孙东来 王琦 张延辉 王东 张海霞
东营宝莫环境工程有限公司
摘要：电缆终端头、中间头制作的细节及电气直埋电缆故障的查找方法——测电流优选法，结合实际事例说明方法的应用，给排除电缆故障带来了很多方便。
关键词：电缆头制作；故障查找；测电流优选法
概述 ：多年来直埋电缆故障始终是不好处理的难题，由于电缆一旦出现故障将给用电单位带来相当大的影响。近年总结出在制作电缆终端头、中间头的一些细节，并找到一种快速查找直埋电缆故障的方法---测电流优选法，此方法能够更快速、更准确查找出直埋电缆的故障点。电气施工中电缆终端头、电缆中间头是一项重要的施工技术，电缆头制作优劣直接影响电缆稳定运行。 但是制作电缆头时有时粗心大意，有时不懂得高压电缆制造和运行原理，在制作电缆头时抓不住重要环节，虽然电缆头制作后，经过耐压合格，但电缆在以后的运行中仍存有隐患。
1电缆终端头、中间头制作
1.1 电缆剥切制作环节
1.1.1 电缆绝缘层
电缆剥切应严格遵守电缆头材料生产厂家说明书尺寸进行，剥切时一定注意的是在剥电缆绝缘层外面的半导体层时，不能下刀过深以致伤到绝缘，最好是不将半导体层割透，尤其是在割电缆横刀时特别注意，电缆绝缘层只要有一点很浅的划痕就是隐患，因为在电缆头制作完成后就会固定电缆接线，在接线时很多时候需要弯曲电缆线芯造型。线芯被弯曲后在弯曲点处总是会有很大应力，电缆在运行时会产生温度，如果绝缘层划痕在弯曲点，那么电缆线芯在很大应力的作用下绝缘层划痕就会加深。使绝缘层破坏电缆被击穿，以往类似电缆故障曾遇到过。因此在这环节中，制作电缆终端头、电缆中间头都应特别注意，不能下刀过深伤到绝缘层（图 1）。
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1.2 电缆半导体层
1.2.1 电缆半导体层的作用
电缆的半导体层是在电缆运行时起到均衡电场的作用，高压电缆和低压电缆在制造时有很大区别，低压电缆制造时只考虑绝缘就可以了，高压电缆在制造时既要考虑绝缘又要考虑均衡电场，由于电压高电缆运行时会产生电场，如果电缆局部电场密度大就会破坏绝缘导致电缆绝缘击穿，因此电缆半导体层非常重要，尤其是绝缘里面那层也就是和线芯接触的半导体层更为重要，在剥绝缘层时一定要像削铅笔那样，角度大于等于45度，而且半导体层要露出部分要大于等于5 mm，注意不能损坏半导体层，为以后连接半导体层时能够完整打下很好的基础（图 2）。
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1.2.2 半导体层连接
为了更好地使半导体层均衡电场，做中间头时在靠线芯的那层露出部分开始向另一端缠绕半导体带，注意缠绕时一定要均匀，不能有露出线芯现象发生（图 3）。
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1.3 压接端子及压接管
在压接时必须选好合适的压接模具达到压接可靠，压接完成后应当注意的环节是处理压接端子或压接管上挤压出的尖端和毛刺，如果在压接端子或压接管上留有尖端和毛刺，一是在热缩绝缘层时容易刺破绝缘层，二是电缆在运行时会造成尖端放电破坏绝缘。在处理完毛刺后必须用电缆头材料所给的填充物把压接坑填平，以保证在热缩绝缘管时里面不会有空隙（图 4）。
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1.4 热缩绝缘管
（1） 在热缩绝缘管前一定把电缆线芯用酒精处理干净，绝缘管既起到绝缘作用同时还起到防水作用，电缆中间头材料生产厂在绝缘热缩环节是 3 层绝缘管，常规施工工艺：第一层长、第二层短、第三层更短，只有第一层能起到防水作用（图 5）。这种工艺如果在电缆外护套没有损坏时是没有问题的，但是电缆外护套在施工中一旦有损坏、或者电缆在运行时还有施工项目碰坏电缆外护套、雨水或地下水就会进入电缆里层，此时电缆绝缘层防水就起到决定性作用。为此对这种排列进行改进，将热缩绝缘管第一层做成最短的、第二层不变、第三层做成最长的，那么绝缘管就会有 3 层防水。这种工艺更能延长电缆的运行寿命，也是制作低压电缆中间头特别适用（图 6）。
