电力电缆事故种类及事故判定与查找
摘要：这是一个关于电力电缆事故非常全面的指南，涵盖了事故种类、判定方法和查找步骤。这对于电力系统的运维人员至关重要。
电力电缆事故种类、判定与查找
一、 电力电缆事故种类
电缆事故可以根据其发生部位、性质和原因进行多种分类。以下是常见的分类方式：
1. 按故障电阻（电气特性）分类：
低阻故障（短路故障）： 电缆导体之间或导体与金属屏蔽层之间的绝缘电阻下降到很低水平（通常低于10倍电缆特性阻抗，或具体值如几十千欧以下）。测试时，故障点电压不能加高，电流较大。
高阻故障： 电缆导体与大地或屏蔽层之间的绝缘电阻下降，但阻值较高（通常高于10倍电缆特性阻抗，或具体值如几十千欧以上）。这是最常见的故障类型，测试时需要高压击穿。
闪络性故障： 绝缘在低电压下完好，但当电压升高到某一值时（低于或接近额定电压），绝缘发生瞬时击穿，形成电弧通道，电压降低后绝缘又恢复。这类故障在高阻故障中尤为特殊。
开路（断线）故障： 电缆一相或多相导体不连续，电阻无穷大。可能伴随有相间或对地绝缘损坏。
2. 按故障部位分类：
电缆本体故障：
绝缘老化： 长期过载、电热效应、化学腐蚀导致绝缘材料性能下降。
机械损伤： 敷设时刮伤、挤压，或运行中被外力挖伤、凿伤（最常见的本体故障原因）。
制造缺陷： 绝缘层有杂质、气隙，或导体压接不良等先天不足。
护套损坏： 导致水分入侵，引发绝缘劣化。
电缆附件故障：
终端头故障： 密封不良导致进潮、闪络；安装时应力锥处理不当；污秽引起爬电。
中间接头故障： 这是事故高发区。原因包括：压接不牢（接触电阻过大发热）、绝缘缠绕尺寸错误、防水密封失效、安装工艺差。
接地系统故障：
电缆的金属屏蔽层或铠装层接地不良或断裂，导致感应电压过高，引发局部放电或人身安全隐患。
3. 按事故现象分类：
运行跳闸事故： 保护装置（如电流速断、过流、零序保护）动作，开关跳闸。这是最直接的故障表现。
单相接地事故： 中性点不接地或经消弧线圈接地系统中，一相发生接地，系统可带故障运行一段时间，但非故障相对地电压升高，需及时处理。
电缆着火事故： 通常是短路产生高温电弧引燃电缆绝缘层和外护套，可能蔓延成大型火灾。
二、 事故判定
事故判定是故障处理的第一步，目的是确认故障性质，为后续查找提供方向。
1. 初步信息收集与分析：
保护动作信息： 查看变电站或配电室的继电保护装置信号。
电流速断保护动作： 强烈指示为近距离短路故障（低阻或高阻击穿）。
过电流保护动作： 可能是远端故障或过负荷。
零序电流保护（接地保护）动作： 指示为单相接地故障。
故障录波图： 分析故障电流、电压的波形和幅值，可以精确判断故障相别和性质。
运行人员描述： 了解跳闸时有无异常声响、火光、烟雾等。
2. 绝缘电阻测试（摇绝缘）：
使用兆欧表（摇表）对停电、隔离并充分放电后的电缆进行测试。
步骤： 分别测量各相导体对地（金属屏蔽层）以及相与相之间的绝缘电阻。
判定：
绝缘电阻为零或很低 → 低阻故障。
绝缘电阻在几兆欧到几百千欧之间 → 高阻故障。
绝缘电阻正常（如数百兆欧以上） → 可能是闪络性故障或开路故障。
某一相或多相不导通 → 开路故障。
3. 导通试验：
使用万用表电阻档检查电缆各相导体的连续性，确认是否存在断线。
通过以上步骤，可以基本判定故障的相别和电阻性质（低阻、高阻、开路、闪络），这是选择后续查找方法的依据。
三、 事故查找（故障测距与定点）
查找过程通常分为两步：测距（预定位） 和定点（精确定点）。
第一步：测距（Pre-location）
在电缆一端测量，估算出故障点的大致距离，缩小搜索范围。
低压脉冲法： 适用于低阻和开路故障。向电缆发射低压脉冲，通过观察故障点反射脉冲的极性变化和时间来计算距离。非常直观，但不能用于高阻故障。
高压桥式法（电桥法）： 传统方法，主要用于低阻故障和开路故障。需要电缆有一相是好的作为回路。精度高，但应用受限。
行波测距法（现代主流方法）：
脉冲电流法： 适用于所有类型的高阻和闪络故障。通过高压发生器（直流或冲击）使故障点击穿，产生电流行波，通过测量行波在测试端和故障点之间往返的时间来计算距离。这是目前处理高阻故障最有效、最常用的测距方法。
二次脉冲法： 是脉冲电流法的升级版。它能在同一屏幕上显示故障前和故障后的波形，使波形更容易识别和判断，提高了准确性。
第二步：定点（Pin-pointing）
在测距给出的粗略位置（几十米到几百米范围内），进行地面精确定位，找到故障点的确切位置，以便开挖修复。
声磁同步法（最常用）：
原理： 使用高压冲击发生器对故障电缆施加周期性高压脉冲，使故障点每秒钟产生一次击穿放电并发出“啪”的声响（声信号）和电磁波（磁信号）。
方法： 操作人员手持声磁接收器在测距范围内沿电缆路径巡查。当仪器同时接收到规律的声信号和磁信号，且声信号最强时，下方即为故障点。该方法受环境噪声和电缆埋深影响较大。
音频感应法：
原理： 向故障相注入音频电流信号，用感应式接收器（耳机和探头）在地面上监听信号的变化。
方法：
对于低阻故障：当探头在故障点正上方时，音频信号最强；越过故障点后，信号骤减。
对于金属性接地故障：效果很好。
不适用于高阻故障，因为无法形成有效的回路电流。
跨步电压法：
原理： 主要用于外护套破损的低阻接地故障，特别是直埋电缆。向故障相和大地之间注入一个特殊信号，在地面上用两根电极探测地表电位差（跨步电压）。
方法： 在故障点附近，电位梯度会发生剧烈变化，通过寻找电位差为零的点（类似于电气上的“中性点”）来精确定位。对高阻故障无效。
总结：标准故障查找流程
安全措施： 停电、验电、挂接地线、悬挂标示牌。
故障判定： 收集信息、摇绝缘、做导通，确定故障性质和相别。
路径查找（如有必要）： 如果电缆路径不明确，先用路径仪确定电缆走向。
故障测距（预定位）：
低阻/开路故障： 优先使用低压脉冲法。
高阻/闪络故障： 使用行波法（脉冲电流法或二次脉冲法）。
故障定点（精确定点）：
高阻/闪络故障： 使用声磁同步法。
低阻接地故障（特别是直埋）： 可尝试音频感应法或跨步电压法。
开挖修复： 找到故障点后，按规定进行电缆或接头的修复工作。
验证试验： 修复后，对电缆进行绝缘电阻测试和直流耐压（或交流耐压）试验，确保其绝缘性能恢复，方可恢复送电。
通过这套系统化的方法，可以高效、准确地定位和处理绝大多数电力电缆事故，最大限度地减少停电时间和经济损失。
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