摘要：目前，电力电缆以其安全、可靠、隐蔽性好等优点在城市电网中得到了越来越广泛的应用。但是，由于电缆多埋于地下，一旦发生故障，寻找起来十分困难。长期以来，人们在实践中总结了许多查寻方法，特别是随着新的技术的应用，一些新的测试方法也不断被提出。以下主要针对电力电缆故障定位技术与方法展开分析
关键词：电力；电缆故障；定位技术；方法
前言
随着城市建设的快速发展，用电量愈来愈大，架空线受到地面、空间、环境保护、安全及美观的限制，因此在电力建设中大量采用电力电缆。无论是在电缆施工还是在生产运行中，都会出现故障，因此及时、准确地测寻到电缆故障点具有重要意义。
1电缆故障性质、原因及其分类
电力电缆的故障原因可大致归纳如下：①绝缘老化变质。电缆绝缘长期在电磁作用下工作，要受到伴随电磁作用而来的化学、热和机械作用，从而使介质发生物理化学变化，使介质的绝缘下降。②过热。电缆绝缘内部气隙游离造成局部过热，使绝缘炭化。另外，电缆过负荷产生过热，安装于电缆密集地区、电缆沟及电缆隧道等通风不良处的电缆、穿于干燥管中的电缆以及电缆与热力管道接近的部分等，都会因本身过热而使绝缘加速损坏[1]。③机械损伤。如挖掘等外力造成的损伤。④护层的腐蚀。因受土壤内酸、碱和杂散电流的影响，埋地电缆的铅或铝包将遭到腐蚀而损坏。⑤绝缘受潮。中间接头或终端头在结构上不密封或安装质量不好而造成绝缘受潮。⑥过电压。过电压主要指大气过电压和内过电压，许多户外终端接头的故障是由大气过电压引起的，电缆本身的缺陷也会导致在大气过电压的情况下发生故障。⑦材料缺陷。电缆制造的问题，电缆附件制造上的缺陷和对绝缘材料的维护管理不善等都可能使电缆发生故障。⑧设计和制作的工艺问题。
电缆故障定义为：无损坏故障、开路故障、短路故障。而电缆故障分为：开路故障、低阻故障和高阻故障三种类型。下面对这一分类法作一简单介绍：①开路故障。若电缆相间或相对地绝缘电阻达到所要求的规范值，但工作电压不能传输到终端；或虽终端有电压，但负载能力较差。这是开路故障的特例[2]。②低阻故障。电缆相间或相对地绝缘受损，其绝缘电阻小到能用低压脉冲法测量的一类故障。③高阻故障。电缆相间或相对地绝缘损坏，其绝缘电阻较大，不能用低压脉冲法测量的一类故障，它是相对于低阻故障而言的。
2电力电缆故障定位步骤
确定电缆故障性质。用500V机械兆欧表与万用表相结合，判断电缆故障是高阻还是低阻、是短路还是断线、是单相还是相间，以确定相应的测试方法[3]。粗测。利用低压脉冲法粗略测出电缆全长和短路、断路故障的距离；对于高阻故障采用高压电桥法、二次脉冲法测出故障点大致距离，由于电缆全长不清及预留长度不清，以上距离仅表示故障点的大致范围。确定电缆埋设路径。确定电缆路径便于在电缆的正上方进行精确定位。精确定位。在粗测距离范围内用声磁同步法、跨步电压法进行精确故障点定位。
3电力电缆故障定位技术与方法
3.1脉冲电流法
它与脉冲电压法大致相同，区别只在于：脉冲电流法是通过一线性电流藕合器来测量电缆故障击穿时产生的电流脉冲信号。脉冲电流法也包括直闪法和冲闪法两种类型。直闪法用于测量闪络性高阻故障；而冲闪法主要用于测量泄漏性高阻故障，也可测量闪络性高阻故障。直闪法测量线路中包括：电流耦合器、调压器、高压试验变压器、整流硅堆、储能电容。测量时，调整仪器从0开始给电缆加直流电压，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又被反射，折回到仪器端。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这一过程不断进行，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。冲闪法测量线路中则有一球间隙，用以改变加到电缆上的冲击电压高低和放电间隔时间。测量时从0调节T，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，故障点电离，击穿放电。闪测仪将记录到相应的波形，则故障点到测量端的距离可由此计算出，△t表示相邻两个同极性脉冲（第一个脉冲除外，因为故障点击穿有延时）的时间差。
