摘要：隨著鐵路電氣化的發展，鐵路沿線主供行車信號及生產用電的10kV(自閉)貫通電力線較多地采用電力電纜敷設，同時電力電纜以其與鐵路電氣化線路互不干擾。所占空間、土地少，日常維護工作量小，美觀等特點，得以越來越多的應用，但是也帶來一些現實問題，那就是電力電纜一般都隱蔽在地下，一旦發生故障，處置起來比較困難，需要借助專用儀器查找故障點。加強電力電纜的安全運行，提高電纜故障處理水平，以保證鐵路10kV電力自閉、貫通線的可靠供電是鐵路電力部門的重要任務。

　　關鍵詞：電力電纜 故障原因 故障分類 故障處理

　　引言：自中國第一條電氣化鐵路寶成鐵路起，到本世紀初中國電氣化鐵路從零到有，從單一到全面，鐵路10kV電力電纜在供配電中扮演著重要的角色。本文簡單介紹鐵路10kV電力電纜的故障處置程序。

　　1 電纜故障產生原因

　　了解電纜故障產生的原因，有利于降低故障發生率，快速排除電纜故障。 電纜故障發生的原因大致有：

　　(1)機械損傷： 安裝時碰擠、過度彎曲; 電纜路徑上作業形成的外力破壞; 地面強烈震動或沖擊性外力造成鉛(鋁)包疲勞破損; 自然力破壞。如土地沉降、路面下沉等;

　　(2)電纜外皮的電腐蝕和化學腐蝕：電纜附近有強電力場存在或酸堿作業區，往往使電纜在長期腐蝕環境中造成絕緣損壞。

　　(3)拙劣的技工工藝和潮濕環境下作頭，或不按技術要求敷設電纜。

　　(4)電纜長期過負荷運行造成電纜過熱，加速了絕緣老化。

　　(5)雷擊和線路故障引起過電壓擊穿。

　　2 電纜故障分類

　　目前電力電纜故障可涉及到三大故障：導體故障(芯線及金屬屏蔽層)、主絕緣故障和護套故障，結合鐵路運營工作需求，常見的電纜故障類型可安兩種方法分類

　　2.1 按電纜的結構特性分類

　　分析電力電纜的結構組成，我們知道電力電纜主要有三種結構組成：單芯電纜、三芯電纜，因此有以下故障類型：

　　2.1.1單相接地故障 電纜的其中一相對地絕緣層特性變壞，形成泄露性故障，既此相對地絕緣層形成了固定的電阻通道，其電阻值或大或小或零，這種故障的電纜導體芯線和相間絕緣良好。

　　2.1.2單相故障 電纜的其中一相對地絕緣層特性變壞或擊穿特性變低，形成泄露性故障或者閃絡性故障。這種故障的電纜導體芯線和相間絕緣良好。

　　2.1.3相間故障 電纜中的兩相間或三(四)相間絕緣層電導特性變壞或擊穿特性變低，形成泄露性故障或者閃絡性故障, 這種故障的電纜導體芯線和相對地絕緣良好。

　　2.1.4相間并對地故障 電纜的兩相之間并對地，或三(四)相之間并對地形成泄露性故障或者閃絡性故障，這種故障情況的電纜導體芯線良好。

　　2.1.5開路故障 電纜的一芯或多芯導體或者金屬屏蔽曾完全斷線或似斷非斷的情況，稱為開路故障，這種故障情況的電纜相對地絕緣良好。

　　2.1.6混合性故障 電纜中同時存在兩種以上故障的情況，稱之為混合性故障。

　　2.2電纜故障的絕緣阻抗上分類

　　可分為開路故障、故障、高阻故障(高壓泄漏性故障、高壓閃絡性故障)電力電纜故障是由于電纜的絕緣損壞而引起的，一般故障的類型大體上分為①低阻(短路)故障和斷路故障;②高阻泄漏故障和閃絡性故障兩大類。

　　2.2.1 低阻故障和開路故障

　　凡是電纜故障點絕緣電阻下降至該電纜的特性阻抗，甚至直流電阻為零的故障均稱為低阻故障或短路故障;凡是電纜絕緣電阻無窮大或雖正常電纜的絕緣電阻值相同，但電壓卻不能饋至用戶端的故障均稱為開路(斷路)故障。

　　2.2.2 高阻故障(包括高阻泄漏故障和閃絡性故障)

　　電纜故障點的直流電阻大于該電纜的特性阻抗的故障均為高阻故障。

　　高阻泄漏故障

　　在作電纜高壓絕緣試驗時，泄漏電流隨試驗電壓的增加而增加。在試驗電壓升高到額定值時(有時還遠遠達不到額定值)，泄漏電流超過允許值，稱為高阻泄漏故障。

　　閃絡性故障

　　試驗電壓升至某值時，監視泄漏電流的電表指值突然升高，表針且呈閃絡性擺動;電壓稍下降時，此現象消失，但電纜絕緣仍有極高的阻值，這表明電纜存在有故障。而這種故障點沒有形成電阻信道，只有放電間隙或閃絡表面的故障便稱為閃絡性故障。

