矿用电缆的故障及其寻找方法.pdf

第 2 6卷第 7期 2 0 0 7年 7月 煤炭技术 C o a l Te c h n o l o a v V 0 I ． 2 6。 N o． 7 J u l ， 2 0 0 7 矿用电缆的故障及其寻找方法 党 军 河北 能源 职业技术学院 ，河北 唐山 0 6 3 0 0 4 摘要 由于煤矿井下特殊环境 ， 矿用电缆在使用 中会 出现 一些故 障， 影响正 常使用 。如何快 速准 确查找故 障点 ， 是 排赊故障的关键 。文 中介绍了几种 电缆故障的查 找方法 。 关键 词 短路 ；接地 ；断线 ；绝缘 中图分类号 T D 6 1 1 文献标识码 A 文章 编号 1 0 0 8 8 7 2 5 2 0 0 7 0 7 0 1 3 0 0 2 El e c t r i c Ca b l e Br e a k d o wn a n d S e e k s M e t h o d DA NG J u n H e b e i E n e r g y I n s t i t u t e o f V o c a t i o n a n d T e c h n o l o gy， T a n g s h a n 0 6 3 0 0 4 ， C h i n a Ab s t r a c t Be c a u s e t h e c o a l mi n e mi n e s h a f t s p e c i a l e n v i r o n me n t ，t h e mi n e r a l p r o d u c t e l e c t r i c c a b l e c a n a p p e a r s o me b r e a k d o wn s i n t h e u s e，a ffe c t s t h e n o r ma l u s e，h o w i s t h e f a s t a c c u rat e s e a r c h f a u l t p o i n t ，f i x e s t h e b r e a k d o wn t h e k e y． Th i s a r t i c l e h a s a n a l y z e d t h e t y p e a n d t h e r e a s o n wh i c h t h e b r e a k d o wn p rod u c e s，i n t ro． d u c e d s e v e r a l c a b l e f a u l t s e a rch me t h o d． Ke y wo r d s s h o rt c i r c u i t ；e a rt h；b r o k e n l i n e；i n s u l a t i o n 0 前言 由于煤矿井下特殊环境 ， 矿 用电缆在使用 中会 出现一些 故障， 影响正常使用， 如何快速准确查找故障点， 是排除故障 的关键 。矿用 电缆 经常 出现 的故 障有 电缆绝缘 故障 、 接地 事故 、 短 路事故 、 断线事故 、 闪络性故 障等 。 l 电缆故 障的种 类 1 。 1电缆 绝缘 故障 1 电缆 的绝缘水平低 ， 出现漏 电现象 ； 2 芯线 相间或对 地绝缘 电阻达不到要求 ； 3 芯线之 间或对 地泄漏 电流过 大。 1 ． 2 接地事故 1 完全 接地 也称死接地 ， 即电缆某相芯线接 地 ， 如用 摇表 或万能表 测量 二者 之间绝缘 电阻为零 ； 2 低 电阻 接地 ， 指 电缆一 相或几 相芯线对 地 的绝缘 电 阻值低 于 5 0 0 k Q； 3 高 电阻接地 ， 指 电缆一相 或几 相芯线 对地 的绝缘 电 阻值在 5 0 0 k Q以上 ， 甚至 1 M Q以上。 1 ． 3 短路事故 电缆 的短路 事故有 完全 短路 、 低 电阻 或高 电阻短 路 ； 有 两 相同时接地短路或两相直接短路 ； 有三相短路和接地 。 1 ． 4 断线事故 电缆一相或几相芯线断开或者一相导 电芯线断一部分 ， 常 常因短路事故而烧断导线。 1 ． 5闪络性故 障 当电缆的电压达到某一定值时， 芯线问或芯线对地发生 闪络性 击穿 ； 当电压降低后 ， 击穿停止 。在某些情况下 ， 即使 再次提 高电压值时 ， 击 穿亦不 出现 ， 经过 若干 时间后又 会发 生。这种故障有 自动封 闭故障点 的特点。 2 电缆故 障点的寻找方 法 2 ． 