摘要：随着我国经济水平的不断提高和电力系统的不断发展，电能已经成为人们生产和生活中一种必不可少的能源。而随着人们对城市环境和美观程度的要求越来越高，柱上设备和配电架空线路已经不能够满足人们对城市电网系统美观性的要求。电力电缆的产生能够在保证人们的用电需求的同时，保持环境的整洁，在现代的供电系统中发挥着重要的作用。然而电缆线路多埋于地下，一旦发生停电事故查找故障十分困难，需要耗费大量的人、财、物，而且会带来电量损失以及社会、经济的负面影响。因此，有必要针对电力电缆的特点，分析其故障原因和探测方法，以便迅速查找故障点，提高抢修效率减少故障修复时间及停电损失。这是我们电力部门的迫切需求，也是提高城区电网可靠性的重要保证。本文将总结电力电缆故障的探测方式，为实际电力电缆故障探测提供理论依据。
关键词：电力电缆；故障；探测
1.常见电力电缆故障
电力电缆从铺设安装到运行维护的整个过程，电力电缆故障具有不同的特点，所以，在进行电力电缆故障探测的过程中，应把握不同阶段电缆故障的特点，从而能够及时准确找到电力电缆的故障。一般分为 1）机械性破坏；2）电线的外层出现了电腐蚀现象；3）生化侵蚀；4）地基降沉；5）电线绝缘物被销蚀；6）长时间高压运作；7）震动性崩裂；8）其他缘故：技艺粗糙、接头粗劣以及非规范化操作；由于在潮湿的环境下接头，导致水蒸气误入其中，长时间造成闪络性故障。
1.1电力电缆安装环节易出现问题
在电缆铺设的过程中，由于选址不当等问题，导致电缆旁边的土壤影响电缆，邻近化工厂地区因地下水的污染，也会使电缆产生化学腐蚀，所以在选择电缆通道时，应详细调查或询问有关的地质污染情况，特别在化工区，电缆通道选择应慎重并采取有效的防污染措施。在铺设排管的过程中，由于横向约束的影响，导致电缆易出现弯曲变形等问题，电缆的金属保护套产生疲劳应变，产生安全隐患。在进行地沟敷设的过程中，一些铺设工作不能够牢固固定电缆，一出现斜面的滑落问题。此外，在斜井敷设电缆过程中，不能够准确衡量井位的跨度，使电缆在使用的过程中受到自身重力或者热机械力的影响，在很大程度上减少电缆的寿命。电缆故障或者寿命受到影响除了受到电缆敷设不当的影响之外，还受到外力因素的影响，其中最易受到机械损伤。机械损伤主要是由于在电缆铺设完成之后，进行道路绿化、园林建设或者建筑施工等，导致电缆铺设的标示桩被破坏或者丢失，从而使电缆受到外力的破坏造成故障。
1.2电缆运行维护过程中易出现问题
电力电缆系统在运行的过程中，由于自身性质特点和敷设过程中的敷设方式问题；在运行过程中外界环境的影响导致电缆运行出现故障问题。其中电缆运行过程中易出现的故障主要分为绝缘性问题和接头问题。其中绝缘性问题产生主要是由于电缆的材料性质和铺设问题引起的。我国目前电缆铺设采用的主要的绝缘材料为橡皮绝缘材料、塑料绝缘材料、气体绝缘材料以及油浸纸绝缘材料。在铺设的过程中可能因为造型不当、制作不良或者使用的过程中长期过载、靠近热源等多种原因，导致电缆易受到化学腐蚀和受潮，导致电缆在运行的过程中会时常出现绝缘、老化或者受潮等问题，造成电缆故障。关于接头问题主要是因为电缆铺设的密封失效、连接不良、封铅漏水或者在运行过程中长期过负荷运行等原因造成的。电缆接头的故障主要表现为电缆的终端头或者中间接头处发生爆炸。
2 电力电缆的故障检测方法
电力电缆在出现故障时，首先需要诊断故障原因，其次测量故障发生的长度最后确定故障发生点；在电缆发生故障时分析故障的类型和轻重，针对不同的故障采取不同措施；电缆故障距离测算通过粗测发进行，在电缆终端采用现场仪器对故障距离进行测算，最后按照故障测距结果，找到故障节点的大体位置，利用放电声测试法探测故障点的准确位置。目前国际上提出的二次脉冲法也就是多种脉冲法测试法，可以监测高阻、低阻和断路故障，二次脉冲法结合低压脉冲法和冲击脉冲法相结合的方法，利用冲击高压击穿故障点，检查反射脉冲，得到故障点的距离。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆故障监测的另一方法是直流电桥法，该方法基于电缆沿线均匀程度与缆芯电阻成正比，根据惠斯通电桥原理讲电缆短路和故障点两侧的电阻引入直流电桥，但该技术存在灵敏度低的缺陷，未广泛使用。