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（2）热缩绝缘管前应在绝缘管两端线芯上用细砂布进行打毛，然后缠绕两层热熔胶，用锯条在火焰上烧热按到热熔胶上使热熔胶牢固，缠绕热熔胶时不能让热熔胶有应力，如果热熔胶有应力热缩时会断开起不到封水作用，另外热熔胶决不能缠很多层以避免热熔胶不能完全溶化。热缩绝缘管后应该有溶化的热熔胶被挤出，说明这一环节非常好。
（3）在热缩绝缘管时所用工具一般是液化气喷枪或汽油喷灯，不管利用哪种应当注意火焰要调整到强火焰，因为强火焰不易产生黑烟，如果有黑烟产生就会残留在绝缘管上使绝缘降低漏泄电流增大，但在强火焰作用下注意不能烤焦绝缘管，加热时火焰距绝缘管稍微远些以使绝缘管受热均匀。
（4）热缩半导体管应参照热缩绝缘管方法进行，同时这一工序也能起到防水作用，在缠绕热熔胶时应注意不能使热熔胶面积过大，也就是说让半导体管和电缆半导体层有足够搭接面积，使之恢复电缆结构。
1.5 电缆线芯屏蔽及钢铠的连接
（1）在绑扎线芯屏蔽网时不能用细铁线，因为电缆运行时和绑扎的细铁线构成磁场环流，细铁线会发热烧坏线芯绝缘。
（2）在连接屏蔽网及钢铠时一定要用锡焊接牢固，如果接触不良一旦有电流流过就会发热烧坏电缆，从原理上来讲在正常情况下电缆屏蔽层及钢铠不会有电流，但是装置区用电尤其是临时用电，电流就有可能沿着电缆屏蔽层及钢铠回到变电所中性点，还有就是大地杂散电流，这一点已经验证过多次，高压电缆运行时大多数电缆都会有1--3A电流，因此一定要特别注意这一环节。
1.6 电缆统包及外护套
电缆统包时可以用电缆的充填物充填，注意统包时不要用塑料带统包，因为热缩外护套时容易把塑料带烤化，最好是用白布带进行统包，电缆统包后一定要包紧，电缆造型要直不能有弯而且要圆，这样电缆头完成后才会美观，电缆在热缩外护套前应先测量好热缩管外护套尺寸，在电缆的外护套上打毛缠热熔胶，缠热熔胶时均匀面积要大些，这样做起到的防水效果会更好。
2 测电流优选法
测电流优选法，是一种把故障电缆两端所有线芯各自悬空，包括钢铠引出线，用绝缘值低的一相与变电所内接地线之间加电流，此时电流会顺着故障点流回变电所接地线处，构成一个回路，利用挖坑处是否能检测到此电流的方法，在不破坏电缆的情况下就能判断出故障点是在挖坑处的哪一边。根据电流值来判定故障区间，并在故障区间循环使用测电流法，从而快速选出故障点的方法。此方法的实施，需要 3 个步骤。
（1）烧穿电缆。在变电所故障电缆的始端，检测电缆线间、相间的绝缘值，将绝缘值最小的相找出来，将这一相与大地接在一起，此时利用 220 V/640 V 隔离变压器和水电阻组成烧穿电源，加 30 A 的电流把故障处电缆外护套烧坏，并在故障点与大地间形成积碳。
（2）挖探坑及电缆确认。在变电所故障电缆与终端直埋距离的中间部位挖坑，露出电缆。此时在变电所故障电缆的始端，利用 220V/640V隔离变压器，采用相对地加 5 A 的电流法进行测试。
（3）测电流优选法。在挖深坑处，不论是运行电缆还是停运电缆，不论是多根电缆还是单根电缆，在不破坏电缆的前提下，用钳形电流表进行测试，如果某条电缆的测试值小于5 A，说明此电缆是故障电缆，且此故障点在挖坑处与电缆终端之间。如果此处所有电缆的测试值均为 0，则说明故障点在电缆始端与挖坑处之间。这就是测电流优选法，即利用测电流的方法，快速选出故障点在挖坑的哪一边，从而缩小故障范围，重复进行挖坑、测电流、选择故障点方向，以最短的时间准确找出故障点。
3 直埋电缆故障查找实例
某大型国企直埋电缆规格是
