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（辽宁省电力有限公司丹东供电公司 辽宁丹东 118001）
摘要：电力电缆作为电力系统的重要设备，在供电系统中起着决定性作用，一旦发生故障，很难较快地寻测出故障点的确切位置，若不能及时排除故障恢复供电，直接影响电网安全稳定运行.本文通过对电缆各种故障成因类型的分析、总结和归纳，给出电缆故障定位基本流程，阐述了针对不同电缆故障类型所采用的不同的精确定点方法和技术手段.
关键词：电力电缆；故障；成因；分析；精确；定点
1 引言
电力的输送、分配对人们的日常生活和电力企业的正常运作有着直接的关系，而在庞大又复杂的电缆网络中，电缆的质量、施工、安全运行则在电力的正常输送和分配过程中占有举足轻重的地位.由于电缆铺设环境较为复杂，受干扰因素较多，这也使得故障类型不典型，一旦发生故障很难快速、准确的进行定位排除，因此，分析电力电缆故障成因及精确点定位探讨对于确保电网安全可靠运行具有十分重要的意义.
2 电力电缆故障成因分析
2.1 产品附件质量及终端头制作工艺的影响
由于各种原因造成部分电缆生产厂家在生产过程中随意降低产品的质量标准，使电缆绝缘层严重偏芯，半导体层厚薄不均，芯线杂质大，阻值大的不合格电缆流向市场，以外，产品本身设计不良，电缆附件的生产制作人员在终端头的制作过程中未严格遵守工艺标准，半导体层剥削处理不佳，电缆根部填充不实造成三支手套收缩后有气隙都会对电缆的质量造成影响.
2.2 受机械损伤及外力破坏影响
这类故障占所有原因的一半以上，其主要原因是电缆在安装过程中机械牵引力过大而拉伤、划伤或过度弯曲而损伤电缆.电缆在与架空线路对接及开关柜连接时，由于相序不一致，在电缆路径上或电缆线路附近进行施工，使电缆直接受到外力的影响而发生事故，另外，大自然不可抗拒的力量及电缆切剥过程中切割及刀痕的过深等都会对电缆线路造成不同程度的损坏.
2.3 绝缘受潮及老化影响
绝缘受潮一般表现为泄露电流增大，绝缘电阻降低.各种因素均可导致电缆受潮，如自身接头处密封效果差，抗腐蚀性能差等；电缆的绝缘层不可避免的长期受到电流电压的电热影响，而热能正是使绝缘层老化的根本原因，导致其物理化学性能变化，丧失部分绝缘效果，从而造成一些不必要的故障.
2.4 过高电压和过热的环境影响
合格的电缆不会因为外界的雷击等自然过电压冲击而受到损害，当电缆线路的绝缘层内含有一定杂质，屏蔽层和绝缘层又有老化情况发生，造成的故障情况就尤为严重.加上长期的在高电流的环境中，会增加工作负荷，产生大量的热量，或在长期过电压或不良的化学环境中，导致其化学物理性能变化，这样更容易造成电缆的故障.
3 电力电缆故障测距方法分析
3.1 电力电缆故障粗测方法
3.1.1 低压脉冲反射法
通过计量发射脉冲和故障点反射脉冲之间的时间差△t来测取故障距离.若设脉冲电波在电缆中的传播速度为v，则电缆故障距离S可由下式计算：S=0.5v△t.低压脉冲反射法适于测定电缆的低阻和开路故障，也可用于校对电缆的全长和显示电缆中间接头的位置，还可用于测定电缆的波传播速度，测量准确率较高，应用较广.
3.1.2 脉冲电流法
以安全、可靠、接线简单等优点显示了强大的生命力.包括直闪法和冲闪法.直闪法用于闪络性高阻故障，测量时对电缆施加直流电压，当电压升到一定值时，故障点闪络放电，线性电流耦合器输出第一个电流脉冲.放电脉冲到达故障点后被折回仪器端，直到放电过程结束，则故障点到测量端的距离可由此计算出来.而冲闪法主要用于泄漏性和闪络性高阻故障.其测量线路中有一球间隙，用以改变加到电缆上的冲击电压高低和放电间隔时间.测量时当电压增加到某一值时，球间隙G击穿，使电容对电缆芯线放电.当电压信号幅值大于故障点临界击穿电压，则高压信号沿电缆行进到故障点一定的时间后，故障点击穿放电，则故障点到测量端的距离可由此计算出.
3.1.3 脉冲电压法
又称闪测法，用于测量高阻与闪络性故障.首先将电缆故障点在直流高压（直闪法）或冲击高压（冲闪法）信号下击穿，然后记录下放电脉冲在测量点与故障点往返一次所需的时间，再根据电波在电缆中的传播速度，就可算出故障点的距离.该方法测试速度快，波形清晰易判.但其接线复杂，分压过大时对人和仪器有危险.
