目前，隨著城鄉(xiāng)電力建設改造力度的不斷加大，塑料絕緣電力電纜特別是交聯(lián)電力電纜得到了越來越廣泛的應用，電纜線路故障也時有發(fā)生。對電纜故障測試定位是實際工程中經(jīng)常遇到的問題，現(xiàn)有電纜故障測試系統(tǒng)有兩類，斷路測試和短路測試。斷路測試是測量發(fā)生故障電纜的電容，此種方法由于受周圍環(huán)境及絕緣材料的密度、濕度等因素影響，其測試誤差較大。短路測試一般測量發(fā)生故障電纜電阻，經(jīng)計算公式得出短路的位置，由于受電纜材料密度、截面不均的影響，誤差很大。
以上兩類方法儀器檢測能力差，難以現(xiàn)場使用。因此實際檢測中常采用“開皮”的方法查找，這樣常使電纜有多處外傷甚至報廢，造成大量經(jīng)濟損失?；谏鲜鲈?，新的電纜故障測試系統(tǒng)及方法不斷出現(xiàn)，并采用全新的工作原理，可對電纜故障進行檢測，具有精度高，操作簡便等優(yōu)點。
1 電纜故障探測的步驟
電纜故障的探測一般要經(jīng)過診斷、測距、定點三個步驟。
?。?）電纜故障性質(zhì)診斷
電纜故障性質(zhì)的診斷，即確定故障的類型與嚴重程度，所謂電纜故障的類型，就是指確定：故障電阻是高阻還是低阻；是閃絡還是封閉性故障；是接地、短路、斷線，還是它們的混合；是單相、兩相，還是三相故障。以便于測試人員對癥下藥，選擇適當?shù)碾娎|故障測距與定點方法。
?。?）電纜故障測距
電纜故障測距，又叫粗測，在電纜的一端使用儀器確定故障距離。
?。?）電纜故障定點
電纜故障定點，又叫精測，即按照故障測距結果，根據(jù)電纜的路徑走向，找出故障點的大體方位來，在一個很小的范圍內(nèi)，利用放電聲測法或其它方法確定故障點的準確位置。
2 電纜故障測距的方法
電纜故障測距的方法主要有以下四種：
2.1電橋法：該方法比較簡單，但需要事先知道電纜線長度等數(shù)據(jù)，且只適用于低阻及短路故障。但是，在實際運行中，故障常常為高阻及閃絡性故障，因故障電阻很高造成電橋電流很小，因此一般的靈敏度儀表很難探測。
2.2脈沖回波法：針對低阻與斷路類型的故障，利用低壓脈沖反射方法來測電纜故障比起上面的電橋法簡單直接，只需通過觀察故障點反射與發(fā)射脈沖的時間差來測距。測試時將一低壓脈沖注入電纜，當脈沖傳播到故障點時會發(fā)生反射，脈沖被反射送回到測量點。利用儀器記錄發(fā)射和反射脈沖的時間差，只需知道脈沖傳播速度就可計算出故障發(fā)生點的距離。該方法簡單直觀，不需知道電纜長度等原始數(shù)據(jù)，還可根據(jù)反射波形識別電纜接頭與分支點的位置。
2.3脈沖電壓法。該方法可用于測量高阻與閃絡故障。首先將電纜故障在直流或脈沖高壓信號下?lián)舸缓笸ㄟ^記錄放電脈沖在測量點與故障點往返一次所需的時間來測距。脈沖電壓法的一個重要優(yōu)點是不必將高阻與閃絡性故障燒穿，直接利用故障擊穿產(chǎn)生的瞬時脈沖信號，測試速度快，測量過程也得到簡化。但缺點是：①儀器通過一個電容電阻分壓器分壓測量電壓脈沖信號，儀器與高壓回路有電耦合，很容易發(fā)生高壓信號串人，造成儀器損壞，故安全性較差；②在利用閃測法測距時，高壓電容對脈沖信號呈短路狀態(tài)，需要串一個電阻或電感以產(chǎn)生電壓信號，增加了接線復雜性，使故障點不容易擊穿；③在故障放電時，特別在沖閃時，分壓器耦合的電壓波形變化不尖銳，難以分辨。
2.4脈沖電流法：該方法安全、可靠、接線簡單。其方法是將電纜故障點用高壓擊穿，使用儀器采集并記錄下故障點擊穿產(chǎn)生的電流行波信號，根據(jù)電流行波信號在測量端與故障點往返一趟的時間來計算故障距離。該方法用互感器將脈沖電流耦合出來，波形較簡單，較安全。這種方法也包括直閃法及沖閃法兩種。與脈沖電壓法使用電阻、電容分壓器進行電壓取樣不同，脈沖電流法使用線性電流耦合器平行地放置在低壓測地線旁，與高壓回路無直接電器連接，對記錄儀器與操作人員來說，特別安全、方便。所以人們一般使用此方法。
3 電纜故障定點的方法
3.1聲磁同步法