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。电缆是变电所至下级配电室电源电缆，长度大约 600 m，变电所出来有 100 m 长砌筑电缆沟，此故障发生已半个多月，经多方技术人员查找未找出故障点，目前电缆在 300 m 处已经断开，此处是前期查找故障判断失误造成的，测试此处与变电所电缆始端之间的绝缘，发现 B 相对地绝缘是 0.2 兆欧，断开点至配电室电缆终端之间 A 相对地绝缘是 0.1 兆欧，说明这条电缆有两处故障同时出现，这在以往是不多见的。既然电缆已分为了两段，就从变电所电缆始端到中间 300 m 断开点之间电缆来查找。首先对电缆故障点进行分析，B 相对钢铠绝缘 0.2兆欧，电缆线芯 A，C，N 相绝缘良好，想办法把 B 相对钢铠绝缘降到 1 兆欧以下。
（1）烧穿电缆。利用自制的 220 V/640 V 隔离变压器和水电阻组成烧穿电源，变压器二次侧分别跟 B 相线芯和电缆的钢铠连接，用水电阻控制 10 A 电流，进行烧穿电缆，用电压表监测 B 相与钢铠之间电压，利用欧姆定律就可以算出电阻，100V/10 A=10 欧，用电压表可以省时，也就是说当 B 相与钢铠之间电压降到 100 V 时，就可以直接用 220V 电源和水电阻加电流了，这样做就可以把电流加到 30 A，利用 30 A 电流能够把电缆外护套很快烧坏，并且能在故障点与大地间形成积炭，这一步大约用时 30 min。
（2）挖探坑及电缆确认。在电缆中间断点与变电所之间大约100 m 处挖第一个探坑露出电缆，将电缆断开点处 A 相接地，在变电所侧电缆线芯 A 相对地加电流 5 A，同时在第一个探坑处测量电流值，发现有根同型号电缆电流值是 5 A，此时故障电缆确认完毕。
（3）测电流优选法。这一步非常重要，也是技术性最高的一步。把电缆两端所有线芯各自悬空，包括钢铠引出线。在变电所侧电缆线芯 B 相与变电所内接地线之间加电流，此时 B 相线芯与故障点及大地构成回路，电流回到变电所接地线处。众所周知，大地阻值大，如果用 220 V 加到回路中会有很小的电流产生，所以此处采用 220 V/640 V 隔离变压器，利用水电阻调压来控制电流，使电流保持在 2 A，可以用钳形电流表来监测。但加电流时发现此地电流可以加到 20 A，通常这种方法最多只能加出 3 A 电流，现在加出 20 A 肯定是不对的，立即停止加电流并进行分析。能出现大电流只有一个原因，那就是钢铠有接地现象。鉴于这种结果，对电缆所经途中电缆沟进行查看，发现在变电所出口 100 m 电缆沟出口处，电缆保护管管口电缆的外护套已破损，钢铠和保护管直接接触，处理好此处的绝缘后，重新刚才的加电流工作。在第一个探坑处测量电流是 1.8 A，说明故障点就在第一个深坑与电缆中间断点之间，此距离只有 100 m 左右。在此距离的中间，大约 50 m 的地方再次挖第二个深坑，重复第三步的方法，将故障点缩小到 25 m，再次挖第三个深坑，将故障点缩小到 13 m 左右，再缩小到 6 m，最终找到故障点，到此时为止总计用时 1 d。
随后用相同的方法，将电缆断开点至配电室电缆终端之间的另一故障点查找出来，用时 1 d，总计用时 2 d，快速而准确的处理了此电缆故障。
此处对第三步中测试到的 1.8 A 电流为何与所加 2 A 电流不一致作一点说明，电缆在敷设时有可能把电缆外护套刮破，也有可能在以后的施工中碰破电缆外护套，这样就会产生分流，但这种分流会很小。在这次加电流时只有 0.2 A，因为钢铠与大地接触阻值很大，而故障点此时已经被烧焦有积炭，产生的阻值相对会很小，所以电流不一致是正常。
结束语：以上是我结合近几年对单位电缆中间头；终端头制作以及电缆故障排查时总结的一点想法，这个课题是一个值得我们认真探讨，深入研究的课题，限于能力，有不到之处，还请专家给予批评指正。
参考文献：《电力电缆故障测试方法与案例分析》机械工业出版社 2006年