摘要：电力电缆经常用做发电厂、变电站以及工矿企业的动力引入（或引出）线，与架空线路相比，其优点是受气候的影响小、安全可靠、隐蔽耐用。因此，架空输电线路也会更多地被电力电缆所取代。由于电缆在使用过程中也会受到天气环境、各类过电压和其他因素的影响，运行中会出现诸多故障问题，影响电气设备正常运转。本文结合实际情况，具体分析了电缆故障测寻技术及其应用，希望能够通过准确地找到故障点来有效地解决电缆问题。
关键词：电缆故障；测寻技术；初步测量；精准测量
前言
随着科技发展和城市环境发展的需要，电力电缆已经开始在使用过程中逐步取代架空输电线路，以便能够更好地输送电能。但是很多电力电缆大都存在于地下，所以即便出现了故障也难以在第一时间迅速修复，有时花费数小时或者很多天却依然无法找到故障所在，势必会严重影响电力系统的正常运行。
1.导致电力电缆故障的原因
电力电缆在使用的过程中会受到诸多因素的影响，以下几点原因最容易引发电力电缆故障。第一，在安装电缆或者电缆施工过程中非常容易引起机械损伤。由于地势的不断改变会使得电缆被损坏，甚至也会使得电缆出现变形的现象。第二，由于电缆长时间被水分或者酸碱物质腐蚀，使得其护套层容易被破坏，进而导致绝缘层受到损害。第三，长期超负荷运行会使电缆长期处于高温状态，从而使得电缆绝缘老化。第四，电缆运行过程中可能会遭受不可预测的雷电过电压及各类冲击过电压，会在瞬时将电缆击穿。
2.电缆故障分类
根据行波法的测试特点对电缆故障进行分类，即是说考虑到电缆的特性阻抗特点按测试方法分类（不能用兆欧表的测试结果分类）。
2.1断路、低阻、短路故障－－宜使用低压脉冲法测寻
低阻故障概念：用万用表测得电缆的直流电阻阻值小于100欧姆的故障电缆一般称为低阻故障（100欧姆以上视为高阻故障）。
2.2高阻泄漏、高阻闪络故障－－宜使用冲击高压闪络法测寻
冲击高压闪络法不仅适应高阻泄露和高阻闪络性故障，也适应低阻和短路性质的故障。
高阻泄漏故障是指电缆在进行试验时，随着试验电压不断增大，泄漏的电流值也就会不断增大，最终会大于允许值。泄漏性故障从本质上说是高阻故障发展到极端时的一种表现。
高阻闪络故障是指在进行电缆预防性试验过程中，泄漏电流的增速会变得更快，如果在之后没有被有效地控制，就会出现闪络故障。
3.电缆故障测寻的方法
3.1电缆故障点初测方法
电缆故障点的测寻首先根据电缆故障发生时出现的现象及一些简单试验，初步判断电缆故障的性质，是绝缘损坏还是导体断线，是单相还是多相，属于高阻、低阻、金属性接地还是瞬间击穿（闪络）故障等。然后按照故障性质选择初测方法，经初测确定故障点的区段。
1、电桥法。电桥法是使用历史最长的电缆故障测寻方法。在电缆故障测试技术迅速发展、涌现出新型的测试方法和测试设备的情况下，电桥法在测寻如单相接地和相间短路等电缆故障方面，仍有使用方便、测试误差小（一般在0.3%-0.5%）的独特优点。
2、低压脉冲反射法（又叫雷达法）。脉冲波在电缆线路上是按照一定的速度传播，即传播的距离和时间成线性关系。低压脉冲反射法是将高频率的低压脉冲发送到电缆中，该脉冲沿电缆传播，直到阻抗失配的不匹配点，如中间接头、短路点、断路点和终端头等，在这些点上都会引起电磁波的反射，故障点产生的一个反射脉冲回送到测试仪器中并被接收。此方法适用测试直埋电缆低电阻接地故障和三相短路接地及断线故障。
3、直流闪络法和冲击高压闪络法。直流闪络法（简称直闪法）适用于闪络性故障，即故障点没有形成电阻通道（或电阻值极高）但电压升高到一定值，这时就会产生闪络现象。直流闪络法的基本原理是，采用施加直流高压将电缆故障点瞬时击穿，故障点产生闪络，通过测量端的波形，得到测量端到故障点的距离。