1 维修人员直接判 断和 寻找故 障点 运行中的电缆或新安装的 电缆一旦 出现故 障 ， 应以最快 的速度寻找故障点， 以便及时处理， 减少生产和安全上的损 失。首先应确定 哪条 电缆 出了故 障。当维修人 员无法 查 明 是 过负荷跳闸还是故障跳闸时 ， 可以进行一次试送 电来 判断 跳闸停电的原 因。但是 ， 在井 下敷设 电缆巷道 中的沼气浓 度 必须在 1 ％以下时才可试 送电。 如果 属于电缆事故跳 闸， 应 先用摇表测定 电缆芯线之 间 和对地的绝缘 电阻 ， 初 步判 断故 障的性质 。凡 属 电缆绝缘 故 障， 往往是通过检测绝 缘 电阻和做 泄漏试 验时 发现 ， 或者 从 检漏 继电器指针数值判断 。凡接地事故 ， 可通过 检漏继 电器 跳闸发现 。如果属于短路故 障， 常常是因接 地短路或短 路后 接地 ， 也有少数只短路不接地。 对于在空 气 中敷设 的 电缆 ， 包括 井 下沿 巷 道 敷设 的 电 缆 ， 如果因短路故 障造 成外皮 烧伤 ， 一般 通过 沿 电缆线路 查 找外观就可找到故 障点 。电缆接线盒 出现短路 事故 时 ， 如果 检查得及时 ， 接线 盒表 面可 以摸到有 温度 。电缆某处 短路 ， 有时可以看到烧穿的伤 痕或 穿孔 ， 在短路点 还可 以嗅 到绝缘 烧焦 的特殊气味。 2 ． 2 用万用表寻找矿用橡套软电缆故障点 首先将电缆两 端的接线盒全部 开路 ， 如 果电缆故 障是相 间短路 ， 将发生短路 的两根 芯线 的端头 与万用 表相 连接 ； 如 果是接地故障 ， 就将 发生 接地 的芯 线接 到万用 表上 ， 将万 用 表 的选择开关打到欧姆 档 ， 然后由检修人员 对电缆逐段 进行 弯曲或翻动 ， 当弯 曲到某一点 ， 万 用表指针有 较大的摆 动时 ， 说 明这就是故障点。也可用木棒 敲打电缆护套 ， 当敲打到某 处 ， 万 用表针有较 大的摆动时 ， 就 找到了故 障点。 这种方法适用于寻 找一芯 或多芯 低阻 几 十千 欧 以下 接地或短路 故障 ， 不 管是屏 蔽 电缆 还是 非屏 蔽 电缆 均 可采 用 。 2 ． 3 使用 H C TG型电缆故障测试仪寻找故障点 H C TG型 电缆故 障测试仪 可以测试 3 5 K V以下各 类 电 缆的闪络性故 障或 电阻值极高的故障 ； 封闭性故 障或一般 高 组的故障； 低组故障、 短路或开路故障 ； 电缆长度 和电波在 电 缆中的传播速度。最大测距可达 3 0 K M。 2 ， 3． 1 电缆 故 障 测 试仪 主机 的使 用 测试 中首先用低压脉冲法来测试故 障 ， 若低 压脉 冲法能 解决 ， 则故 障性质为低阻或开路 、 短路故 障 ； 若 低压脉 冲法 解 决不了的故 障为高阻故 障， 需选择 高压闪络 法进行测试 。 2 ． 3 ． 2 低压脉冲法测试步骤 1 在主菜单 中选择低压脉冲方式 。 2 根据所测 电缆 的长度选择“ 窄脉冲” 或“ 宽脉 冲” 。当 收稿 日期 2 0 0 7 0 42 0 修 订 日期 2 0 0 7 0 5 2 2 作者简介 党 军 1 9 6 4 一 ， 男 ， 河北唐山人 ， 一级 电气实习指导教师 ， 2 0 0 5年毕业 中国矿 业大学机械 电子工程专 业 ， 现 在从 事行 政工作。 维普资讯 第 7期 党 军 矿用 电缆 的故 障及 其寻 找方 法 l 3 l 被测 电缆短于 4 0 0 m时 ， 选择 “ 窄脉 冲” ； 当被测 电缆长 于 4 O O m时 ， 选择 “ 宽脉 冲” 。 3 将航空接头测试线连拉 刭仪器后面 的航 空接头插座 上 ， 测试线 的红 色接线 夹接 被测 电缆 的相 线 ， 黑色接 线夹接 被测 电缆的地线 。 4 选择“ 置速” ， 根据 被测 电缆的介 质不 同选择 不 同的 电波传播速度 。如果不是常见 的四种介 质电缆 ， 则需要 自行 设置介质类型及 电波 传播速度 。 5 屏幕显示 出现纵横坐标 轴后 ， 按 “ 采样 ” 键 ， 屏幕上显 示发送和反射脉 冲波 形。若波 形垂直 位置 不当或 出现上 下 限幅 ， 可调整“ 垂直位移” 和“ 幅度” 旋 钮 ， 重新按“ 采样 ” 键。 6 波形调 整 适 当后 ， 按动 “ 左 移键／ 右 移键 ” ， 使 第一游 标对准发送脉冲的前沿 ， 按“ 定位” 键， 此时距离显示为0 0 0 0 0 n l ， 再按 “ 左移键／ 右 移键 ” 使 第二 游标对 准 回波脉 冲的前沿 ， 故 障点 的距 离即可显 示出来。 2 ． 3 ． 3 高压 闪络 法测试步骤 1 首先 按 照如 图 1所示 的线 路 原 理图连 接 好测 试 电 路 。 