3.1.4 二次脉冲法
利用冲击高压或直流电压击穿故障点，在闪络维持低阻状态时间内发射一个低压脉冲，此脉冲在故障点闪络处发生短路反射，电弧熄灭后，再发射一个测量脉冲，该脉冲信号通过故障点直达电缆末端并发生开路反射，通过比较两次波形就判断故障位置.是目前故障离线测试最先进的基础测试方法，此方法测量精度高、低压脉冲宽度可调、可以避免故障点闪络时引起的强烈电磁干扰.缺点是测量仪器较多，而且要把故障点电阻降到最低，当故障点绝缘受潮严重时，击穿时间较长，检测时间相应增加.由于故障点维持低阻的时间不确定，因此施加一次低压脉冲的时间控制有一定的难度，检测成功率不高.
3.2 电力电缆故障精确定点检测方法
3.2.1 声测定点法
适用于高阻与电缆芯对绝缘层闪络放电故障的定点，是电缆故障的主要精确定点方法.测量时使用高压信号发生器向故障电缆中施加脉冲高电压，使故障点击穿放电，利用放电时产生的火花声音进行故障精确定点.在故障点处用定点仪可以接收到振动信号，利用传感器将地面上微弱的振动波转换为电信号并由相关仪器对信号进行放大、滤波处理，然后用耳机还原成声音，或通过显示装置显示声音的强度，声音强度最大的地方为故障点所在位置.缺点是受外界干扰较大.
3.2.2 声磁信号同步接受检测
向电缆施加冲击直流高压，使故障点放电，在放电的瞬间电缆金属护套与大地形成的回路出现感应环流，故障电缆周围就会出现脉冲磁场.利用感应接受器完成对故障点发出的放电声信号的接收，最后仪器可以利用探测接收的声音、磁场两种信号之间的时间间隔来判断故障点，声磁两种信号间时间间隔最短的点即为电缆的故障位置.它提高了抗振动噪声干扰的能力，优点是精度较高，信号易于理解、辨别.在故障点放电时，仪器有一个明确的直观的指示，从而易于排除环境干扰.
3.2.3 音频法
通过人耳对声音信号强弱的分辨来判断故障点的位置，对操作人员的经验要求较高.当电缆发生短路时，由于故障点电阻值为零，采用冲击放电声测法在故障点听不到放电声，无法判定，此时使用音频法可收到预期的效果.音频法是基于电缆两芯线里流动的电流产生的磁通的相位差和故障点前后磁通变化的规律性而发展起来的.主要用于查找金属性短路故障或距离较近的开路故障的故障点，对于故障电阻大的短路故障或距离比较远的开路故障则不适用.
3.2.4 跨步电压法
在故障相与铅皮之间，接通直流电源，直流电流由故障芯线流向故障点，再经电缆铅皮与大地同时流向电缆的两个终端去，测出铅皮的电位，并使检流计的指针正向偏转，此后，只要正负表笔不调整，测铅皮跨步电位时，若两表笔均在故障点之前，检流计始终正向偏转；若两表笔均在故障点之后，检流计的指针负向偏转；若故障点在两表笔之间，则检流以增大电容量，使故障点更容易击穿放电.其优点是可以指示故障点的方向，对测试人员有较强的指导性，但此方法只能查找直埋电缆外皮破损的开放性故障，不适用于查找封闭性的故障或非直埋电缆的故障.
4 结语
电力电缆故障的发生具有突发性、不确定性和隐蔽性等特点，应针对不同的故障类型作出分析判断，采用不同的方法进行测试，最终快速准确地判断出故障点的位置和距离，排除故障隐患.同时，为确保电力电缆线路的安全运行，应采取主动的预防措施，做好技术管理，加强巡视和监护，严格控和负荷电流及温度，严格执行工艺规程，使电缆线路得以充分应用，做好故障探导管理工作，选择切实可行的措施进行处理，不断提高电力电缆线路运行的可靠性.
参考文献：
[1] 卓金玉.电力电缆设计原理.第一版.北京：机械工业出版社，1999
[2] 徐丙垠，李胜祥，陈宗军.电力电缆故障探测技术.北京：机械工业出版社，1999
[3] 黄健华.论述电力电缆常见故障的原因及其预防对策，广东科技，2008
作者简介：
王莉莉（1978年-2月），女，山东，本科，高级技师，变电检修试验专业
论文作者:王莉莉,张胜远,张大伟,刘震
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/30
标签：故障论文; 电缆论文; 脉冲论文; 电压论文; 信号论文; 测量论文; 电力电缆论文; 《电力设备》2017年第25期论文;