隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，電力電纜得到廣泛的應(yīng)用，電纜數(shù)量成倍增長。在這樣規(guī)模龐大的電纜網(wǎng)絡(luò)中，受各種因素的影響，導(dǎo)致電纜故障頻發(fā)。本文作者結(jié)合多年來的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)110kV電纜故障探測(cè)方法進(jìn)行了研究，具有重要的參考意義。
熟悉電纜故障發(fā)生的原因，了解電纜故障發(fā)生的種類，在一定程度上對(duì)確保電纜正常運(yùn)行具有重要意義。
1 110kV電纜故障發(fā)生的原因
電力電纜在生產(chǎn)、敷設(shè)、三頭工藝、附件材料、運(yùn)行等環(huán)節(jié)，如果工作不到位都可能導(dǎo)致電纜產(chǎn)生故障。產(chǎn)生電纜故障的原因主要有：
1.1 機(jī)械傷害
因機(jī)械傷害引發(fā)的電纜故障，其形式主要表現(xiàn)為停電事故。通常情況下，電纜受到的機(jī)械損傷主要有：
?、偻饬p壞。在進(jìn)行地下管線施工、打樁、起重、轉(zhuǎn)運(yùn)等意外損傷電纜。
?、谑┕p傷。在牽引過程中因牽引力過大而拉傷電纜。絕緣層或屏蔽層因電纜彎曲過度遭到損傷。絕緣層和保護(hù)層因野蠻施工受到損傷等。
?、圩匀粨p傷。穿越公路或鐵路以及靠近公路或鐵路并與之平行敷設(shè)的電纜，因行駛車輛的振動(dòng)或沖擊性負(fù)荷，導(dǎo)致電纜外護(hù)套出現(xiàn)疲勞裂損。
1.2 絕緣受潮
通過絕緣電阻和直流耐壓試驗(yàn)發(fā)生絕緣受潮故障，一般表現(xiàn)為絕緣電阻降低，泄漏電流增大。造成絕緣受潮的原因有：
?、匐娎|中間頭或終端頭密封不到位或者密封失效。
②電纜制造存在缺陷，電纜外護(hù)層有孔或裂紋。
?、垭娎|護(hù)套被異物刺穿或被腐蝕出現(xiàn)穿孔。
1.3 絕緣老化
電纜運(yùn)行過程中，出現(xiàn)不當(dāng)在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)生絕緣強(qiáng)度降低，形成這種現(xiàn)象的原因有：
?、匐娎|選型不合理，導(dǎo)致電纜在過電壓下長期工作。
?、陔娎|距離熱源較近，使電纜局部長期受熱出現(xiàn)老化。
?、刍瘜W(xué)藥品對(duì)電纜絕緣層起不良化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致其發(fā)生老化。
1.4 過電壓
因雷擊或其他沖擊過電壓導(dǎo)致電力電纜發(fā)生故障。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)研究分析，電纜被擊穿點(diǎn)存在嚴(yán)重的缺陷，這種出現(xiàn)故障的電纜自身的缺陷主要有：
?、俳^緣層出現(xiàn)氣泡、雜質(zhì)，以及絕緣油干枯。
②電纜內(nèi)屏蔽層出現(xiàn)節(jié)疤或者存在遺漏。
?、垭娎|絕緣嚴(yán)重老化。
1.5 過熱
造成電纜過熱的原因主要有：
?、匐娎|在過負(fù)荷下長期工作。
?、陔娎|因火災(zāi)引發(fā)過熱，甚至被燒傷。
?、坶L期接受其他熱源的熱輻射。