图 1 高压闪络法测试连线图 v T ． 调压器 ． 电压调节范围 0～2 5 0 V， 输 出功率大于 3 K V A P T． 高压 升压变压器 ， 输 出电压 0 ～5 0 k V， 容量大于 3 K V A V D． 整流二极管 ， 要求反 向耐压而在于 2 0 0 k V， 正向电流大于 1 0 0m A C． 储能电容 ， 容 量大于 1 耐压大于 3 O k v J s ． 球 间隙 ， 根据测 试情况调节 球间隙 的距离 ， 可 以调节加到 电缆的 冲击电压的高低； 一 般情 况下每毫米球 隙距离击穿 电压为 3 0 0 0 V 特 别应 注意连接好试 验变 压器 与放 电棒 ， 如 图 2所示 。 作直 流时请 拨出短路杆 包括测 电缆故 障 ； 高压尾 一定 要接 地线 ； 仪表可不接 ； 输入接调压器 。 仪表 图 2 试验变压器 与放 电的连接 2 将信号 线一 端接 于主机 后面 的插座 上 ， 另一端 接 电 流取样盒 。电流取 样盒放 至电容的接地 线旁边。 3 在 主菜单中选择闪络测试方法 。 4 根据被测电缆 的介质类型设置相应 的电波传播速 度 。 5 按 “ 采样 ” 键 ， 仪器 于采样等 待状态 。 6 接通调压器输入 的 2 2 0 V电源 ， 逐渐升高调压器 输出 电压 ， 经高压升 压变压 器给 电容器 充电 ， 当充 电电压达 到使 球 间隙击穿时 ， 停止 升压。 7 以下步骤 同“ 低压脉 冲法” 的步骤 5 、 6 。 8 操作完毕后一定要将 电容 中的储存 电量放掉 。 2 ． 3 ． 4 闪络测试 法注意事项 1 在进行 闪络测 试 时， 一 定要在 主菜单 中选 择 闪络方 式 。若误选低压脉冲方式 ， 将使仪器 内部输 出的脉 冲信号 和 外部的大功率闪络信号短路 ， 造成仪器故 障甚至损 坏。 2 连线 时 ， 一 定要将 高压大 电流 的地线 和低 压小 电 流 的地线分开 ， 分别接至 电缆头喇叭 口的铅包地线 上。若将地 线全部接在一 起 ， 由于地线 接 触不 良而存 在一 定 的接 触 电 阻， 在 闪络测试过 程中 ， 电缆故 障点 被击 穿时会 有近几 百 安 培的瞬时电流流过 同一地线 ， 使 仪器地 电位 抬高 ， 造成 严 重 的仪器损坏事故。 3 球间隙间距应 由小 到大调 节 ， 即所加 的 电压应 以故 障点能充分闪络放 电， 仪器 能记 录到理 想 的波形 为宜 ， 切勿 一 开始就将球间隙间距调节得 很大 ； 一般 情况下 每毫米球 隙 距离击穿 电压为 3 0 0 0 V 。 4 注意“ 幅度 ” 旋钮与“ 左移键／ 右移键 ” 的配合调节。 5 若故 障点 放 电困难 ， 应尽可 能地 加大 并联 储 能 电 容的容量 。 6 当电缆故 障测试 仪粗测结 束 ， 测 出故 障点 大致 位 置 后 ， 需要进行定点精测 。关掉主机 电源 ， 按 图 3进行连接 。 图 3 精确定点连线原理 图 3 H C TG L路径仪 的使用 1 将探棒接信号接收器面板的输入插孔， 耳机接输 出 插孔 当环境噪声 较小 时 ， 可 不接 耳机 ， 工作后 应能 听到连 续或断续 的“ 嘀嘀” 声 。 2 将频率选择到与发射机输 出频率相一致 。 3 当探棒 与地面垂 直并左 右移 动时 ， 能 听到信 号强 弱 及连续不 同的“ 嘀 嘀” 声 ， 接 收表 头也 可反 映 接收 信号 的 大 小。当接 收声音最 小或 断续 ， 而两边 声音 大并连 续 时， 探 棒 下面即是 电缆的埋 设位置 。一边 向前走 ， 一边摆 动探 棒 ， 耳 机里听到的声音最小的各点连线 即为 电缆的埋设走 向。 4 H C TG电缆智 能定位仪 1 按定点方 式连接高压设备 冲击放 电。此 时放 电球 间 隙不 宜太 大， 原因是定 点过程 所需 时间 相对较 长 ， 若 球 隙较 大 ， 则冲击电压较高 ， 长 时间 的冲击高压 可能 使故 障点形 成 死短路而不能放 电。 2 用测试仪粗测距离 ， 沿路径走 到故 障点的大致 位置。 3 将探 头放在 电缆上方 ， 调整音量 ， 戴上耳机 。 4 当探头沿 电缆移 动时 ， 如 图 4所 示 ， 数显距 离 最 小 ， 声音 最响时 ， 探头下方 即为故障点。 声音变大， 距变小 声音晟大，显 垣 最小声音变大，显距变小 图 4 定 位时声音 和数 显距 离的变化 图 5 结语 通过 以上几种方 法可 以快 速准确地 寻找 到运行 中电缆 的故障点 ， 以便及时处理 ， 减少 了生产 和安 全上的损失。 维普资讯