摘要：在电力运行实践中，电线电缆故障时有发生，对电力系统高质量运行、工业生产、人们生活和生命财产安全造成了较大麻烦。对各种电线电缆故障展开原因研究，应用可靠的故障检测技术与定位方法，及时成功检测故障并及时排除，形成经验教训，对电力线路完好运行与预防故障至关重要，也有利于提升线缆设计研发、安装和运行水平。
关键词：电线电缆；故障；检测技术；定位方法
引言
随着国民经济的发展，人们生活水平快速改善提高，电力产品无处不在，电力已是人们生活中的必须产品。电力中断必然造成生活困难、交通障碍、经济损失、生命伤亡等或大或小的问题。据相关统计数据，1965年至2012年共发生了140次国际大停电事故，重创数千万人次，损失惨重。人们能感受到的各种小停电尤为不计其数。导致停电的原因多种多样，电线电缆故障是其中的原因之一。分析研究电线电缆故障检测技术与定位方法，对于保证电力安全稳定意义深远。
1 电线电缆故障检测技术的重要性
电线电缆故障检测技术是保证电力线路系统高质量运行的一项关键技术，它不仅是故障发现、故障测定、故障消除、故障分析的有效保障，还是改进提升线缆及附件质量、线路设计与运行管理水平的重要依据。研究、把握电线电缆故障检测技术与定位方法，会依据各种故障现象，辨别故障类别，应用合理的故障检测技术迅速高效地找到问题、分析问题和解决问题，这不仅是对电力工程技术人员的基本要求，还是电力线路完好运行与预防故障的必然需要。
2 电线电缆故障原因分析
造成电线电缆故障的原因较多，大体可分成生产缺陷、设计缺陷、机械损伤、性能老化等情况，主要原因研究如下。
2.1生产缺陷
虽然线缆及附件于工厂制造时，包括在电缆线路交付使用以前，依据相关标准和规范要求，均经历了严苛的科学试验，为线缆及附件提供了可知的技术保障，不过仍然难以完美模拟工程具体使用的全部工况，依然有考虑不全的缺陷与隐患。
2.2设计缺陷
电线电缆及线路技术设计时，因为对于材料、温度、时间、负荷、环境、施工方法等因素影响的技术保障不到位，从而出现现有技术无法检出的设计缺陷，导致线路运行故障。
2.3机械损伤
在电线电缆制造、运输、安装和使用过程中，均易因外在的机械力量而受损。这些机械力量往往是碰撞、擦挂、牵拉、施工、地质变化等各种外力。
2.4性能老化
电线电缆绝缘材料，有其固有技术指标与使用寿命，其质量水平，严重关系到电缆使用寿命。绝缘材料超负荷使用、环境恶劣等情况均会导致绝缘层热老化、水树枝老化、臭氧老化、低温脆化的加速，进而绝缘性能老化加快。
3 电线电缆故障检测技术
线缆故障检测技术难度较大，通常要经历故障类型辨识、故障点初测、故障点定点三个步骤方能完工。故障类型的辨识是故障点初测和选取准确的故障测试技术的前提条件。因为部分线路不可见和仪器设备误差因素的影响，通常故障点初测结果差距较大，需使用一定的方法精确定位测试，确定故障点。电线电缆故障检测技术大体可分在线检测技术和离线检测技术。离线检测技术包括电桥法与脉冲回波法，后者又包括高压脉冲法、低压脉冲法。
3.1 在线检测技术
电线电缆故障在线检测技术也称作为电线电缆故障在线监测系统，是综合性应用现代通信、大数据及智能新技术等科学资源研制而成的智能监测系统。能对线路运行参数和环境参数监测；能对各类故障和异常情况在线检测，收集大量在线数据，用软件加以分析，进而发出故障报警或维修检修建议；能对故障情况进行统计和查询；能引领工作人员找到故障点的准确位置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在线监测系统助推了电线电缆故障的检测技术向智能化方向大发展，国内已经有多家公司具有一定的电缆线路故障在线监测系统解决方案能力，此技术有待进一步发展和使用。
3.2 离线检测方法