　　3 電纜故障處理

　　第一步：電纜故障性質的確定

　　測試故障之前要確定：故障電阻是低阻還是高阻;是閃絡性還是泄漏型型故障;是開放性的還是封閉型的;是接地、短路、斷線還是它們的混合;是單相、兩相還是三相故障。

　　判斷故障性質最好用搖表確定高阻還是低阻故障。以確定測試方法。

　　第二步：故障距離粗測

　　利用低壓脈沖法先測定被測電纜的全長和短路、斷路故障的距離。對于高阻故障，可用高壓智能電橋，高壓閃絡法(電流取樣法、電壓取樣法、三次脈沖法)測出故障點距測試端的距離。

　　第三步：測尋電纜的埋設路徑，便于在電纜的正上方進行精確定位。

　　第四步：精確定點

　　對電纜施加沖擊高壓(或脈動高壓)，利用故障點的放電聲波，在粗測故障距離范圍內，用聲測法(聲磁同步法)進行精確故障點定位。

　　4 故障距離測試

　　4.1 低壓脈沖測試法

　　用低壓脈沖法可以直觀地看到低阻、短路故障及斷路故障。低壓脈沖法應用范圍：

　　1) 主要用于測試電力電纜的開路(包括斷線)、相間或相對地泄漏性低阻故障(包括短路);同軸線及兩芯以上電線電纜的開路、低阻故障。

　　2) 測試已知絕緣介質電纜的全長。

　　3) 校準已知長度電纜的電波傳輸速度。

　　4) 判斷電纜開路故障和短路故障的屬性。

　　5) 測試電纜中間接頭的位置。

　　4.2 高壓閃絡電流法

　　電力電纜的高阻故障幾乎占全部故障率的90%以上。在未經“燒穿”處理之前，絕大部分故障都不適合直接采用低壓脈沖法或電橋法測試。雖然有一部分高阻故障利用交流或直流“燒穿”設備可以使故障點因電流通過而發熱碳化使電阻值變低，以適合低壓脈沖法測量。然而大量的實踐證明，并不是所有的高阻故障都能用“燒穿”法燒成低阻故障的。有的接頭故障長期燒而不穿，有的阻值甚至越燒越高。為了解決這樣的問題就必須采用高壓閃絡測量法。

　　4.3 三次脈沖法

　　主要用來測試高阻及閃絡性故障的故障距離，使用這種方法測試電纜故障距離需要滿足如下條件：一是故障點處能在高電壓的作用下發生弧光短路放電;二是測距儀能在弧光放電的時間內發出并能接收到低壓脈沖的發射信號。

　　4.4 電纜故障點定位

　　定點是在解決了電纜故障距離粗測及路徑探測后的所要做的工作，由于電纜鋪設中的變化性(預留等原因)，因此測距只是粗測，往往存在很大誤差，要找到故障點得精確位置，就必須通過定點來確定。

　　(1)聲測法

　　當故障點在高壓作用下會產生放電，并產生回波、聲波、電磁波等現象，利用故障點處的聲波來判斷故障點的方法就叫聲測法。

　　聲測法的基本測試原理是： 在電纜的故障相上施加足夠高的沖擊高壓，強迫故障點發生閃絡擊穿。由于故障點擊穿瞬間會發出“啪、啪”的聲音和強烈的電纜震動波，此震動波會經泥土介質傳到地表面。采用高靈敏度的聲電傳感器拾取此微弱的震動信號，使之變成電信號放大后由耳機監聽。地面拾取的聲音最大處下面即為電纜故障的具體位置。

　　(2)聲磁同步法

　　交聯電纜的故障大部分為封閉故障，故障點的放電聲往往在十幾米甚至幾十米都有幾乎一樣大的響聲，這給定點帶來了很大的困難。同時接收放電時產生的聲波及電磁波，并通過計算出聲波與電磁波的時間差，根據計算確定電纜故障點，此種方法叫聲磁同步法。

　　電力論文投稿刊物：電線電纜是線纜行業主要的學術性刊物，供電線電纜科研、設計、制造及使用部門的廣大科技人員及大專院校師生學術交流與參考。

　　結語：在電纜故障的現場情況是復雜的。產生故障的原因、故障距離、電纜種類、電纜粗細、沖擊高壓幅度、受潮程度、定點現場的環境噪聲、電纜埋設深度、發生故障時間的長短、所選用的測試方法等，都直接影響了故障波形的變化。在無把握判斷的情況下，用多種方法測試，相互驗證后，再下決心定點。在確實聽到故障點的震動聲后才能動土，切不可亂挖、亂刨、亂鋸。否則將造成人力物力財力的浪費，延誤恢復供電時間會造成更大的經濟損失。

　　作者：張璽