電力電纜故障點(diǎn)的迅速、準(zhǔn)確定位，能夠提高供電可靠性，減少故障修復(fù)費(fèi)用及停電損失。本文概述了電力電纜故障的原因和性質(zhì)分類，常用的測(cè)試和故障定位方法，同時(shí)結(jié)合一起電力電纜故障的查找經(jīng)過，提供電力電纜故障檢測(cè)的方法、步驟和應(yīng)用體會(huì)，使大家更好的掌握電力電纜故障的探測(cè)技術(shù)。
電力電纜供電以其安全、可靠、有利于美化城市和廠房布局等優(yōu)點(diǎn)，獲得了越來越廣泛的應(yīng)用，由于電力電纜多埋于地下，而且因?yàn)殡娎|線路的隱蔽性、個(gè)別運(yùn)行單位的運(yùn)行資料不完善以及測(cè)試設(shè)備的局限性等原因，使電纜故障的查找非常困難，如果長時(shí)間找不到故障點(diǎn)，將造成難以估量的停電損失。如何合理地選擇故障測(cè)試設(shè)備，準(zhǔn)確、快速地查找電纜故障，縮短故障停電時(shí)間，成為電纜運(yùn)行人員非常關(guān)心的問題。
2電纜故障的原因和性質(zhì)分類
2.1 電纜故障的原因
1）機(jī)械損傷。 機(jī)械損傷引起的電纜故障占電纜事故很大的比例。造成機(jī)械損傷的主要原因有安裝時(shí)損傷、直接受外力損傷、行駛車輛碾壓損傷、土地沉降造成的電纜接頭和導(dǎo)體損傷。
2）絕緣受潮。絕緣受潮后會(huì)引起故障，造成電纜受潮的主要原因密封不嚴(yán)進(jìn)水、電纜制造不良、金屬護(hù)套受外力或腐蝕破損。
3）絕緣老化變質(zhì)。受運(yùn)行中的電、熱、化學(xué)、環(huán)境等因子的影響，電纜的絕緣都會(huì)發(fā)生不同程度的老化。
4）過電壓。大氣與內(nèi)部過電壓作用，使電纜絕緣層擊穿，形成故障。
5）材料缺陷。材料缺陷主要表現(xiàn)在三個(gè)方面。一是電纜制造問題，二是電纜附件制造上的缺陷，三是對(duì)絕緣材料的維護(hù)管理不善。
2.2 電纜故障的性質(zhì)分類
3常用的電纜故障測(cè)距檢測(cè)方法
3.1 電橋法：將被測(cè)電纜終端故障相與非故障相端接，電橋兩臂分別接故障相和非故障相，通過調(diào)節(jié)電阻使得電橋達(dá)到平衡，通過公式計(jì)算出故障點(diǎn)的距離。目前現(xiàn)場(chǎng)上電橋法用的越來越少，但是對(duì)于一些特殊故障沒有明顯的低壓脈沖反射，但又不容易用高壓擊穿，如故障電阻不太高的情況下，使用電橋法往往可以解決問題。電橋法的優(yōu)點(diǎn)是簡單、方便、精確度高，但它的重要缺點(diǎn)是不適用于高阻與閃絡(luò)性故障。
3.2 低壓脈沖反射法：測(cè)試時(shí)向電力電纜的故障相注入低壓脈沖．該脈沖沿電纜傳播到阻抗小匹配點(diǎn)即故障點(diǎn)時(shí)．產(chǎn)生反射叫波送測(cè)試點(diǎn)由儀器記求下來，根據(jù)發(fā)射脈沖與反射脈沖的往返時(shí)間差和脈沖在電纜中傳播的波速度．便可計(jì)算出故障點(diǎn)離測(cè)試點(diǎn)的距離。優(yōu)點(diǎn)是簡單直觀，不需要知道電纜的準(zhǔn)確長度等原始資料。缺點(diǎn)是不能適用于高阻與閃絡(luò)性故障。
3.3 脈沖電流法：脈沖電流法是將電纜故障點(diǎn)用高壓擊穿，使用儀器采集并記錄下故障點(diǎn)擊穿產(chǎn)生的電流行波信號(hào)，通過分析判斷電流行波信號(hào)在測(cè)量端和故障點(diǎn)往返一趟的時(shí)間來計(jì)算故障距離。脈沖電流法采用線性電流耦合器采集電纜中的電流行波信號(hào)。
3.4 二(多)次脈沖法：針對(duì)高阻接地時(shí)波形難判斷的情況，近幾年出現(xiàn)了二次脈沖理論，并在實(shí)踐中取得良好的效果，如奧地利保爾公司的SV3000／2100系統(tǒng)，此系統(tǒng)對(duì)低壓脈沖、脈沖電流法均可實(shí)現(xiàn)。
4 常用的故障定點(diǎn)方法
4.1 聲測(cè)定點(diǎn)法：聲測(cè)法是電纜故障的主要定點(diǎn)方法，主要用于測(cè)量高阻與閃絡(luò)性故障，測(cè)量時(shí)使用高壓設(shè)備使故障點(diǎn)擊穿放電，故障間隙放電時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)，傳到地面，便聽到“啪、啪”的聲音，利用這種現(xiàn)象可以十分準(zhǔn)確地對(duì)電纜故障進(jìn)行定點(diