摘要：电力电缆故障的检测是一个世界性的课题。上个世纪30年代，国外刊登了一篇论文《电缆中击穿点之故障探测》，首先提出了用高压冲击来使故障点放电，用冲击电流表粗测电缆故障的论点，这一观点为以后电缆检测技术的发展和手段的丰富奠定了基础。电缆故障检测设备是伴随着先进电子技术的出现而诞生的。电缆故障检测技术的发展经历了一个漫长的过程。上个世纪七十年代以前，主要是采用电桥法和低压脉冲法(又称时域反射法)，电桥法及低压脉冲测距法在测量电缆的接地故障和开路故障方面，可以说是相当完善了。然而对于高阻故障(泄露高阻和闪络高阻)的寻测，采用上述方法则是无能为力的，必须另辟蹊径。尽管后来又出现了用高压电桥(输出高压10k V)测高阻故障，但大多还需“烧穿”，故障可测率很低。本文在分析了电缆故障诊断传统技术的基础上，对各种技术的应用详细阐述，讨论了未来在电缆测试诊断技术领域的发展方向，具有很好的现实指导意义。
关键词：电力电缆；故障测试；技术；运用；分析
1导言
近年来，我国经济水平快速提高，电缆电网的数量和密度也越来越大。电缆数量增多和长时间的工作环境，导致故障频率增加。由于电缆线路的隐蔽性很强，测试设备和技术有限等原因，电缆故障检测的效率很难提升。因此，如何有效地进行电缆故障检测，确保电力供应的安全性，是电力电缆运营管理的重要内容。电力电缆（electric power cable）是电力系统中用于进行大功率电能传输与分配的重要电力线路产品，在“城市地下电网”、“水下电力线路”、“发电站引出线路”等环境中具有广泛应用。随着我国电力事业的高速发展，电网建设范围与规模的不断扩展，电力电缆应用数量日渐增加，对电力系统的影响性日渐提升。如何有效进行电力电缆故障科学检测，提升电力电缆运行安全与稳定成为供电企业电缆管理工作中关注与研究的重点。因此，加强电力电缆故障检测技术及其在供电企业中应用的研究具有一定的重要性与必要性。
2电缆故障测试技术的发展
通过引言介绍，我们知道电桥法实质上只能解决电缆部分故障的测试。而电缆的故障千奇百怪，三相全坏的情况常有发生。为了解决诸多难题，，在西安电子科技大学科研人员的努力下，我国才有了真正意义上的电缆故障检测仪。仪器的基本原理应用了微波传输(雷达测距)理论，即脉冲法。无论低压脉冲法还是高压脉冲法均是依据微波在“均匀长线(电缆)”传输中，因其某处(故障点)特性阻抗发生变化对电波的影响来微观地分析电波相位、极性及幅度等物理量的变化，来测得电波传输到故障点的时间再计算出故障点的距离。
3电缆故障的原因
总结分析导致电缆发生故障的常见原因，可以减小电缆损坏的程度与频率，有利于找出故障发生部位。通常情况下，导致电缆发生故障的原因有：
3.1机械损伤
一是在安装电力电缆的时候由于过大的牵引力，对电缆造成损伤，也可能是电缆过度弯曲，导致电力电缆遭到破坏。二是完成安装工作后，在电缆附近具有其他工程的施工，电力电缆受到外力损伤。三是在电缆附近行车荷载的作用下，损害电缆的铅铝包。四是受自然灾害的影响造成电缆损伤：比如因为土地沉降造成拉力过大，使得导体、中间接头拉断。
3.2绝缘受潮
电缆受潮的原因有以下几点：第一，金属护套腐蚀穿孔，或者被外物刺伤；第二，电缆制造不良，金属护套产生裂缝或者小孔；第三，由于安装不良、结构不严密，终端盒、接头盒进水。
3.3绝缘老化变质
受到电场的影响，电力电缆绝缘介质中的气隙产生游离现象，进而使得绝缘性能降低。温度过高会造成绝缘老化变质。电缆中气隙发生游离，会导致局部温度过高，进而使得绝缘碳化。造成电缆温度过高的重要原因之一是电缆过负荷。如果电缆所在区域的通风情况不好，会使得电缆温度增加，加快电缆绝缘损坏的速度。此外，如果电缆铺设于干燥的管道或者其附近具有热力管道，也会增加电缆温度。
3.4过电压
