（1.北京市电力公司电缆工程公司 北京 100027；2.北京有色金属研究总院 北京 100088）
摘要：本文简单介绍了电缆常见的故障类型和故障测距的方法。以某路35kV电缆为例，重点介绍了脉冲电流法在电缆故障定位中的现场应用，并对电缆故障的原因进行分析，总结了查找电缆故障的经验和技巧，提出了避免发生类似电缆故障的建议。
关键词：35kV交联电缆；故障测距；脉冲电流法；故障分析
0引言
在现代经济飞速发展的今天，电力承担着能源传输的重要任务，而电缆则是现代城市中主要的电力传输载体。随着电力电缆应用日益广泛，电缆故障对生产经济带来的损失也是巨大的。电缆本体的质量、制造工艺、电缆中间及终端头的制作工艺等各项因素，都会影响电力电缆的运行工况，并且电缆多埋于地下，一旦发生故障，查找十分困难。为了进一步减少电力电缆故障对社会带来的经济损失，就要尽快对故障点进行查找，迅速排除故障，减少经济财产损失[1]。
2015年7月北京电力公司对某35kV电缆线路进行例行耐压试验时， 有2支中间接头先后发生击穿。随后，技术人员采用脉冲电流法对电缆故障进行定位。在对电缆故障施加高压过程中，发现某一电缆中间接头处有明显因故障点击穿出现放电情况，这时故障点间隙就会出现机械振动声音，传到地面后造成“啪、啪”声响，通过故障测距和故障点击穿的声音十分准确的对故障点进行了定位。本文将详细阐述该电缆故障的测距方法以及故障分析的结果。
1电力电缆故障测寻
在进行电力电缆故障测寻时，主要考虑以下三方面的内容[2]：
（1）故障诊断：通过测量电缆的导电性能和绝缘性能来检测故障的存在与否，分辨故障和非故障电缆芯线，初步确定故障的类型。
（2）故障测距：在故障电缆芯线上施加测试信号或者进行在线测量、分析故障信息，初步确定故障的距离，为精确定点提供足够精确的信息。
（3）精测定点：在粗测距离的基础上，精确地确定故障点所在实际位置，以便立即进行检修。精测定点方法主要有声测定点法、感应定点法、时差定点法以及同步定点法等。
2电力电缆故障的测试方法
电力电缆故障的类型复杂多样，而导致这些故障的原因也各不相同，故障测寻人员需要对电缆故障进行有针对性的分析，采用合理的测试方法才能更好的对故障点进行定位。
从60年代至今，电力电缆故障检测技术得到不断完善和提高，各种测试方法和测试仪器应运而生，并在实践中得到了`一泛的应用。电力电缆故障测距方法在原理几可分为两大类：阻抗法和行波法[3]。
（1）阻抗法是通过测量和计算故障点到测量端的阻抗，然后根据线路参数，列写求解故障点方程，求得故障距离。阻抗法分为经典电桥法和分布参数计算高阻故障法。
（2）行波法是通过测量低压注入脉冲或故障点放电脉冲在故障点与测量端之间的运动时间来测量电缆故障距离：。主要包括低压脉冲反射法、脉冲电压法、脉冲电流法、二次脉冲法。
以上提到的故障测距方法都有明显的优缺点，本文不再赘述。其中本文案例中所使用到的脉冲电流法又分为直流高压闪络法（直闪法）和冲击高压闪络法（冲闪法）。本文将着重探讨基于脉冲电流法对电力电缆高阻或是闪络性故障的故障定位。
3 脉冲电流法测试原理
3.1直流高压闪络法（直闪法）
直闪法适用于测量闪络击穿性故障，该类故障的故障电阻很高，用高压设备把电压升高到一定数值时就会产生闪络击穿。
直闪法波形简单、容易理解，准确度较高。但是由于电容器本身以及电缆存在杂散电感，使得本来应该是负脉冲的波形上出现一个小的正脉冲，影响测距精度。
