地下电力电缆故障复杂多变，电力电缆故障的原因

　　电力电缆故障的原因分类
　　地下电力电缆故障复杂多变，电力电缆故障的原因大致可分为以下几类。
　　1.机械损伤
　　机械损伤引起的电缆故障占电缆事故的很大比例。有些机械损伤很轻微，当时并没有造成故障。损害发展成破坏需要几个月甚至几年的时间。电缆机械损坏的主要原因是:
　　(1)安装过程中的损坏。安装时不小心碰到了线缆；过度的机械牵引可能会拉紧电缆；过度弯曲会使电缆断裂。
　　(2)直接受外力破坏。在已安装的电缆路径上或附近进行土建施工，使电缆直接受到外力破坏。
　　(3)运行车辆的振动或冲击荷载也会造成地下电缆的铅(铝)包层开裂。
　　(4)自然现象造成的损害。比如中间接头或终端头的内绝缘胶膨胀使外壳或电缆护套开裂；安装在喷嘴或支架上的电缆护套磨损；由地面沉降引起的过大拉力会使中间接头或导体断裂。
　　2.绝缘材料受潮
　　当绝缘受潮时，会导致电缆电压下降，引起故障。电缆受潮的主要原因有:
　　(1)接线盒或端子箱由于结构不密封或安装不良而进水。
　　(2)电缆制造不良，金属护套有孔洞或裂纹。
　　(3)金属护套因被异物刺伤或腐蚀而被刺破。
　　3.绝缘老化和劣化
　　绝缘老化会因电压下降导致电缆击穿。电缆老化的主要原因是:
　　(1)电缆介质内部的熔渣或气隙在电场的作用下会离解和水解。
　　(2)电缆过载或电缆间通讯不良，导致局部过热。
　　(3)油浸纸绝缘电缆绝缘流损。
　　(4)电力电缆超时限使用。
　　4.过电压
　　过电压会使有缺陷的电缆绝缘层电击穿，造成电缆故障。主要原因有:大气过电压(如雷击)；内部过电压(例如操作过电压)。
　　5.糟糕的设计和制造过程
　　电缆头和中间的设计和制造工艺不良也会造成电缆故障。主要原因是:电场分布设计不细致；材料选择不当；工艺不良，未按规定要求制作。
　　电缆故障的性质和分类
　　1.根据不合格材料的特性进行分类。
　　分为串联故障、并联故障、复合故障三种。
　　(1)串联故障
　　串联故障(金属材料缺陷)是指电缆的一根或多根导体(包括铅和铝护套)断开的故障。这是一种广义的电缆开路故障。因为缆芯的连续性被破坏，断了或不完整。不完全断开特别难发现。串联故障可分为:一点中断、多点中断、单相断线、多相断线等。

　　(2)平行断层
　　并联故障(绝缘材料缺陷)是导体对护套或导体的绝缘水平降低，不能承受正常运行电压的短路故障。属于广义的电缆短路故障。由于电缆芯线之间或电缆芯线与护套之间的绝缘损坏，如短路、接地和闪络击穿等，这类故障在现场经常发生。并联故障可分为:单相接地、两相接地、两相短路、三相短路等。
　　(3)复合断层
　　复合失效(绝缘材料和金属材料的缺陷)是指电缆芯线之间的绝缘失效。它包括单相断开和接地、两相断开和接地、两相短路和接地等。
　　2.故障点绝缘特性分类
　　根据电缆故障点的绝缘电阻Rf和击穿间隙G，电缆故障可分为四类:开路故障、低阻故障、高阻故障和闪络故障。这种分类方法是现场电缆故障Z的基本分类方法，特别有利于检测方法的选择。
　　其中，间隙击穿电压UG取决于故障点放电通道(即击穿间隙)的距离g，绝缘电阻Rf取决于故障点电缆介质的碳化程度，分布电容Cf取决于故障点的潮湿程度。
　　(1)开路故障
　　电缆金属部分的连续性被破坏，导致断线，故障点的绝缘材料也有不同程度的损坏。绝缘电阻Rf在现场用兆欧表测得是无穷大(∞)，但在DC耐压试验时会发生电击穿。检查芯线导通情况，有断点。现场一般以单相或两相断线接地的形式出现。
　　(2)低电阻故障