在大气过电压的影响下，可能会使得电缆绝缘发生击穿，进而导致电缆发生故障，一般情况下是因为击穿点存在问题导致的故障。
3.5制作、设计工艺不良
终端头、中间接头电场分布、防水设计不严密，选用的材料不合适，没有按照规程进行制作、工艺不良等导致电缆发生故障。
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3.6材料缺陷
材料上的缺陷体现在以下方面：一是对绝缘材料的维护、管理不善，导致电缆老化、受潮；二是电缆附件上存在问题，比如零件组装不严密、不符合规定，瓷件机械强度不够，铸铁件存在砸砂眼等等；三是电缆制造上存在的问题，铅铝护层上存在缺陷；包缠绝缘的时候，纸绝缘存在重叠间隙、破口、裂损、褶皱等问题。
3.7护层腐蚀
因为杂散电流、地下酸碱腐蚀等的影响，电缆铅外包受到腐蚀的情况出现穿孔、开裂、麻点等问题，进而导致故障的发生。
3.8电缆的绝缘物流失
在铺设油浸纸绝缘电缆的时候，电杆处于户外头、地沟凹凸不平，因为存在较大的高低落差，绝缘油从高处流向低处，使得绝缘性能降低，造成电缆故障。
4供电企业应用中电力电缆故障测试的关键技术
在明确认知电力电缆故障形成原因的基础上，供电企业应科学选择电力电缆故障测试技术进行故障处理。通常情况下，较为常用的电力电缆故障测试技术主要由以下几种：
4.1脉冲电压故障测试技术
脉冲电压故障测试技术又被称之为“闪测技术”，侧重于低压电缆故障的检测。该方法应用的优点在于故障测试速度相对较快，测试方法简便，即在脉冲高压信号、直流高压条件下，对电力电缆故障进行击穿操作，测定故障点与观察点放电电压脉冲往返的时间，从而达到故障测试目的。该方法的缺点在于：安全性相对较差，测试设备易于回路发生串联，导致测试仪器发生故障；在冲闪测试过程中，分压器耦合电压产生的波形变化不明显，不利于故障辨识。
4.2脉冲电流故障测试技术
脉冲电流故障测试技术主要是借助电流耦合器进行故障击穿过程中电流脉冲信号的测量，从而根据脉冲电流波形的变化进行故障分辨。相对于脉冲电压故障测试技术而言，该技术应用的安全性、可靠性相对较高，且接线操作相对简单，波形变化较为明显。
4.3雷达故障测试技术
雷达故障测试技术又被称之为“低压脉冲反射故障测试技术”，该技术在供电企业中应用的原理为：测量故障点发射脉冲与反射脉冲的时间差，通过时间差、脉冲反映波变化情况的分析，进行电缆故障位置的识别与确定。
4.4高压闪络故障测试技术
高压闪络故障测试技术又被称之为“直接闪光故障测试技术”，在高阻闪络故障测试中具有较强的应用性。通常情况下，在应用该方法进行电力电缆故障测试时，应避免闪光灯与高压线路的直接接触，使测试设备功率与闪光灯工作功率相分离；在电源断开条件下进行接线更换，控制接线间隙间距；在故障测试完成后，进行电容与电缆重复放电处理，为提升故障测试质量，可辅助低压脉冲故障检测技术进行测试，消除盲区，提升测试准确性。
5结论
总而言之，随着电力电缆应用数量与规模的不断拓展，相关电力故障问题愈发明显，加强电力电缆故障测试技术的研究，提升电力电缆故障检测力度，实现故障测试技术在电力线路故障处理中的有效应用，对提升电力系统运行稳定与安全具有重要影响作用。本文通过分析电力电缆故障测试技术及其在供电企业中的应用，旨在加强对电力电缆故障测试技术的认识、理解与掌握，提升技术应用的科学性与准确性，为电力事业优化发展保驾护航。
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论文作者:刘世哲
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：故障论文; 电缆论文; 测试论文; 电力电缆论文; 技术论文; 脉冲论文; 发生论文; 《电力设备》2018年第24期论文;