设完毕后,应沿线路进行整理,然后在电缆上面覆盖 100 mm厚的细砂土,盖上电缆盖板,并每隔 20 m 左右及终端、转弯处竖立电缆标志牌。最后对电缆沟覆土,覆土要高出地面 200 mm 左右,以防松土沉陷。 三、电缆故障分类 电缆故障点的等效电路如图 1 所示，G
4、是击穿间隙(击穿电压为 Ug),Rf 是故障点绝缘电阻,Cf 是局部分布电容,这三个值之间不存在对应联系,而且随着电缆故障的不同是变化的。 图 1 电缆故障点等效电路 电缆故障的情况比较复杂因此故障分类方法也相应较多 1、按故障现象划分:电缆绝缘击穿而引起的故障；电缆外力拉断或导体烧断引起的故障。 2、按故障性质划分:接地故障、短路故障、断线故障、闪络性故障和混合故障。 3、按故障部位划分:电缆本体或附件故障。 4、实际的电缆故障形式是以上多种故障的组合形式出现,比较多见的是相对地、和断线并接地故障。 四、电力电缆故障的检测 1、电桥法 （一）低电阻故障 其工作原理见图 2。 Lx 是故障点距
5、电缆头的长度,单位为 m, L 是电缆总长度,单位为 m, Rx 是电缆芯线的电阻,单位为 , R1、R2 是电桥两臂的电阻值,单位为 。 图 2 低电阻故障检测原理图 （二）高电阻接地故障 检测方法与低电阻接地故障相同,一般用 QF1-A 型电桥来测量,其工作原理图同图 2 所示相同,但是要求电桥、检流计均应处于高压位置,且应很好地与地绝缘。 （三）完全断线故障 其工作原理如图 3 所示。 图 3 完全断线故障检测原理图 Lx 是故障点距电缆头的长度,单位为 m; L 是电缆总长度,单位为 m; CE 是故障相所在 E 端所测得的电容,单位为 F; CF 是故障相所在 F 端所测得的电容,单
6、位为 F。 （四）不完全断线故障 这种故障用兆欧表测量,表现为各相绝缘良好,一相或多相导线不完全连接。这种故障又可分为低电阻断线和高电阻断线,当故障类型为低电阻断线时,可用低压电流使其烧断,然后再按完全断线故障的方法进行检测。若是高电阻断线则可用交流电桥法来测量,测量原理见图 4 所示。 图 4 不完全断线故障检测原理图 (五)完全断线并接地故障 这种故障表现为一端各相绝缘良好,而另一端接地,可采用完全断线故障的检测方法。 (六)不完全断线并接地故障 1、测声法： 所谓测声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。此方法所用设备为直流耐压试验机。当电
7、容器 C 充电到一定电压值时，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“滋、滋”的火花放电声，对于明敷设电缆凭听觉可直接查找，若为地埋电缆，则首先要确定并标明电缆走向，再在杂噪声音最小的时候，借助耳聋助听器或医用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“滋、滋 ”放电声最大时，该处即为故障点。使用该方法一定要注意安全，在试验设备端和电缆末端应设专人监视。 2、电容电流测定法： 电缆在运行中，芯线之间、芯线对地都存在电容，该电容是均匀分布的，电容量与电缆长度呈线性比例关系，电容电流测定法就是根据这一原理进行测定的，对于电缆芯线断线故障的
8、测定非常准确。测量步骤： （一）首先在电缆首端分别测出每相芯线的电容电流(应保持施加电压相等)Ia、Ib、Ic 的数值。 （二）在电缆的末端再测量每相芯线的电容电流 Ia、Ib、Ic的数值，以核对完好芯线与断线芯线的电容之比，初步可判断出断线距离近似点。 （三）根据电容量计算公式 C=1/2fU 可知，在电压 U、频率 f 不变时 C 与 I 成正比。因为工频电压的 f(频率)不变，测量时只要保证施加电压不变，电容电流之比即为电容量之比。设电缆全长为 L，芯线断线点距离为 X，则 Ia/ Ic=L/X，X=( Ic/ Ia)L。 测量过程中，只要保证电压不变，电流表读数准确，电缆总长度测量精确
9、，其测定误差比较小。 3、零电位法： 零电位法也就是电位比较法，它适应于长度较短的电缆芯线对地故障，应用此方法测量简便精确，不需要精密仪器和复杂计算，其接线如图 5 所示，测量原理如下：将电缆故障芯线与等长的比较导线并联，在两端加电压 E 时，相当于在两个并联的均匀电阻丝两端接了电源，此时，一条电阻丝上的任何一点和另一条电阻丝上的对应点之间的电位差必然为零。反之，电位差为零的两点必然是对应点。因为微伏表的负极接地，与电缆故障点等电位，所以，当微伏表的正极在比较导线上移动至指示值为零时的点与故障点等电位，即故障点的对应点。 图中 K 为单相闸刀开关，E 为 6V 蓄电池或 4 节 1 号干电池，
10、G 为直流微伏表，测量步骤如下： （一）先在 b 和 c 相芯线上接上电池 E，再在地面上敷设一根与故障电缆长度相等的比较导线 S，该导线要用裸铜线或裸铝线，其截面应相等，不能有中间接头。 （二）将微伏表的负极接地，正极接一根较长的软导线，导线另一端要求在敷设的比较导线上滑动时能充分接触。 （三）合上闸刀开关 K 将软导线的端头在比较导线上滑动，当微伏表指示为零时的位置即为电缆故障点的位置。 五、结束语 通过上述论述，不难看出电缆故障具有突发性、不确定性以及很难查找到故障点等特点。因此需要拥有丰富的查障经验和先进的检测设备，而且还有对各种故障探测原理、方法和故障探测设备进行充分的掌握和熟悉,同
11、时使用正确的探测方法和流程,这些都能够有效的提高故障探测的速度和质量。 参考文献： 1 刘宝君. 浅谈电缆敷设施工中应注意的问题J. 黑龙江科技信息. 2013(02) 2 陈明. 电力电缆选择与敷设设计概议J. 中国高新技术企业. 2013(04) 3 李华. 地埋电力线路的设计和施工J. 农村电工. 2013(02) 4 方晓明,曹志强. 高压电缆敷设于长距离大桥应对大桥伸缩缝问题的探讨J. 华东电力. 2013(03) 5 姜颖. 110kV 电缆穿管敷设J. 电源技术应用. 2013(01) 6 周贺,吴睿,傅依淼. 复合聚丙烯单壁波纹管在电缆排管中的应用J. 安徽电力. 2012(03)
