摘要：随着我国电网的高速发展，电能的需求量与日俱增，电力电缆应用数量也不断增长。近年来，为了有效节约土地资源，电缆大都采以地下铺设的方式代替传统的架空线路，但是，故障检测和维修难度有所增加，对故障点定位如果存在偏差，就很难采取有效措施进行故障抢修，一旦出现停电事故，将给人们的生产生活造成不可估量的影响，因此，有必要提升配电网电力电缆故障检测与定位技术。鉴于此，本文对配电网电力电缆故障检测与定位技术进行深入研究。
关键词：配电网；电力电缆故障；检测与定位
伴随着我国社会的快速发展，城乡电网建设技术逐步成熟，这一过程中，地下电缆逐渐取代了架空线路，电力电缆得到广泛应用，使得电缆运行的安全性和可靠性成为近年来电力工作者关注的焦点。因此，及时准确的找出电缆故障原因，选择合适的检测方式判断故障点并及时消除，提高电力设备运行的可靠性成为当前电网检修部门的工作重点。
1 电缆故障影响原因的评价
1.1 机械性的损伤
机械性的损伤是最为常见的电缆事故之一，其中机械性的损伤包括外力损伤，例如：在外力拉伸的环境下，发生外力损伤、在安装施工的进程中，对电力电缆的施工损伤、由于车辆挤压或者环境腐蚀造成的自然损伤。这些损伤因素的存在会使得电力电缆在使用过程中遭受到很大的损害，长时间的损害就会使得电力电缆的寿命降低，并且会引发一系列的故障。
1.2 绝缘老化受潮
主要是因为电缆在长期使用过程中，由于电能产生的化学、物理等作用，导致电缆线介质发生变化，造成电缆线绝缘下降。再加上电缆接头密封不严或者工艺不良出现刺穿，暴露在空气中与水分子接触影响其正常使用性能。
1.3 绝缘老化
如果电缆长期在高负荷状态下工作或者长期接受热辐射，电缆安装较为密集，再加上电缆沟通风不良都会引起电缆过热，导致电缆线路的绝缘下降，甚至直接造成损坏。
2 电力电缆故障检测与定位技术方法
根据电缆故障的产生原理，对其进行故障点预测是处理故障的关键步骤，本文对配电网电力电缆故障检测与定位技术，进行深入分析：
2.1 低压脉冲反射法
低压脉冲反射法，可以对低阻接地和开路故障进行精准快速地识别和定位，并且能够有效地测试电缆全长和电波在电缆中的传播速度。当电缆出现开路故障时，故障等效阻抗为故障电阻和电缆特性阻抗串联，此时开路中的故障电阻表现为无穷大，通过接入低压脉冲测试仪器脉冲信号形成全反射，测试端会收到同极性的脉冲反射信号，接收到同极性的脉冲上升沿与故障点的发射波形恰好相对应。低压脉冲反射法结构如图 1 所示。
图 1 低压脉冲反射法结构图
2.2 高压闪络法
高压闪络测试法适用于测试电缆的高阻故障，例如：高阻泄漏故障和高阻闪络性故障。电缆故障点的直流电阻大于该电缆的特性阻抗的故障，均称为高阻故障，电力电缆的绝大部分故障都属于高阻故障，高阻故障又分为高阻泄漏性故障和高阻闪络性故障。直流高压闪络法适用于测试高阻闪络故障，检测波形简单，容易理解。用低脉冲法是无法对高阻故障进行测试的，因为，故障点等效阻抗几乎等于电缆特性阻抗，所以其反射系数几乎为零，无法进行正常测试。
2.3 小波分析法
小波分析法的有效应用，将小波分析理论研究进行紧密结合。目前，在科技信息产业领域取得了令人瞩目的成就。电子信息技术是六大高新技术中重要的一个领域，它的重要方面是图像和信号处理。我国学者范毅等人应用Mallat算法，实现了信号一维离散小波变换的逐级抽取过程，通过精确计算能够对电缆故障点进行准确定位；王建立等人釆用小波变换对检测到的电缆故障信号进行分解、重构，然后采用系统仿真模型和传递函数参数测试方法对故障点进行测距，小波分析方法不受电缆故障类型的限制，因此应用更为广泛。
2.4 低压脉冲反射法
低压脉冲反射法指得是在不通过高压冲击器的情况下，可以独立的测量电力电缆的断路故障，在电缆发生开路故障时产生的脉冲信号，可见当电波到达故障点时信号就会反射回来。此方法主要用来测量低阻故障，开路故障以及测试电缆长度。
2.5 脉冲电压取样法
首先使用直流电将故障点击穿，然后通过脉冲点的往返时间来进行测量距离，这种方法也是近年来较为常用的方法，并且很好的应用于电力电缆的故障定位方向。
3 故障检测自动定位技术的设计及应用
3.1 人工神经网络
人工神经网络系统是使用计算机智能模拟生物神经系统的方法。网络上的每个点都模拟为神经元上的每个点，经过采集、处理信息，将信息进行全方位的处理，每个结点接收信息后进行处理，然后将处理的信息传递到下一个结点，如此进行信息的处理。
3.2 GPS全球定位系统行波故障定位
全球定位系统主要是利用全球定位的系统进行故障点的定位，利用结合卫星及通讯发展的技术，利用导航卫星进行测时和测距，这样可以实现对于故障点进行准确的定位，并且将定位信息进行传递，进而对定位的信息进行全面的处理。
3.3 分布式光纤温度传感器
这种传感器的检测的方法是利用光在光纤中的传感特性，光的特性随着检测对象的特性变化。因此使用这种分布式光纤温度传感器可以很好的进行感光，并且将感光的信息进行传递，这样可以在较短的时间内进行数据的传递和有效的处理，并且可以将数据的处理进行及时的反馈。
综上所述，电力电缆是确保电能安全运输的核心环节，准确、快捷的电力电缆故障检测与定位技术，已成为国内外科研技术人员的共同目标。本文则主要介绍了低压脉冲反射法、直流高压闪络法以及冲击高压闪络法，对配网电力电缆故障能够进行有效的检测与定位，为故障处理和维护工作起到了很好的支持作用。
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论文作者:赵晓珂
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/17
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