摘要：随着我国经济水平的不断提高和电力系统的不断发展，电能已经成为人们生产和生活中一种必不可少的能源。而随着人们对城市环境和美观程度的要求越来越高，柱上设备和配电架空线路已经不能够满足人们对城市电网系统美观性的要求。电力电缆的产生能够在保证人们的用电需求的同时，保持环境的整洁，在现代的供电系统中发挥着重要的作用。然而，要保证电力电缆能够有效运行，必须采取有效的措施对电力电缆故障进行及时的探测。本文将总结电力电缆故障的探测方式，为实际电力电缆故障探测提供理论依据。
关键词：电力电缆；故障探测
1 电力电缆常见故障原因
1.1 电缆电力绝缘和保护层受损
在煤矿复杂地质条件下，电缆绝缘体长期在高温和强电压的作用下，电缆本身的电阻发生变化，导致绝缘效果降低而引起绝缘老化，绝缘体的老化故障遇到空气中的臭氧或腐蚀绝缘过热导致绝缘老化变质，过热电缆安装于电缆密集地区，会导致通风不良导致电缆本身过热而绝缘加速。电力电缆外表的保护层容易受到侵蚀，电力电缆铺设路段附近的地下电场有极强的腐蚀性，铅保护层受潮容易引起线缆断裂而引发短路，是造成电缆电力故障的常见原因之一。
1.2 电缆本身质量和操作问题
电力电缆在设计时没有按照规范标准进行，在制作中使用劣质材料，不合理的电场分布和违规操作是造成电力故障的主要原因，电缆本身质量问题主要表现在：电缆在制作时的绝缘部位包裹出现破损或不平整等问题，电缆附属设备在制造中出现电缆金属表面粗糙；电缆零件设计达不到技术要求发生的泄露问题；电缆绝缘体和绝缘层受潮造成的电力电缆故障。在铺设电力电缆工程作业中，相关操作人员未按照规定施工，靠近电力电缆管线进行施工容易造成电力电缆破损；加上长时间的电力电缆线路收到侵蚀后电缆出现故障，导致电力崩溃，成为电缆发生故障的原因，给人们的生产生活造成严重影响。
1.3 电压超过电缆承压
电缆在架设工程完成后没有进行找平处理，不平整的地方容易造成电力电缆不在一个水平面上，电缆的起伏造成高处绝缘物向低处导致电缆的短路；当电缆中电压超过电缆承受值时会发生电压过大造成的大面积烧毁电缆，多数户外终端故障均有大气过电压引起，电缆本身的缺陷也会导致电缆故障的发生。
2 电缆故障探测的传统方法
2.1电缆故障测距的传统方法
目前我国关于电缆故障测距的传统方法主要有测量电阻电桥法、低压脉冲反射法、脉冲电压取样法、脉冲电流取样法和二次脉冲法五种。其中，测量电阻电桥法在被称之为经典方法。这种方法能够有效地测量短路和低阻故障。进行故障探测的主要原理是利用电桥平衡，对应的桥臂电阻的乘积相等，电阻与电缆长度成正比的。测量电阻电桥法具有操作简单方便、测量精度高的优点。但是也具有测试局限性较高的缺点。
2.2电缆故障定点的传统方法
电缆故障定点的传统方法主要包括声测法、声磁同步法和音频感应法三种。其中声测法主要是利用在故障被击穿时产生的放电声音进行测量。声磁同步法是结合直流高压冲击故障产生的脉冲磁场和放电声音。当声测定点中接收到的脉冲磁场即可认为是故障点发出。音频感应法主要用于测量电阻小于10欧的低阻故障。
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3 常用的电缆故障定点方法
3.1声测定点法
声测定点法是电缆故障的主要定点方法，主要用于测量高阻与闪络性故障，测量时使用高压设备使故障点击穿放电，故障间隙放电时产生的机械振动，传到地面，便听到“啪、啪”的声音，利用这种现象可以十分准确地对电缆故障进行定点，缺点是受外界干扰较大。
3.2声磁法
在向电缆施加冲击高压信号使故障点放电时，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，在监听到声音信号的同时，接受到脉冲磁场信号，即可判断该声音是由故障点放电产生的，故障点就在附近。
3.3音频感应法
音频感应法一般用于探测故障电阻小于10Q的低阻故障，探测时，用1kHz的音频信号发生器向待测电缆通音频电流，发出电磁波；然后在地面上用探头沿被测电缆路径接收电磁场信号，并将之送入放大器进行放大，将放大后的信号送入耳机或指示仪表，根据耳机中声响的强弱或指示仪表的指示值大小而定出故障点的位置，当探头从故障点前移1～2m时，音频信号中断，则音频信号最强处为故障点。
4.电缆故障检测应注意的问题
a.高阻抗、低阻抗并没有绝对区分，实际操作中可以多尝试几种方法进行比较，综合判断。35kV电缆情况比较复杂，H接头、中间头比较多，接头故障波形不易分辨，如判断是接头故障，则应采取使故障点充分放电的措施，以获得正确的测距效果。
b.若从电缆一端测试放电不充分，或采集不到波形，可以从另一端升压测试。无论使用哪种方法测试波形，若故障点距离测试端太近，均会产生盲区，使得波形难以判断识别，此时可尝试到电缆的另一端进行测试。
c.在精确定点时，设备应在距故障点近的一端，这样能量沿电缆衰减较小，便于声磁同步法的定点，快速查出故障点。使用声磁同步法时，要在粗测点的±5%范围内反复进行查找，侦听耳机中声音，要仔细分辨故障点处声音与金属屏蔽层上传输声音的差别。
d.定点仪可以探测到的距离跟放电声音大小、泥土的湿度和松散情况有关。放电声音越大，泥土越干燥、越结实，可以探测到的距离越远。施工时的原始资料保存完好，电缆路径明确，所有接头处在现场都有标志桩，可缩短查找电缆故障的时间，同时在做试验时提前准备好柴油或汽油发电机作为试验仪器的电源。
结束语：电力电缆是电力系统中不可或缺的部分，需要对电缆进行定期检查和维护，在电力电缆检修工作中对故障部分进行准确分析定位，可以减少电力供应问题带来的经济损失；脉冲法可以准确的测算电缆故障之间的距离，一般对高阻和闪络性故障进行测量，低压脉冲发射发可以精准可靠的监测低阻和短路故障，两种方法都是通过脉冲信息在故障点和测量点之间往返的距离计算，在实际操作中，电缆故障点地质环境复杂，改善定点探测技术，提高探测灵敏度是技术的关键。另外电力系统工作人员需要充分了解电缆铺设环境，掌握电缆故障判断的方法，为电力系统的正常运行奠定基础。
参考文献：
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[2]李建明，朱康.高压电气设备试验方法[M].北京：水利电力出版社，2001.
[3]赵进军，侍海军，张少炎.电力电缆故障探测技术分析[J].江苏电机工程，2007（03）.
论文作者:赵志鹏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/3/29
标签：电缆论文; 故障论文; 电力电缆论文; 脉冲论文; 测量论文; 电阻论文; 方法论文; 《电力设备》2018年第30期论文;