摘要：电力系统是城市发展的核心，电力系统安全稳定的运行关系到每一个人的切身利益。尤其是近年来地下电缆逐步取代了架空线路，这就使得如何及时、准确地寻找电缆故障成为了进行检修维护的关键任务。本文主要分析了几种常用的10kV 配网电力电缆故障测试定位方法，并进行了创新分析，为日后开展电力电缆故障检测和定位工作，积累了丰富的经验和坚实的基础。
关键词：10KV配网；电力电缆；故障检测；定位技术
1常见电力电缆故障
电能维系着人们的日常生活与生产，电缆故障不仅会给用户造成影响，而且还会给电力公司造成巨大的损失。下面就对电力电缆常见故障进行分析：
（1）机械损伤是电缆常见故障，造成电缆机械损伤的原因包括外力损伤、施工损伤以及自然损伤等。尤其是城市的快速发展，在地铁建设以及建筑施工过程中造成的电缆损伤非常普遍。（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。（3）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。（4）电缆线的设计缺乏科学严密性，产品质量存在缺陷，导致电缆防水不严密，机械强度不足，都会影响电缆线路的安全运行。
2传统的电缆故障检测方法
2.1测量电阻电桥法
此方法几十年来几乎没有什么变化。对于短路故障、低阻故障，此法测起来甚为方便。电桥法是利用电桥平衡时，对应桥臂电阻的乘积相等，而电缆的长度和电阻成正比的原理进行测试的。
2.2低压脉冲反射法
低压脉冲法也称时域反射法（ＴＤＲ），指脉冲反射仪在不通过高压冲击器的情况下，独立测量电缆的低阻与断路故障。依据雷达原理，在电缆故障相上加一脉冲信号，当电波传输到故障点时必然有部分反射回来，通过分析入射波与反射波的时间差，计算出故障点的距离。由于输出的信号电压低所以比较安全。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。
2.3 脉冲电压取样法
脉冲电压取样法又称冲击高压闪络法，是一种用于测量高阻泄漏与闪络性故障的测试方法。首先将电缆故障在直流或脉冲高压信号下击穿，然后通过记录放电脉冲在测量点与故障点往返一次所需的时间来测距。脉冲电压法主要有直流高压闪络（直闪法）与冲击高压闪络（冲闪法）两种方法。若高电压是通过球间隙施加至电缆故障相，且３～５ｓ冲击一次则称作冲击高压闪络；若直接将高电压施加到电缆故障相直至击穿则称作高压直闪法。此方法主要用来测量薤露行高阻故障。
2.4 电缆故障定点的传统方法
2.4.1声测法
此方法是利用故障点在高压冲击时的击穿放电声音进行精确的定位，主要用于高阻故障。加脉冲直流高压于故障电缆芯线和铜带之间，使故障点产生间歇放电，引起电磁波辐射和机械的音频振动，在地面用声波接收器探头拾取震波，根据震波强弱很容易准确判定故障点的位置。可迅速的找出电缆故障点，查找方法简单，省时省力效果良好。
2.4.2声磁同步法
给故障电缆加上一个幅度足够高的冲击电压，使故障点发生闪络放电，产生相当大的“啪、啪”放电声，同时，会在电缆的外皮与大地形成的回路中感应出环流来，这一环流在电缆周围产生脉冲磁场。用一个包含接地麦克风接受器和耳机的听音装置在地面探测。故障点离麦克风的距离越近，闪络声就越大。在监听声音信号的同时，接收到脉冲磁场信号，即可判断该声音是由故障点放电产生的，故障点就在附近，否则可认为是干扰。
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2.4.3音频感应法
此法一般用于检测低阻故障。其原理是：用１ｋＨｚ的音频信号发生器向待测电缆注入音频电流，使电缆发出电磁波，在地面上接收电磁场信号，并放大，再送入耳机或指示仪表，根据声响强弱或指示仪表值的大小来确定故障点的位置。在向电缆施加冲击直流高压使电缆故障点放电时，会在电缆周围产生脉冲磁场。在声测定点时接收到脉冲磁场信号即可认为放电声音是电缆故障点发出的。我国早期的电缆绝缘诊断技术主要是定期的预防性试验制度，然而由于电缆线路越来越长，投入运行数量越来越多，电容量越来越大，给预防性试验带来了很大的困难，而且在长期运行中累积的经验表明这种定期的预防性试验存在诸多弊端，主要有：第一，必须停电进行试验，不能带电检测，这样往往造成供电中断；第二，不能根据电缆绝缘状况有选择地进行试验，往往是对所有电缆都进行试验，结果使绝缘本来完好的电缆经多次试验而导致电缆绝缘性能加速劣化；第三，易对电缆造成“累积效应" 、“整流效应”等。因此，电力电缆在线监测技术是电缆绝缘诊断的必然发展趋势，电缆故障检测要求精确度更高的方法。
3目前电缆故障检测的新方法
近年来，随着科学技术的进步，不少新的故障检测和定位方法被提出。再加上国内外越来越多的专业人员投身到电缆故障诊断的研究中，促使10kV 配网电力电缆故障测试定位技术进一步完善。鉴于此，本文就10kV 配网电力电缆故障测试定位方法创新进行如下分析。
3.1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。
3.2分布式光纤温度传感器
光纤传感的基本原理是当光在光纤中传输时，光的特性如振幅、相位、偏振态等会发生相应的变化，因此，光从光纤中射出时，光的特性已经得到调制，通过对调制光的检测可以感知外界的信息，分布式光纤测温系统具有高可靠性高速度，高精度，重量轻，抗冲击以及抗变形等特点，因此，具有较高的适用性。
3.3 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。
结束语
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。
参考文献
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[4]梁硕.基于小波变换的电力电缆故障测距系统研究[D].河南理工大学,2009.
论文作者:杜小光,武强,刘永杰,李凯霖
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/19
标签：故障论文; 电缆论文; 脉冲论文; 电力电缆论文; 高压论文; 方法论文; 测试论文; 《电力设备》2017年第13期论文;