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摘要：文章首先针对高压电力电缆的故障成因以及对应特征做出必要的说明，而后进一步在此基础之上，对于如何对电力电缆故障进行定位的相关技术加以讨论，对于推动电力电缆的状态水平优化有着一定的积极价值。
关键字：高压；电力；电缆；故障
随着经济的发展，社会生产生活的各个方面对于电力能源的需求都在呈现出上升趋势，持续和稳定的电力能源供给，关系到整个社会正常工作的展开，因此电力供配网络本身的强壮水平备受关注。高压电力电缆作为电力能源输送的重要通路，一方面其稳定工作关系到电力能源消费环境的稳定，另一个方面，高压电力电缆自身的安全水平也必须在考虑范围之内。除此以外，在高压电力电缆发生故障的情况下，如何在最短时间内对故障进行判断，包括其性质以及位置等特征的判断，对于恢复电力网络无疑意义重大。
一、高压电力电缆的故障
高压电力电缆故障的成因比较复杂，通常而言，来源于从生产一直到使用整个过程的每个细节。如果缆线质量未能达标，就会在日后应用环境中表现出更容易发生故障的倾向，而施工过程中并未能够严格按照施工规范展开工作的任何一个细节，同样也会给整个高压电力电缆体系带来隐患，造成电力电缆出现表面破损、连接接头密封不良、导体连接管接触不良等问题发生，进一步影响到高压电力电缆的寿命。除此以外，在其服役期间的超负荷运行以及来源于外界的机械损伤，也是造成其故障的主要因素，尤其是高温环境下的超负荷运行，会造成缆线发热，加速其老化，并且导致电缆绝缘性下降，提升击穿事故发生的可能性。而机械损伤，则有可能出现在缆线生命周期的任何环节中，从生产之后的运输一直到使用，都有可能发生机械损伤，直接造成缆线完整程度的下降。
实际工作中，高压电力电缆的故障可以大体划分为预防性试验故障和运行故障两个主要类别，其中前者指的是用试验的方法发现潜藏于高压电力电缆系统中的问题，此类故障多聚集于线芯损伤和不同相以及相与地之间绝缘介质损失发生的故障。而后者则重点指运行过程中发生的不可预测性故障，其原因比较复杂，可能来源于任何方面。无论何种故障，其表现都可以归为如下几类。其一为低阻故障，即电缆的相之间或者相地之间的绝缘阻值低于10kΩ，即判定为低阻故障，低阻不会造成短路，但是仍然是电缆故障的一种表现形式。其二为高阻故障，又可以进一步分为泄露性高阻以及闪络性高阻故障两种，泄露性高阻故障主要指之间及相与地之间绝缘电阻远低于正常值的故障情况，其成因多为绝缘介质的损坏，表现为单相接地或者二相短路。而闪络性高阻故障，则是在电缆预防性试验电压范围内，电缆泄漏电流值突然增大，并超过被测电缆所要求的范围值，此种状况在电压下降的情况下会自行恢复。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆最后则是开路故障，此类故障相对而言比较少见，多为绝缘表层正常而内芯因为生产质量问题而无法正常送电，也可能因为安装或者运输过程中造成过大弯折，或者盘线半径过小而导致。
二、高压电力电缆故障定位方法分析
在对高压电力电缆故障成因有所了解的基础之上，必须深入掌握准确快速定位故障的方法，才能为故障排除工作奠定坚实的基础。在这一领域中，故障的定位工作分为两个层面，即预定位和精确定位，两个层面各司其职，展开的定位工作方式方法也有所不同。
对于高压电力电缆故障的预定位而言，常见的方法包括电缆在线检测法、平衡电桥法以及脉冲反射法三种。其中电缆在线检测法范畴内，常见的包括直流分量法和直流叠加法两种。前者利用绝缘材料中水树枝化的整流作用产生直流分量展开工作，通常缆线的铜屏蔽层是要接地的，当需要对直流分量进行测试的时候，通常先将其断开，将检测设备串联在铜屏蔽层与大地之间。基于这种工作需求，多在电缆的一端铜屏蔽层的接地线装有一个开关，不测量时开关闭合，测量时开关打开。而对于后者而言，则是在电缆绝缘层上叠加一定的直流电压，并且检测电缆绝缘层上通过的直流电流信号，从而计算出绝缘电阻，最终实现对于故障进一步情况的了解。平衡电桥法中，主要是利用电桥平衡状态下直流电阻与自身长度保持正比的特征关系，来对故障位置进行必要估计，这是目前应用较为广泛并且有效的故障预定位方法。具体做法是将故障相与非故障相同电桥两端连接，而后通过改变电阻来形成电桥整体的平衡，进一步展开工作。此种方法对于检测低阻接地故障以及短路故障有较大的优势，但是在高阻故障的情况下，则需要将高阻转化成为低阻故障才能实现有效测量。虽然能够转化并且测量，此种方法仍然无法对所有故障实现有效的预定位，实际情况中仍然需要酌情选用。对于脉冲反射法而言，测试工作是从电缆的测试端输入一个低压脉冲信号，让其沿着缆线传播，当遇到缆线中波阻抗不匹配的点时，这一脉冲信号就会实现反射，传回到测试端。通过仪器读取这样的反射信号，就可以通过时间差对故障点的大概位置进行测定。
对于高压电力电缆故障的精确定位而言，则主要包括电缆识别法和声测声磁同步发两种。对于电缆识别法而言，其任务主要包括电缆路径的确定和具体线路的鉴别。电缆路径的确定需要给需要测定的缆线加载特定频率的电流信号，并且查看该电流信号所产生的磁场状况，进一步确定出电缆路径并且识别出故障点。具体线路的鉴别的任务，则是需要在多条并列敷设的缆线中确定出发生故障需要检修和维护的线路，脉冲信号法是常见的工作方法，一直以来效果良好。
在声测声磁同步法领域中，其主要负责对故障线路已经确定的基础之上，确定其故障点的具体位置，即故障点距离测定端的距离，只有实现了这样的测定，才能准确找到故障位置展开维护工作。声测声磁同步法能够面向高阻故障、部分低阻故障以及闪络性故障展开有效识别和检测。其中声测法主要通过声波的反馈来确定故障的具体位置，如果存在故障点绝缘保护的破坏烧毁，通过声测法能够实现明确的反馈；如果故障点绝缘层没有孙桓，则可以使用转换器将细微的震动信号转换成电信号，经过放大之后同样可以确定故障的具体位置。但是在某些特殊情况下，声音反馈有时候会很微小，导致无法从噪声中实现剥离识别，增加了声测法实现的难度。但是故障点不仅仅会产生放电声，同时还有高频电磁波的传播。因此可以进一步展开声磁探测，综合声测同步实现故障点的确定。
三、结论
想要确保高压电力电缆的稳定运行，必须通过多种定位技术，对故障展开密切的关注和检测。只有在最短时间内发现故障，甚至排除故障于未然，才能有效实现电力能源的持续稳定供给，才能使电力成为支持社会生产生活各方面活动有序展开的重要支持力量。
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论文作者:童斌
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/28
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