在電纜過熱故障中過負(fù)荷是直接誘因。電纜長期工作在過負(fù)荷的環(huán)境中，沒有考慮電纜溫升和整個(gè)線路情況，致使電纜發(fā)生過熱現(xiàn)象。例如電纜密集、電纜溝及隧道通風(fēng)不良的地方，或者電纜穿在干燥的管中等，上述原因在一定程度上都會(huì)加速損壞電纜的絕緣層。經(jīng)過長期過熱后，橡塑絕緣電纜的絕緣材料出現(xiàn)變硬、變色、失去彈性、出現(xiàn)裂紋等現(xiàn)象。對(duì)于油紙電纜表現(xiàn)為絕緣干枯、絕緣焦化，甚至出現(xiàn)一碰就碎的現(xiàn)象。另外，過負(fù)荷在一定程度上也會(huì)造成鉛包疲勞而受到損傷。對(duì)于大截面、長電纜來說，如果裝有灌注式電纜頭，在線脹系數(shù)方面，由于灌注材料與電纜本體材料之間存在較大的差異，容易發(fā)生脹裂殼體的現(xiàn)象。
1.6 電纜的質(zhì)量缺陷
在電纜線路中，電纜及電纜附件兩種材料質(zhì)量的優(yōu)劣，在一定程度上對(duì)電纜線路的安全運(yùn)行產(chǎn)生直接的影響。在施工單位由于缺乏必要的專業(yè)知識(shí)，導(dǎo)致制作的電纜三頭存在較大的質(zhì)量問題。電纜的質(zhì)量缺陷歸結(jié)為：
?、匐娎|本體存在質(zhì)量缺陷。油紙電纜鉛護(hù)套存在雜質(zhì)沙粒，以及電纜受到機(jī)械損傷以及壓鉛出現(xiàn)接縫等。在橡塑絕緣電纜主絕緣層的偏芯內(nèi)出現(xiàn)氣泡、雜質(zhì)等，節(jié)疤、遺漏在內(nèi)半導(dǎo)電層出現(xiàn)，沒有進(jìn)行封端面處理使得電纜在儲(chǔ)運(yùn)中導(dǎo)致線芯大量進(jìn)水。上述缺陷通常情況下難以發(fā)現(xiàn)，其絕緣電阻低、泄漏電流大，甚至耐壓擊穿等，往往只在檢修或試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)。
②電纜附件存在質(zhì)量缺陷。傳統(tǒng)三頭存在的質(zhì)量缺陷是鑄鐵件有砂眼，而瓷件的強(qiáng)度不夠強(qiáng)，并且組裝加工部分粗糙，以及防水膠圈規(guī)格不符合要求或出現(xiàn)老化等。熱縮和冷縮電纜三頭存在的質(zhì)量缺陷是絕緣管中有氣泡、雜質(zhì)、厚度不均勻，密封涂膠處出現(xiàn)遺漏等。
?、垭娎|頭制作存在質(zhì)量缺陷。傳統(tǒng)三頭制作存在的質(zhì)量缺陷：絕緣層繞包不緊，存在空隙、密封不到位、絕緣膠配比不對(duì)等。熱縮三頭制作存在的質(zhì)量缺陷：處理半導(dǎo)電層不凈、安裝應(yīng)力管的位置不當(dāng)、熱縮管的收縮不勻、安裝地線不牢等。預(yù)制電纜三頭安裝存在的質(zhì)量缺陷：剝切不精確、套裝絕緣件時(shí)剩余應(yīng)力過大等。
?、茈娎|接地系統(tǒng)缺陷。電纜接地系統(tǒng)包括電纜接地箱、電纜接地保護(hù)箱（帶護(hù)層保護(hù)器）、電纜交叉互聯(lián)箱、護(hù)層保護(hù)器等部分。一般容易發(fā)生的問題主要是因?yàn)橄潴w密封不好進(jìn)水導(dǎo)致多點(diǎn)接地，引起金屬護(hù)層感應(yīng)電流過大。另外護(hù)層保護(hù)器參數(shù)選取不合理或質(zhì)量不好氧化鋅晶體不穩(wěn)定也容易引發(fā)護(hù)層保護(hù)器損壞。
另外，拆卸舊電纜及附件應(yīng)用到電纜線路中，在一定程度上雖然有利于重新利用材料、節(jié)省資金，但影響設(shè)備完好率，該方法慎重對(duì)待。
2 110kV電纜故障的種類