3.2.1电桥法。低阻故障检测用电桥法最适用，它是使用双臂电桥测量电缆线路的直流电阻，再测量电缆的实际长度，依照电阻与长度成正比的关系，计算故障的位置。该方法测试故障点的精确性与接地电阻值的大小有关，越大准确度愈低。如果接地电阻偏高，就必须采用大的电流把接地电阻烧低，才能提高检测精确度，注意不要太低，太低时击穿产生的声波会很弱，用声波定点测试难识别，一般烧低至千欧数为宜。
3.2.2脉冲回波法
脉冲回波法是运用脉冲行波与时间成线性的原理，使用回波幅度以及时间来辨别反射体的存在与位置的检测方法。
低电压脉冲回波法是依据低压脉冲波在电线电缆里的运行时间与速度测量故障点的距离，脉冲波的速度可用绝缘材料的介电常数测算，脉冲波运行时间是脉冲波抵达故障点并反射回发射点的时间总和，可用现代仪器测量。具有可识别的回波幅度是脉冲回波法技术顺利检测的关键。接地故障的接地电阻常达到电缆波阻抗的10倍，得到的回波幅度只有脉冲起始波的5%，较难识别，很难应用。但是对于低阻接地类故障、短路故障和断线故障，低压脉冲回波法得到的回波幅度比较大，容易测量故障的距离。
高电压脉冲回波法包含直流高压回波法、冲击高压回波法两种。其原理是高压脉冲波作用于故障线缆产生短路反射和开路反射，通过测试两种反射的时间差而计算故障点的距离。对于电阻很高的故障，宜采用直流高压脉冲回波法。但当电阻降到一定范围内的故障，因设备技术原因，直流高压升到一定时候会产生泄露保护，这时需改用冲击高压脉冲法，并在测试电路中加入电感元件，来获取短路反射和开路反射，进一步测试故障点。
3.3 电线电缆故障定点法
历经多年的发展，电线电缆故障定点法有多种，包括声测法、声磁法、电位差法、电容电流法、行波故障定位法、跨步电压法、音频感应法等等，其基本原理就是探测声音、电位、磁场、电压和电流行波信号，进而定位电线电缆故障点。几个常用的电线电缆故障定点法介绍如下。
3.3.1 声测法和声磁法
声测法是常用的甚有成效的电线电缆故障定点法，其原理是故障点被击穿时，会造成机械振动声波，进而借用人耳或拾音器进行辨认，确认故障位置，对直埋、穿管等不可见的电线电缆线路非常适合。如果故障电阻非常低时，击穿振动声波很小，拾音器辨认模糊，这时可利用感应线圈，收集击穿电磁波，用毫伏级电压表探测击穿电流的间隔时间，并和拾音器探测情况比对，声磁信号协同确定故障点。
3.3.2 电位差法
在故障电缆点与地之间施加测试电压，电缆的入地点四周围就会产生以入地点为中心的电场分布。该电场在同一圆周上的任意两点间电位差值为0，但在不同圆周上的两点之间会有电位差，而且当这两点距离一定时，这两点的位置越靠近故障入地点中心，电位的绝对差值越大，当这两点连线的中心和故障入地点重合时，电位差值就等于0，经过不断往复移动便可测出故障入地点。
结束语
伴随世界人口和经济的双增长，城镇化建设空前扩张，电网规模越来越庞大，线路越显繁复，电线电缆故障也越来越多，日益受到人们的高度关注，电缆线路高质量运行越来越重要。依据故障现象的不同，灵活运用各种电线电缆故障检测技术与定位方法，选取适当的电线电缆故障侦测仪器，精确辨识、找出和排除故障，对于保障电力系统运行完好至关重要。科技在进步，电线电缆故障的检测技术也在进步，加之智能监测系统的发展，电力系统的运行会越来越有保障。
参考文献：
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[3]王春江等.电线电缆手册（第3册），机械工业出版社，2001.7.
论文作者:李章学
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/8
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