电缆故障产生的原因分析及测试方法

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该文着重分析了电缆故障产生的原因，并针对电缆故障的特征，指出了探测该类电缆故障最有效的方法。

电缆故障；绝缘老化；机械损伤；击穿；测试

1.电缆故障产生的原因

引起电缆故障的原因很多，大致可以分为以下几种。

机械损伤。由机械损伤引起的电缆故障占电缆事故很大的比例。有些机械损伤很轻微，当时并未造成故障，要在数月甚至数年后损伤才发展成故障。造成电缆机械损伤的主要原因有：

安装时损伤。安装时不小心碰伤电缆；机械牵引力过大拉伤电缆；过度弯曲折伤电缆。直接受外力损伤。在安装后的电缆路径上或附近进行土建施工，使电缆直接受外力损伤。行驶车辆的震动或冲击性负荷也会造成地下电缆的铅（铝）包裂损。因自然现象造成的损伤。如中间接头或终端头的内绝缘胶膨胀而胀裂外壳或电缆外套；装在管口或支架上的电缆外皮擦伤；因土地沉降引起过大压力，拉断接头或导体。

绝缘受潮。绝缘受潮后会引起电缆耐压下降而产生故障。电缆受潮的主要原因有：因接头盒或终端盒结构不密封或安装不良而导致进水。电缆制造不良，金属护套有小孔或裂缝。金属护套因被外物刺伤或腐蚀穿孔。

绝缘老化变质。绝缘老化会引起电缆耐压下降而产生故障。电缆老化的主要原因有：绝缘介质内部的渣质或气隙，在电场作用下产生游离和水解。电缆过负荷或电缆沟通风不良，造成局部过热。油浸纸绝缘电缆的绝缘物流失。电力电缆超时限使用。

过电压。过电压会使有缺陷的电缆绝缘层发生电击穿，引起电缆故障。其主要原因有：大气过电压（如雷电）；内部过电压（操作过电压）。

设计和制造工艺不良。电缆头与中间头设计和制作工艺不良，也会引起电缆故障。其主要原因为：电场分布设计不周密；材料选用不当；工艺不良，不按规程要求制作。

2.特征及测试方法

根据电力电缆在运行或预防性试验中，电缆、电缆头及中间盒出现不同特点的绝缘破坏，可以分为以下几种情况。

放炮故障。在工矿企业，运行中的电力电缆，由于种种原因，绝缘出现严重破坏，产生跳闸的事故，称为电缆放炮。这类故障的特点是：电缆故障点多数有铅包或铜包破裂，外部有不同程度的变形，电缆故障性质常表现为两相短路接地或两相断线并接地，其接地电阻一般都较小。解剖故障点，可发现电弧击穿的碳化点或树状放电碳道与裂痕。电缆放炮故障，其故障特征明显，大多数情况下，运行值班人员都能提供放炮大致位置。所以，这类故障除少数较复杂的情况需测距外，一般只要用万用表测定故障的具体性质（单相接地、短路接地、断线接地等），可用声测法直接定点，简单明了。

击穿事故。实际工作中，因预防性试验而触发的电缆绝缘破坏事件，习惯称为电缆击穿。该类故障均发生在直流试验电压下，其绝缘破坏为电击穿，接地点一般铅包或铜皮完好，外部无明显变形（机械创伤处除外）。电缆击穿故障多为单纯性接地故障，其接地电阻较高，解剖故障点，绝缘材料没有炭化点，但通过仪器可发现碳孔和水树状老化结构。对电缆击穿故障，特别是一些高阻接地性电缆击穿故障，其测试难点在测距。由于该类故障较为隐蔽，测试的参数复杂多变，缺少规律性，所以能否迅速发现电缆故障点，测距是关键。“高压回线法”、“电锤法”均是探测该类电缆故障最有效的方法。

运行故障。它是指工厂电力系统在运行中，电缆馈出线，电机、变压器的电缆引线，其高压二次回路出现电压波动或发现接地信号（有接地保护的电力元件出现接地跳闸），排除其他电力元件故障的可能性而确定的电缆故障。这类故障的最大特点就是不明确。电缆运行故障的极端形式就是电缆放炮（如两点接地引发的相间短路）；另一部分运行故障在做停电检查时，由于耐压通不过而发展成电缆击穿故障（如电缆老化、绝缘缺陷等）；还有一部分电缆运行故障是由于电缆引出线安装位置不当（如电缆相间或对地距离不够、电缆头脏污或电机基础进水等），这些故障只要进行一些简单处理即可；最不明确的是那些瞬时接地、产生不稳定闪络的电缆运行故障。这类故障在电缆停电后，绝缘电阻测量和直流耐压试验有相当部分可以通过，再把电缆投入系统后，也能正常运行一段时间；剩下的就是单相接地电缆故障，它们约占电缆运行故障的40%，这种接地故障一般外部也没有明显变形，接地电阻也不太高（一般几十至几百欧）。解剖故障点有细微的碳化点。

电缆运行接地故障原因有两种：由于电缆运行时间较长，绝缘层出现自然老化；电缆在腐蚀环境中，电缆护层被迅速破坏，腐蚀性气体侵入绝缘层使其劣化。电缆绝缘层不管出现老化还是劣化，其击穿电压都会下降，最终导致额定工频电压下的电击穿，从而产生电缆接地故障。这类故障可用“低压回线法”探测；用“电锤法”探测，效果也较好。

电缆线路万一发生故障后，应立即进行修理，以免因外界原因扩大损坏范围，要加强责任心，对工作极端负责任，将尽可能避免一些常见故障发生。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，加强巡视和监护，严格控制电缆和负荷电流及温度，严格执行工艺规程，确保检修质量，使电缆线路得以充分地利用。

[1]安顺合.电气设备安全运行与维修手册.北京：机械工业出版社，1999

[2]电机工程手册（第5卷）.北京：机械工业出版社，1982

[3]赵家礼.电机修理改装手册.北京：水利电力出版社，1993