3.2电缆故障精确定点方法
1、冲击放电声测法。冲击放电声测法（简称声测法）是利用直流高压试验设备向电容器充电、储能。当电压达到某一数值时，球间隙击穿，高压试验设备和电容器上的能量经球间隙向电缆故障点放电，产生机械振动声波。在初测的距离附近，沿电缆线路，用拾音器来接收故障点的放电波，以此来确定故障点的精确位置。
2、声磁信号同步接收定点法。声磁信号同步接收定点法（简称声磁同歩法）的基本原理是向电缆施加冲击直流高压使故障点放电，在放电瞬间电缆金属护套与大地构成的回路中形成感应坏流，从而在电缆周围产生脉冲磁场。用感应接收仪器接收脉冲磁场信号和从故障点发出的放电声信号，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。仪器根据探头检测到的声、磁两种信号时间间隔为最小的点即为故障点。
电缆故障探寻技术与方法，除上面所述的几种主要方法外，还有电容法、时差定位法、局部过热法、跨步电压法及音频感应法，甚至目前国际上先进的二次脉冲法等等。
4.电力电缆故障测寻技术的应用案例
4.1运用低压脉冲法测寻故障
当电缆施加测试脉冲信号时，电缆沿线的T型接头和中间的接头会发生故障。短路点和终端开路头内部的阻抗失配点会对传输中的脉冲信号不断地进行反射。反射波形和测试脉冲信号之间的时差也就表示阻抗失配点和测试点之间的距离。图1为常见的低压脉冲法线路图。
图1低压脉冲法线路图
2015年，某工业区小区内部出现了跳闸的现象。在对电缆进行绝缘试验之后，测得A相主要为1500MΩ，C相主要为1800MΩ，B相的绝缘电阻为零。在运用万用表对B相进行测量之后，其接地电阻为53Ω，速度为172米/μs。在运用低压脉冲法对B相的故障点进行测量之后。通过运用波形光标可以看到1128米的位置会存在与发射波相反的反射波。这样就可以判断故障在距离高压室1128米的位置。之后再在1128米电缆前后100米左右的位置运用放电声来进行定位，在1105米的位置听到较大的放电声，从而确定故障点。整个测试的过程只用了三个半小时。
4.2运用高压脉冲法测寻故障
运用直流高压闪络法和冲击高压闪络法来测试电缆闪络性的高阻故障，一般都会有较好的效果。一般而言，直流高压闪络法理解起来将会变得更加容易，且测试的准确度也较好。两种测试的方法都是通过有效地记录放电电压在测试点和故障点之间的往返时间来更加精确地定位故障点。
在2015年，黑龙江某大桥出现了电缆故障。I线的513电缆出现了故障。线路绝缘体的A相为1.5MΩ，绝缘体B和绝缘体C的绝缘性能相对正常。在经过试验之后，A相在1000V耐压试验中出现了跳闸的现象。由此可以判断A相在测试过程中出现了高阻泄漏故障。在测试过程中，先运用冲击高压闪络法来测试故障，测得故障的总长度主要为3052m，速度为172m/μs。通过数据分析推测出故障点在604m之后不远处，之后在611m处发现故障。
5.结束语
本文主要通过结合实际的案例对造成电力电缆故障的原因、电力电缆故障的类型和电缆故障探寻的方法进行了全面的研究，希望大家在结合实际案例进行分析之后，对有关的方法能够有更好的认识。
参考文献：
[1]龙娓莉.常用电缆故障测寻方法适用性探讨[J].供用电，2014（3）
[2]汪敏.电力电缆故障测寻方法的探讨[J].电子世界，2017（4）
[3]朱德恒 严璋主编《高电压绝缘》清华大学出版社，1992
论文作者:李春
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/21
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