該方法使用高壓設備使電纜故障點擊穿放電，利用接收器記錄放電聲音，并用磁場信號對其進行同步，通過分析聲音波形及測試人員通過耳機聽聲進行故障定點。此方法是目前常用的電力電纜定點的方法，但該方法只能獲得距離故障點附近2～3m左右距離的聲音信號，且對現(xiàn)場操作人員的技術素質(zhì)要求較高。
3.2交聯(lián)電纜局部放電定點方法
交聯(lián)電力電纜局部放電不合格是電纜制造、安裝過程中的一個“隱性”缺陷，在局部放電試驗的過程中一旦發(fā)生超過標準的放電量，必須找出放電點并作相應處置。電纜局部放電點的定位測量，其測量定位方法精度高低，可決定工時的多少、電纜可利用率的大小。
電纜故障點的定位測量方法有很多種，但對于故障點是放電量大的電纜做定位測試的原理大多是采用行波原理進行故障定位的。通過得到脈沖在電纜的行波速度υ和二個行波脈沖之間的時間差t，就能準確地將故障點找到。由于υ的不準確，最終長度l也就不準確，再由于示波器的時間測量的分辨率和測量精度，也會影響故障點X測量的準確。
為此，我們在做電纜局部放電試驗時，每次都進行行波速度的測試操作，以便積累脈沖在電纜的行波速度。為了能準確地定位，我們在做大量的數(shù)據(jù)積累，同時發(fā)現(xiàn)要準確地測出脈沖在電纜的行波速度，就要準確地測出電纜的長度和脈沖在電纜反射的時間，即使得到了準確的數(shù)據(jù)，但是每個電纜的脈沖在電纜的行波速度都有些差異，為了能更準確地定位，就應該忽略脈沖在電纜的行波速度產(chǎn)生的差異。 因為脈沖在電纜的行波速度是每個電纜所特有的，那是不是在電纜發(fā)生了放電后還可以測試呢？這樣，還是假定在距離遠端X的地方有一個放電點，此放電點將向兩端同時發(fā)出兩個脈沖，脈沖1和脈沖2。當2號脈沖到達遠端時，1號脈沖到達距離遠端2X的地方，然后2號脈沖在遠端發(fā)生反射，與1號脈沖相差2X的距離共同向近端（測量端）運行，在定位示波器上，首先收到的是1號脈沖信號，隨后，2號脈沖也被接收到。當1號脈沖到達近端后發(fā)生反射，我們稱為3號脈沖，3號脈沖又在電纜上運行了兩倍電纜長度2L后又回到近端，被定位示波器再次接收到。利用前三個波形的時間差之比，就可以得到故障點距離遠端的距離，設定1號脈沖到達近端被示波器測到的時間為T1，2號為T2，3號為T3。則X為：
式中：X—故障點距遠端的距離，m；
T1—1號脈沖波形在示波器上的時間，μs；
T2—2號脈沖波形在示波器上的時間，μs；
T3—3號脈沖波形在示波器上的時間，μs；
L—電纜的總長度，m。
由此可見，此方法在實際應用中是可行的，定位精度得到很大提高。
4 電纜故障原因分析
為了減少損失，通過對電纜進行定位測試，找出故障點，查明故障原因，有效控制電纜故障頻繁發(fā)生的現(xiàn)象。據(jù)珠三角地區(qū)2009年1月至2011年9月期間10kV電纜故障及其原因統(tǒng)計表明，引起電纜故障的第一大原因是外力破壞，約占60%；第二大原因是電纜附件缺陷，占約21%；第三大原因是電纜本體缺陷，占14%。電纜在制造、運輸、敷設、電纜終端及中間接頭的安裝與制作過程中，均可能因某種原因形成缺陷。
電力電纜主要由導體、絕緣層、屏蔽層、保護層等部分組成。電力電纜長期敷設在地下、水下等條件較復雜的環(huán)境中，其長期安全傳輸電能靠得就是絕緣層、屏蔽層和保護層。電纜的各組成部分共同保證了電纜的正常使用，無論哪一部分損壞，均能引起電纜長期使用過程中損壞。其中絕緣層的好壞成為電纜擊穿或短路故障的主要原因。目前，電力電纜主要采用熱塑性、熱固性材料擠包或繞包絕緣紙帶后浸漬絕緣劑作為絕緣層。6kV以上電纜的絕緣層厚度，主要取決于絕緣材料承受的電壓、工藝上允許的最小厚度，以及承受的機械力。電纜在電力系統(tǒng)中不僅要承受工頻電壓，還要承受脈沖大氣過電壓和內(nèi)部過電壓。電纜本體缺陷主要有以下幾種情況：絕緣偏心、最薄處厚度不夠、導體有縫隙、導體和絕緣屏蔽表面不平整、絕緣材料中有氣泡、雜質(zhì)、絕緣交聯(lián)度不夠等原因。因此，在電纜制造、安裝、使用過程中，如何保證電纜絕緣層質(zhì)量（材料絕緣電阻、氣泡、雜質(zhì)等）、絕緣厚度及均勻性、導體和絕緣屏蔽性能、各組成部分免受機械損傷及接頭附件安裝工藝質(zhì)量等，成為減少電纜運行故障的主要原因。
