赫茲電力電力知識之電纜故障的性質與分類

　　電纜故障從型式上可分為串聯與并聯故障。串聯故障指電纜一個或多個導體(包括鉛、鋁外皮)斷開;通常在電纜至少一個導體斷路之前，串聯故障是不容易發現的。并聯故障是導體對外皮或導體之間的絕緣下降，不能承受正常運行電壓。實際的故障型式組合是很多的，圖1給出了可能性較大的幾種故障形式。例如：圖1.c所示，導體斷路往往是電纜故障電流過大而燒斷的，這種故障一般伴有并聯接地或相間絕緣下降的情況。實際發生的故障絕大部分是單相對地絕緣下降故障。(不同的電纜故障測試儀器廠家，對故障的分類有所區別)。

　　圖1幾種電纜故障形式　　

       電纜故障點可用圖2所示電路來等效。Rf代表絕緣電阻，G是擊穿電壓為Vg的擊穿間隙，Cf代表局部分布電容，上述三個數值隨不同的故障情況變化很大，并且互相之間并沒有必然的聯系。

　　圖2電纜故障等效電路　　

       間隙擊穿電壓Vg的大小取決于放電通道的距離，電阻Rf的大小取決于電纜介質的碳化程度，而電容Cf的大小取決于故障點受潮的程度，數值很小，一般可以忽略。

　　根據故障電阻與擊穿間隙情況，電纜故障可分為開路、低阻、高阻與閃絡性故障，如表1所示。

表1電纜故障性質的分類

　　說明：表中Z0為電纜的波阻抗值，電力電纜波阻抗一般在10-40Ω之間。

　　以上分類的目的也是為了選擇測試方法的方便，根據目前流行的故障測距技術，開路與低阻故障可用低壓脈沖反射法，高阻故障要用沖擊閃絡法測試，而閃絡性故障可用直流閃絡法測試。現場人員有把Rf<100KΩ的故障稱為低阻故障的習慣，主要是因為傳統的電橋法可以測量這類故障。智能型電纜故障閃測儀，Rf<1KΩ以下的故障，也就是用萬用表能夠直接測量出來絕緣電阻的故障，才可以稱為低阻故障。高壓搖表測試電阻為零，可能還是高阻故障。

　　據統計，高阻及閃絡性故障約占整個電纜故障總數的90%以上。現場是通過試驗方法區分高阻與閃絡性故障的。

　　圖3給出了電纜耐壓試驗等效電路，其中Rs為試驗設備內阻，E為設備所能提供的直流電壓值，電阻Rf與臨界擊穿電壓為Vg的間隙并聯代表故障點。

　　圖3電纜耐壓試驗等效電路

      由圖3可知，在對電纜進行高壓絕緣試驗時，電纜故障點所能獲得的電壓為：

　　對閃絡性故障來說Rf較大，故障間隙兩端電壓可以增加至很高，當試驗電壓升至某一值時，故障點擊穿放電，電流突然升高，電壓突然下降。預防性試驗中發生的故障多屬閃絡性故障。

　　高阻故障的故障點電阻Rf較小(但大于10Z0，電纜特性阻抗的10倍)，導致故障點兩端所加電壓不能升至高于故障點擊穿電壓，也就不能使故障點擊穿。因此，可以從在對電纜進行高壓絕緣試驗時有無故障點擊穿現象判斷電纜存在高阻還是閃絡性故障。顯然，高阻與閃絡性故障的區分不是絕對的，它與高壓試驗設備的容量或試驗設備的內阻等因素有關。

　　電纜故障綜合測試儀

　　實際上還存在一種封閉性故障，它多發生于電纜接頭或終端頭內，特別是多發生在浸油的電纜頭內。發生這類故障時，有時在某一試驗電壓下絕緣擊穿，待絕緣恢復，擊穿現象便完全消失，這類故障稱為封閉性故障，因故障不能再現，尋找起來就比較困難。