电缆故障测试技术介绍.doc

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1、电缆故障测试技术介绍一．概述：   电力传输是电力供应系统中的重要环节，近年来由于城市建设的加快和安全供电的需要，地埋电缆和沟道电缆越来越多的在广大城乡电力设施中得到广泛的应用。电缆与架空线相比有下列优点：   1．占地面积小，地下敷设不占地面空间，可避免在地面设电杆、导线，有利于安全和市容美观。   2．运行可靠，不受外界环境的影响，可避免风灾、水灾、风筝、鸟类等造成的短路与接地故障。   3．人身安全可靠，地下敷设可有效的避免线路断线造成的人身触电事故。   4．电缆的电容量大，有利于提高电网的功率因素。   正是由于以上原因，使得电缆在现代城市建设

2、中得到广泛的应用。但是由于电缆埋入地下，而且有些传输电缆还比较长（几公里），所以当电力电缆发生故障而影响正常供电时也给查找电缆故障点带来一定的困难。其主要原因在于电缆埋入地下，看不见，摸不着，有时在电缆敷设位置不清时将更难处理。过去在没有先进的测试设备的情况下，查找一个电缆故障点往往需要几天或十几天时间。并会造成难以估量的停电损失。因此电缆故障的查找是多年来捆扰供电部门的重要问题之一。二．电缆故障的原因分析：   电力电缆发生故障的原因是多方面的，但常见的故障原因主要有以下几种：   1．机械损伤：很多故障是由于电缆安装时不小心造成的、或靠近电缆附近施工

3、作业造成的。有时如果损伤不严重，要到几个月甚至几年后损伤部位的破坏才发展到铠装铅皮穿孔，潮气侵入而导致损伤部位彻底崩溃形成故障。   2．电缆外皮的电腐蚀：如果电力电缆埋设在有强力地下电场的地面下（如大型航车，电力机车轨道附近），往往出现电缆的铅包外皮腐蚀致穿，导致潮气侵入，绝缘破坏。   3．化学腐蚀：如电缆路径穿过酸、碱性的地区，煤气站的苯蒸气往往造成电缆的铠装和铅皮大面积和长距离的被腐蚀。   4．地面下沉：此现象往往发生在电缆穿越公路、铁路、林区及建筑群时，由于地面的下沉、树根的生长而造成电缆垂直受力变形。导致电缆铠装、铅皮破坏甚至折断而造成各种

4、类型的故障。   5．电缆绝缘物的流失：电缆敷设时地沟凹凸不平，或处在电杆上的户外头，由于电缆的起伏、高低落差悬殊，高处电缆的绝缘油流向低处而使高处电缆绝缘性能下降，导致故障发生。   6．长期过荷运行：由于过荷运行，电缆的温度会随之上升，尤其在炎热的夏季，电缆的温升常常导致电缆薄弱处首先被击穿，在夏季，电缆故障多的原因正是如此。   7．震动破坏：铁路轨道下运行的电缆，由于剧烈规律的运动导致电缆外皮产生弹性疲劳而破裂，形成故障。   8．拙劣的技工：拙劣的接头与不按技术要求敷设电缆往往是形成电缆故障的主要原因。   9．在潮湿的气候条件下作接头，使接头

5、的封装物内混人水蒸气而耐不住试验电压，往往形成闪络性故障。   10．外力损伤：近年来由于城市建设施工，大型施工机械的使用，而施工人员又不了解施工现场的地下情况而造成的电力电缆被铲断或挖坏。   在对电缆故障发生原因的分析中，极重要的是要特别注意了解电缆敷设中的情况，如电缆外表发现可疑之点，则应查阅电缆安装敷设工作完成后的正确记录，这些记录应包括这样的细节：铜芯或铝芯电缆的截面积、绝缘方式、各接头的精确位置、电缆路径的走向、在地下关系中，某一电缆到别的电缆或接头的情况（这一点应特别注意），以及两种不同截面积的电缆对接头的精确位置：有无反常的敷设深度或者有

6、特别的保护措施，如钢板、穿管、和排管等；电缆敷设中的技术人员的姓名（这些人是提供重要原始资料的来源之一）；以及电缆历次发生故障的详细记录（地点及排除经过）。   当欲快速定位故障时，所有的这些资料都是重要的。由于制造缺陷而造成的电缆故障是不多见的。因而，对电缆故障的分析，如果考虑到上述的情况和细节，将使电缆维修技术人员得到巨大的好处。三．脉冲法测试原理：   几个基本的概念：   动力电缆在高频运用状态下的传输特性：   高频电波在电缆传输过程中，其幅度、相位和速度等参数将有规律的发生变化，而非我们正常所想象中的情况。所以我们将利用电波在电缆中传播的微观

7、变化规律，利用雷达测距原理来确定电缆故障点的距离。因此我们必须树立起长线理论、阻抗概念与反射系数的概念。   长线概念：   长线是指导线的几何长度比其所传输的电磁波的波长还长或者与之相近似的传输线。一般认为线长L>λ/10既可认为是长线。   例如：对于1000米电缆而言，交流市电的频率为50Hz，其波长为6000公里，1000米电缆可视为短线。而对于5MHz信号，其波长为60米，1000米电缆可视为长线。   电波在长线上传播时，长线上沿线各点的电流、电压在一般情况下是不相同的，而在短线中沿线各点的电流、电压是相同的。   长线的特性参数：   1、

8、特性阻抗Z0：电缆的特性阻抗与电缆的截面积、尺寸及周围的介质有关。同轴电缆的特性