3.2跨步电压法
在电缆故障相与地之间接脉冲直流电源，电流经电缆故障点入地，在故障点周围产生一跨步电压，用定位仪的2根探针沿电缆方向探测，当靠近故障点时，电位差将迅速增加，并在临近故障点前达到最大值，然后信号出现大－小－大变化，当两探针在故障点正上方且两针距离相等时，电位差为零，指针不偏转。可判定故障点的位置。跨步电压法是目前应用最为广泛、有效的高精度定位方法，对埋地XLPE电缆护套破损的定位效果显著。但用该法探测时应注意了解电缆周围的金属管线，如水管、天然气管以及地网等，这些金属管线在地下形成等电位体，地网则产生均压压作用，严重影响定位的精确性，甚至引起误判。在电缆故障测寻现场，情况相当复杂。产生故障的原因多种多样，仪器所能提供的信息也千变万化，除了自身经验积累外还要认真学习同行的经验，在无把握的情况下，切不可乱挖、乱刨、乱锯；否则将造成人力、物力、财力的浪费，造成更大的经济损失。
3.3音频感应法
当电缆发生相间短路、相地短路及三相对地短路时，由于电缆故障点电阻等于零，放电间隙被短路，采用声测法和声磁同步法测试时，故障点放电声音微弱，无法进行定位。而音频感应法采用向导体通(左右的音频电流，在地面上用音频线圈探头沿被测电缆方向接收电磁场信号，并将之送入放大器，再将信号送入耳机或仪表。相间短路或相间短路并接地故障测试时，接收线圈垂直或平行放置于电缆接收信号，当线圈沿电缆上方移动时，会听到声响有规则的变化，在故障处时声响会增强，过了故障点时，声响会明显变弱或中断。但是，对于单相接地故障，采用一般的电感线圈在电缆的全长上接收到的信号基本没有变化，可以通过差动线圈接收的方法，两个线圈的信号相减，抵消从地流过电流产生的磁场，接收器收到的信号只反映导体与金属护套之间流动的电流产生的磁场，在故障点前接收器能收到一个沿电缆变化的信号，而在故障点后，由于没有导体电流，所以接收器接收到的信号为零。
3.4声磁同步法
对电缆实施冲击高压使故障点击穿并产生电弧，除放电产生声波震动外，电缆本体会同时向周围辐射冲击电磁波，利用磁性天线接收冲闪时的电磁波并放大，驱动一个电压表，每冲击一次，电压表指针摆动一次。在电缆故障点附近，如果听到的声音与电压表指针摆动同步，即说明故障点就在附近。大约80%的电缆故障可使用本方法进行精确定位，但该方法对低阻及金属性接地故障不适用。另外，当故障点在长管内，由于长管对声波具有良好传导性并产生回响，用该方法判断故障点会产生较大误差。
总结
总体而言，电力电缆的故障查找在理论上和工程实践方面都还需要我们继续深入发现和解决各项技术问题，尤其重要的是做到故的防范措施。利用电力电缆在线监测装置来实时监测电网中电缆的实际运行状态等，力争将电缆故障的发生几率降低至最低限，确保电网的正常运行。
参考文献
[1]黄伟荣.浅谈电力电缆故障定位技术与方法[J].科技与企业,2012,(16):337.
[2]高建平.电力电缆故障定位技术分析与系统设计[D].华北电力大学（河北）,2010.
[3]刘凡,曾宏,朱轲,罗锦,冯运.电力电缆故障定位技术的应用研究[J].电气应用,2010,(09):62-68.
论文作者:王海鹏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第10期
论文发表时间:2017/8/1
标签：故障论文; 电缆论文; 脉冲论文; 过电压论文; 电流论文; 电压论文; 测量论文; 《电力设备》2017年第10期论文;