摘要：随着我国社会经济的不断发展，城市化进程的不断加快，为了有效的维护市容景观，减少土地占用，很多电力电缆被埋设在地下。但电力电缆观察巡检难度大，故障排除困难，因此加快电力电缆故障查找速度、提高测距精确性具有关键性意义。现基于电力电缆故障性质分类，分析我国常用的几种电力电缆故障测距方法的适用情况，并就具体的试验探讨了脉冲电流测距方法的应用，提出通过小波分析法切实提高测距精确性，以期进一步缩短电力电缆故障处理时间，提高供电可靠性。
关键词：电力电缆；故障查找；测距分析
1电力电缆故障性质和常见故障
1.1电力电缆故障性质
电力电缆故障常见原因主要包括机械损伤和绝缘老化受损两种，前者包括安装损伤、外力破坏以及地脉沉降所致的断裂问题等；对于后者，由于降雨、地下酸碱腐蚀以及杂散电流的影响，均会引发电缆线路绝缘老化，出现故障问题。
根据电力电缆故障电阻与击穿间隙情况，可划定故障性质有以下几种：开路性、低阻性、高阻性以及闪络性。
1.2电力电缆常见故障
1.2.1电缆附件故障
高压电缆应用过程中对其附件有很高的要求，其本身也具备制作工艺复杂的特点。高压电缆终端与接头的附件很容易发生各种故障。究其原因，主要包括质量问题，比如制作电缆接头与终端方面，导体连接和导线压接等制作并没有严格根据工艺要求开展，或是选择制作附件的材料不合理，需求的膨胀系数与本体不符且有较大差异，严重影响密封性，很容易出现短路的情况，还有就是受到周围环境的影响，产生电缆击穿等情况。
1.2.2电缆老化故障
由于高压电缆使用时间过长，或是受到其他因素如机械、电光热等因素的影响，其绝缘性会明显降低，于是发生故障。高压电缆的使用寿命较长，但通常在应用30年后均会有老化的情况，再加上其他外界因素的影响，有的甚至故障发生时间更短。此外，导致电缆出现老化的原因还有以下几点：一是电缆型号的选择不适合，导致其处于长期超负荷的状态下工作，加快老化；二是线路与热源比较靠近，长期处于高温环境下，于是出现热老化情况；三是应用的环境下存在与运行产生不利化学反应的物质，在这种作用下加速电缆老化时间。
1.2.3电缆护层故障
电缆护层具备一定的绝缘性能，确保电缆主体尽可能少受侵蚀与损坏，对其性能加以保护，但电缆护层出现故障的概率较高，严重影响传输效果。电缆护层出现故障的主要原因包括生产制作的不合格、电缆护层应用本身存在缺陷；制作不符合相关工艺要求，施工与标准不符，导致出现故障；受到建筑施工外力影响使其受到破坏。
2电力电缆故障查找方法与测距分析
2.1现场巡视与在线监测系统查询
如电缆韵味U人员可按照故障巡视方式沿线查看电缆走廊，确认是否存在施工动土情况，检查电缆终端是否出现炸裂；对于已安装在线光纤测温系统的重要线路，可通过温度分布曲线基本确定故障点位置，并在现场精确定位。
2.2故障测试，包括故障诊断、故障测距以及故障定点
电力电缆故障测距方法众多，各有优缺点，早期以阻抗法测距为主，但局限性较大，只能用于低阻故障，目前已较少使用，国内现主要采用行波法测距，如低压脉冲反射法、脉冲电流法、二次脉冲法以及其他的一些改进测距方法等等。
3电力电缆故障点的查找措施
3.1粗测定位分析
首先是低压脉冲法。此方法依据的理论是微波传输理论，工作人员需要加入脉冲信号在电缆故障相上，随后电波在传输的同时如果触碰到故障点，就会将一部分的电波进行反射，对反射的电波进行时间差的测量与计算，就能明确具体的故障范围。长期的应用实践发现，脉冲阀针对低阻故障的测试和金属性短路故障的测试对应的准确度较高，而在电波长度的校准、电缆部分接头位置的显示以及电缆传输速度的校对方面均有较为明显的优势，但与此同时也有一定的缺陷，比如无法对高阻故障以及闪络故障展开测试工作。