根據(jù)故障的性質(zhì)電纜線路故障可分為：
?、俚妥韫收希簿褪堑碗娮杞拥鼗蚨搪窌r(shí)發(fā)生的故障。所謂低阻故障是指導(dǎo)體的連續(xù)性良好，但是電纜的一芯或數(shù)芯對(duì)地的絕緣電阻或者芯與芯之間的絕緣電阻小于100kΩ，被稱為低阻故障，通常情況下低阻故障分為單相接地、兩相短路或接地等。
?、诟咦韫收?，也就是高電阻接地或短路時(shí)發(fā)生的故障。所謂高阻故障是指導(dǎo)體連續(xù)性良好，但是電纜的一芯或數(shù)芯對(duì)地絕緣電阻或者芯與芯之間的絕緣電阻高于100kΩ，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常值被稱為高阻故障。通常情況下高阻故障分為單相接地、兩相短路或接地等。
?、蹟嗑€故障。電纜中有一芯或數(shù)芯導(dǎo)體不連續(xù)，但是其余各芯絕緣均良好，稱為斷線故障。
?、軘嗑€并接地或短路故障。電纜有一芯或者數(shù)芯導(dǎo)體不連續(xù)，經(jīng)過電阻接地或短路，被稱為斷線并接地或短路故障。
⑤泄漏性故障，是高阻故障極端形式，是指進(jìn)行電纜絕緣預(yù)防性耐壓試驗(yàn)時(shí)，隨著試驗(yàn)電壓的升高其泄漏電流逐漸增大，直至超過泄漏電流的允許值。
3 110kv電纜故障的測(cè)尋步驟
?、俅_定故障性質(zhì)。
?、诠收宵c(diǎn)的燒穿。即通過燒穿將高阻故障或閃絡(luò)性故障變?yōu)榈妥韫收希员氵M(jìn)行粗測(cè)。
?、鄞譁y(cè)，就是測(cè)出故障點(diǎn)到電纜任意一端的距離。粗測(cè)的方法有多種，一般可歸納為兩大類，一類是電橋法，另一類是脈沖發(fā)射法。
④敷設(shè)測(cè)尋故障電纜的路徑。其方法就是將音頻信號(hào)電流通入電纜中，通過接收機(jī)，利用接收線圈對(duì)此音頻信號(hào)進(jìn)行接收。
?、菥珳y(cè)故障點(diǎn)（定點(diǎn)檢測(cè)），通過采用聲測(cè)、感應(yīng)、測(cè)接地電位等方法，對(duì)故障點(diǎn)的精確位置進(jìn)行確定。
上述步驟只是一般性的測(cè)尋步驟，進(jìn)行實(shí)際測(cè)尋時(shí)，要區(qū)別對(duì)待，例如，電纜敷設(shè)路徑的圖紙很準(zhǔn)確時(shí)可以忽略測(cè)敷設(shè)路徑；對(duì)于高阻故障，利用閃絡(luò)法直接進(jìn)行粗測(cè)等等。
某110kV變電站360出線電纜為交聯(lián)單芯絕緣電纜，長度為230m，投運(yùn)時(shí)間為2009年10月13日，2009年12月17日，發(fā)生A相電纜放電擊穿現(xiàn)象，且在B、C相電纜頭接地辮絕緣包封處變黑，查閱交接試驗(yàn)報(bào)告未見異常，經(jīng)多方查閱有關(guān)資料認(rèn)定，電纜頭上接地辮絕緣包封處變黑系電暈放電時(shí)吸附灰塵所致。經(jīng)分析造成這種現(xiàn)象可能是在電纜頭制作過程中，應(yīng)力管安裝位置不當(dāng)、熱縮管收縮不均勻、地線安裝不牢造成電場(chǎng)分布不均勻，引起放電。鑒于以上情況，對(duì)B、C相電纜頭進(jìn)行解體，發(fā)現(xiàn)兩相電纜應(yīng)力管安裝位置不當(dāng)，與絕緣屏蔽層沒搭接，有一定的距離。這是一起典型的電纜頭制作不良引起的故障。在重新更換制作電纜頭，并將應(yīng)力管與絕緣屏蔽層接觸良好后，至今運(yùn)行正常。
