多芯电缆故障部位的快速查找方法

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摘要：本文通过对矿井综采工作中多芯电缆使用中易出现的芯线短路、断路和芯线接地等问题，进行了研究，对电缆芯线断路时故障部位查找、电缆芯线接地时故障部位查找、电缆芯线间短路时故障部位的查找以及效益及应用情况、存在的问题及推广前景做了相应的阐述。

关键词：综采 多芯电缆 故障

1 立项原因

我矿井下综采工作和机组工作面多芯电缆使用中易出现芯线短路、断路和芯线接地（与铅皮短路）3种故障现象，一旦发生故障严重制约着我矿的安全生产，带来了巨大的经济损失。对其故障部位进行查找是一项较为棘手的检修工作。维修实践中，利用数字万用表具有高灵敏度的特点，并结合电工学原理，实现了对该类故障部位的快速、准确查找，较好地解决了这一检修难点，起到了事半功倍的检修效果。现将对此类故障部位的快速查找方法介绍如下。

2 研究内容及创新点

2.1 研究内容

2.1.1 电缆芯线断路时故障部位的查找方法

电缆内部出现断芯故障，从外表上很难判断断芯部位。快捷的查找方法是：把断芯导线的一端接单相交流电源（220V）的相线，电缆的另一端悬空，然后，把数字万用表拨至交流2V档，让黑笔悬空，用红笔从电源端沿电缆外皮向电缆的另一端慢慢移动。开始时数字万用表感应出的电压值为零点几伏，当红表笔移动到某处突然显示为零点零几伏（约为原来的1/10倍）时，此处就是断芯点。

2.1.2 电缆芯线接地时故障部位的查找方法

电缆中某芯线出现接地故障，一般是与电缆铅皮短路。查找故障部位的简捷方法是：先把故障芯线N1与另一条完好芯线N2的同一侧短接，然后在两芯线的另一侧接上两节1号干电池，如图1所示（图中R为限流电阻，阻值选10Ω/w为宜），再用数字万用表的“2V DC''挡分别测量故障芯线两端对铅皮的电压值，则两次所测电压分别为故障芯线N1两端对接地点P的电压“Uap、“Ubp”。根据电工学原理，因电缆芯线材料相同、截面积相等，故芯线电阻的大小正比于芯线长度，即RapRbp=Lx/（L0-Lx），又根据串联电路特点――导体两端电压与导体的电阻成正比，故：UapUbp=R/Rbp，综合上面两式：Uap/Ubp=Lx/（L0-Lx），从而求得Lx=[Uap（UapUbp）]×L0即为故障部位所在处。

2.1.3 电缆芯线间短路时故障部位的查找方法

电缆芯线之间发生短路故障，其故障部位的查找方法可比照上述第二项所述，具体操作步骤简述如下：假如电缆芯线N2与N3之间短路，N1完好，首先如图2所示将其中一条故障芯线N2与一条完好芯线N1在电缆的一端短接，在电缆的另一端接上3V直流电源，然后用数字万用表的直流2V档分别测量N2与另一故障芯线N3（相当于将N3看作是电缆铅皮）两端的电压，两个电压值即为故障芯线N2的短路点P到电缆两端的电压“Uap”、“Ubp”。同理可以推出，Lx=Uap/（Uap+Ubp）×L0即为故障部位所在处。

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2.2 创新点

①用以上三种方法解决了多芯电缆故障查找难题。

②用以上三种方法加快查找速度，节省了时间，减少了工人的劳动强度。

③较以前方法科学，准确率大大提高，故障率大大减少，保障了电缆的安全运行。

④提高井下设备的开机率，确保了井下安全生产。

3 效益及应用情况

我矿综采队和工掘对组使用了以上方法，很好的解决了多芯电缆故障查找难题，大大提高了我矿设备的开机率，为我矿的投入节约了大量成本。

使用该方法后可减少工人的工作量，以前查找一根电缆故障需要5个人维护，现在需要1个人即可解决，每个工人按每日工资100元计，假如一个队组每年发生电缆故障50次，我矿有3个综采队和4个掘进队组，可节约资金为：100×5×3×4×50=30万元

4 存在的问题及推广前景

①在进行上述第二、第三项测量时，如出现所测电压不断摆动现象，系为短路故障处于一种不稳定状态，可用一较大容量的升压变压器将故障部位电击为“良好”短路状态，之后再行测量。

②在进行上述第三项测量时，如发生的是电缆芯线全路故障，此时可临时敷设一根适当长度的导线作为完好芯线（导线长度及如何敷设无特殊要求，只要能达到故障电缆的两端即可），然后再如法进行上述测量即可。

③该方法可在同类情况下推广使用。

参考文献：

[1]张志利，侯传勋，龙勇，李国英.智能多芯电缆检测仪的研制[J].自动化仪表，2007（01）.

[2]孙玉胜，邹玉炜，崔光照，李建明.多芯电缆测试仪的研制[J]. 微计算机信息，2007（19）.

[3]廖海象.实用多芯电缆检测器[J].设备管理与维修，2005（11）.