其次是高压脉冲法。这种方法是在高压作用下电缆故障位置会出现闪络点，对应的高阻故障就会实现转化，出现瞬间短路而发射的情况，工作人员只要分析反射波就能判断具体的故障点，这种方法也可以称为高压闪络法，更多的应用在对泄露性高阻故障情况的诊断测试上。
再者是二次脉冲法。方法是工作人员要对故障电缆发射低压脉冲，在特性阻抗不发生较大变化的情况下，脉冲会在出现高阻故障点的位置而不进行反射，直到另一终端以后才会有反射的情况，工作人员则要记录这段波形，随后再次对故障电缆发射高压脉冲，通过击穿故障点使其发生转化并成为低阻故障，于是在应用的仪器中就会出现低压脉冲，一旦遇到这个故障点则直接反射回来，工作人员再次记录这段波形，对比两段波形，有交叉点或是有异常的位置则是故障点所处位置。
图1基于行波的电力电缆故障测距方法
3.2精测定位分析
首先是冲击放电声测法。这种方法非常常用，主要通过在故障电缆任意位置上增加高冲击电压的方式，确定故障点闪络放电情况下的声音，在其传至地表以后应用定位仪就能找到最终的故障点。其次是音频法。如果是高压电缆两相、三相或是单相短路，其电阻对应值为零，放点间隙短路，应用上述其他的方法则不会听到任何放电的声音，也就无法对具体的故障点进行精确的定位，而采用音频法依据高压电缆两相线流动电流产生磁通相位并发生磁通变化的原理，就会出现放电的声音，最终判断故障点。
最后一种是声磁同步法。这种方法需要改进声测法，并结合电磁波与声波对现状的分析判断具体的故障点，如果地振波信号和电磁信号发生了同步的情况，那么就表示附近就是故障点位置。
图2设备接线示意图
4电力电缆故障的定点检测方法
4.1冲击放电声测法
声测法主要是利用对前文介绍的电缆测距方法查找到事故点大致位置后。选择测试端并安装冲击电压装置，在脉冲高压作用下故障点会出现规则性放电，由于放电的能量与电缆电容、电压的平方构成正比例关系，故障点处释放的放电能量会发出较大声音。利用此种规律，在粗测故障点位置的基础上，维修人员可利用定点仪来精确确定电缆故障点，放电声最大处即为故障点所在。
4.2声磁同步法
在声测法应用的同时加设电磁波接收装置用来接收放电产生的电磁波。因为故障点放电发出爆声的同时也会产生脉冲磁场信号，因为电磁波、声波同步接收的实现，在听到振动声波并显示出故障点放电电磁波时，足以证明故障点在附近区域，否则应视作干扰信号。该方法可有效地弥补声测法难以在背景噪声较大时运用的局限性。
结语
综上所述，随着计算机、测量技术的发展，行波法逐渐实用化，其原理简单。测寻精度高，已成为了目前最为理想的故障测距方法。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障的防范措施。要严把试验和验收关，按相关技术指标对新装电力电缆进行试验、验收；加强电力电缆巡视检查；利用电力电缆在线监测装置来实时监测电网中高压电力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]李峰.基于冲闪放电特征的电力电缆故障定位方法与系统[D].合肥：合肥工业大学，2015.
[2]李长城。电力电缆故障分析与故障点定位研究[D].沈阳：东北大学，2009.
论文作者:吕谢超
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/8
标签：故障论文; 电缆论文; 电力电缆论文; 脉冲论文; 高压论文; 方法论文; 情况论文; 《电力设备》2018年第2期论文;