　　电缆绝缘材料损坏，发生接地故障。用兆欧表现场测量绝缘电阻Rf小于10Z0(Z0是电缆的波阻抗，一般在10-40ω之间)。一般现场的低压电力电缆和控制电缆低阻失效的概率很大。
　　(3)高阻故障
　　电缆绝缘材料损坏，发生接地故障。现场用兆欧表测得绝缘电阻Rf大于10Z0，DC高压脉冲试验时会发生电击穿。高阻故障是高压电力电缆(6KV或10KV电力电缆)概率Z大的电缆故障，可达总故障的80%以上。
　　在现场测量中，笔者一般以Rf = 3KΩ作为高阻故障和低阻故障的界限。因为当Rf = 3KΩ时，可以获得准确测量环桥所需的10 ~ 50mA的测量电流。
　　(4)闪络故障
　　电缆绝缘材料损坏，发生闪络故障。兆欧表测得的绝缘电阻Rf为无穷大(∞)，但在DC耐压或高压脉冲试验时会发生闪络电击穿。闪络故障很难检测，尤其是在新铺设电缆的预防性试验中发生闪络故障时。现场检测一般采用DC闪络法。
　　3.按故障触发原因和故障点特征分类。
　　根据电力电缆在运行或预防性试验中绝缘损坏的不同特征，可分为放炮故障、击穿故障和运行故障三种类型。
　　(1)拍摄失败
　　在工矿企业中，由于各种原因，运行中的电力电缆绝缘损坏严重，造成跳闸事故。这叫电缆爆破。这类故障的特点是:电缆故障点大多有铅护套或铜皮破损，外部有不同程度的变形；电缆故障常表现为两相短路接地或两相断线接地，其接地电阻一般较小。通过解剖故障点，可以发现电弧击穿的碳化点或树状放电碳通路和裂纹。电缆放炮故障具有明显的故障特征，多数情况下，值班运行人员能提供放炮的大致位置。所以除了少数复杂的情况，这种故障是需要定位的。一般只要故障的具体性质(单相接地、短路接地、断线接地等。)都是用万用表测量的，可以直接用声学测量来固定，简单明了。
　　(2)击穿故障
　　在实际工作中，预防性试验引发的电缆绝缘损坏事件习惯称为电缆击穿。这种故障发生在DC实验电压下，其绝缘损坏是电击穿。接地点一般是铅包或铜皮完好，无明显外部变形(机械外伤除外)。电缆击穿故障多为简单接地故障，其接地故障相对较高。解剖故障点，绝缘材料无碳化点，但通过仪器可以发现碳孔和水树老化结构。对于电缆击穿故障，尤其是一些高阻接地电缆击穿故障，测试难度是不等的。由于这类故障具有隐蔽性，测试参数复杂多变，缺乏规律性，因此能否快速找到电缆故障点是关键。“高压回路法”和“电锤法”都有检测这类故障z的有效方法。
　　(3)操作失败
　　是指在工厂电力系统运行中，电缆馈线的高压二次回路、电动机和变压器的电缆引线发生电压波动，或发现接地信号(带接地保护的功率元件跳闸)，排除其他功率元件故障的可能性时所确定的电缆故障。这种断层的Z特征不清楚。电缆运行故障的形式是电缆爆破(如两点接地引起相间短路)；另一部分运行故障发展成电缆击穿故障(如电缆老化、绝缘缺陷等。)由于做停点检查时耐压不合格；有些电缆运行故障是由于电缆引线安装位置不当(如电缆相间或对地距离不够、电缆头脏或电机基础进水等。)，而这些故障主要可以简单处理；Z不清楚的是瞬间接地导致不稳定闪络的电缆运行故障。这类故障停电后，相当一部分绝缘电阻测量和DC耐压实验可以通过，电缆投入系统后，也可以正常运行一段时间；其余为单相接地电缆故障，约占电缆运行故障的40%。这种接地故障一般没有明显的外部变形，接地电阻也不会太高(一般为几十到几百欧姆)。解剖断层点有轻微碳化点。
　　电缆运行中发生接地故障的原因有两个:一是由于电缆运行时间长，绝缘层自然老化；其次，在腐蚀性环境中，电缆护套很快被破坏，腐蚀性气体侵入绝缘层使其劣化。无论电缆绝缘层是否老化、劣化，其击穿电压都会下降，Z终会导致额定工频电压下的电击穿，从而引起电缆接地故障。这种故障可以用“低压回路法”来检测；用“电锤法”检测，效果也不错。