3.2冲击高压闪络法（冲闪法）
冲闪法适用于测试大部分闪络故障。冲击高压闪络法试验电路与直闪法基本相同，只是在充电电容器与电缆之间增加了一个球型放电间隙。对充电电容充电，电压到达一定数值后，球型放电间隙就会击穿放电，电缆线路得到一个瞬时高压，当该高电压高于故障点临界击穿电压时，就使故障点击穿放电，产生的电流电压信号向两端传播。捕捉到该信号就可以实现故障测距。与直闪法相比而言，冲闪法波形比较复杂，辨别难度较大，准确度较低，但是适用范围更广一些。
4实例分析
2015年7月21日公司对35kV电缆线路进行例行耐压试验，12时00分当A相耐压电压达到41.6kV时发生击穿，随后立即对该线路展开故障查找。
该线路为全线电缆线路，线路敷设方式为隧道加管井。
4.3故障产生原因
（1）过热过负荷和接头发热导致绝缘损坏[4]
长期满负荷或经常超负荷运行的电缆会出现绝缘老化和明显的铅包鼓胀、裂纹与漏油等缺陷，以致发展为鼓胀。但由于接头的导体连接工艺或材料不合格造成连接点接触不良，散热条件差，即使输送容量未达到额定数值，仍会发热以致发生故障。
（2）密封不良导致电缆附件绝缘损坏
电缆终端头和接头盒密封性能差，引起受潮，因为户外终端常年经受大气、温度和干、湿等气候条件的影响，对密封性非常敏感。一旦水分进入电缆头，逐渐使绝缘受潮，导致绝缘击穿，甚至爆炸。
（3）腐蚀引起受潮导致电缆绝缘损坏
被腐蚀的电缆铅包通常会有淡黄色或粉红色粒状腐蚀物，有腐蚀物的地方就是铅包穿孔和受潮的通道。在腐蚀孔处，水分侵入铅包内使电缆受潮，绝缘油分解、结晶，使绝缘性能下降。在电压、温度和电场作用下，形成相间或对地击穿现象。
（4）机械损伤电缆绝缘
造成电缆的机械损伤主要有以下几种原因：①安装时损伤。②直接受外力损坏。③行驶车辆的震动或冲击性负荷会造成地下电缆的铅（铝）包裂损。④因自然现象造成的损伤。
（5）绝缘老化
常见的老化机理包括：局部放电、电树老化、化学树老化、热老化。
4.4案例故障分析
在对本文案例中35kV线路故障电缆接头进行解体过程中发现一处主要问题。
故障中间接头存在防水受潮的问题。解体过程中发现中间接头橡胶件外层防水层存在破口，导致接头内部进水，电缆主绝缘位置绝缘薄弱，引发主绝缘表面在长时间运行下发生沿面爬电并最终在耐压试验过程中击穿。
5结论与建议
电力电缆的离线故障测距发展已经较成熟，对低阻和断路故障而言，电桥法和低压脉冲反射法能很好地解决问题，同时达到很高的测距精度；而直闪法、冲闪法以及二次脉冲法用于解决高阻和闪络故障，则效果较理想。
参考文献：
[1] 袁伟新，李敬川，张庆博.电力电缆故障分析与 故障点定位研究[J].科新，2015，21，172：193.
[2] 鹿洪刚，覃 剑，陈祥训，刘 兵.电力电缆故障测距综述[J].电网技术，2004，28（20）：58-63.
[3] 赵爱丽.电力电缆脉冲电流故障测距法的改进[D].山东：山东理工大学，2009.
[4] 刘颖.10kV电力电缆故障的类型和测寻方法探析[J].技术与市场，2015，22（11）：37-38.
论文作者:李恺1,李英2,李鑫1,李鹏1
论文发表刊物:《电力设备》2016年第18期
论文发表时间:2016/12/2
标签：故障论文; 电缆论文; 脉冲论文; 电力电缆论文; 电流论文; 电压论文; 高压论文; 《电力设备》2016年第18期论文;