3 电缆故障探测方法
1）脉冲电流法。脉冲电流法是20世纪80年代发展起来的一种测试方法，与脉冲电压法有些相似。给故障电缆加高电压使电缆故障点击穿，并用仪器记录下故障击穿时产生的电流行波信号，再通过对电流行波在测试点与故障点往返的时间来计算出故障点的距离。当然这种方法也包括冲闪法和直闪法两种类型。冲闪法可用于测量泄漏性高阻故障和闪络性高阻故障，而直闪法用于测量闪络性高阻故障。脉冲电流法用互感器将脉冲电流藕合出来，波形较简单，较安全。
2）二次脉冲法。又称高压弧反射法。脉冲反射法是一种成熟的且效果很好的探测断路和短路电缆故障的方法，然而由于高阻接地时波形很难判断，为了将脉冲反射法运用到探测高阻电缆故障，近几年人们提出了二次脉冲法，并且在实际应用中取的很好的效果。所谓二次脉冲法就是先给故障电缆发射一个低压脉冲，由于低压脉冲在高阻故障点的特性阻抗变化不大，不会产生反射。而脉冲在另一终端被反射回来后的波形，却被仪器 “完好”的存储起来。然后对电缆故障点发射一个高压脉冲，使其被击穿并瞬间变成低阻故障，此时仪器再触发一个低压脉冲，低压脉冲在被击穿的故障点处被反射回来。仪器把两次低压脉冲的波形叠加起来，交叉点的位置就是故障点位置。这种方法是目前最先进的基础测试方法，操作起来既简单又方便。
3）直流电桥法。直流电桥法是根据导体的长度和电阻成正比的原理，把故障接地点两侧的电缆导体接成电桥的两个桥臂，当电桥平衡时，两个桥臂电阻之比，即为故障点两边电缆长度之比，再根据电缆长度计算出终端至故障点的距离。这是一种历史最为悠久的电缆故障测寻方法。这种方法在测寻例如单相接地和相间短路等电缆故障方面，仍有使用方便和精确度较高的优点。但是它却只能用于低阻故障测距，不能用于高阻故障和闪络性故障的测距，而且需要在故障线路两端基站上做准备工作，以建立一条电桥回路，接线较复杂。
4）低压脉冲反射法。又称雷达法，是在电缆故障相上加一脉冲信号，通过分析电波传输到故障点的入射波及故障点反射回来的反射波的时间差来计算故障点的距离的一种方法。这种方法用于测量电缆的长度，查短路和断路点，测量线路中电缆接头及其它附件的数量和位置。因低压脉冲反射法只输出低压脉冲，所以它不能用于定位高阻抗故障。据统计，用低压脉冲反射法测定电缆故障约占实用电缆测距方法的10%。
5）高压脉冲法。又称高压闪络法，给故障电缆加直流负高压使电缆故障点击穿形成闪络放电产生反射，再通过采集反射波进行分析、计算得出故障点的距离。闪络法又可分为两种，即直闪法和冲闪法。高压直闪法就是将高电压直接施加到电缆故障相直至击穿。而高压冲闪法则是高电压通过球间隙施加至电缆故障相，且3秒-5秒钟冲击一次的一种方法。据统计，用冲闪法和直闪法测量电缆故障数约占实用电缆测距方法的70%和20%。但高压脉冲法有可能对电缆健全部位造成伤害。
4 结束语
电力电缆是电力系统中不可或缺的部分，需要对电缆进行定期检查和维护，在电力电缆检修工作中对故障部分进行准确分析定位，可以减少电力供应问题带来的经济损失；脉冲法可以准确的测算电缆故障之间的距离，一般对高阻和闪络性故障进行测量，低压脉冲发射发可以精准可靠的监测低阻和短路故障，两种方法都是通过脉冲信息在故障点和测量点之间往返的距离计算，在实际操作中，电缆故障点地质环境复杂，改善定点探测技术，提高探测灵敏度是技术的关键。另外电力系统工作人员需要充分了解电缆铺设环境，掌握电缆故障判断的方法，为电力系统的正常运行奠定基础。
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论文作者:郑旭峰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/18
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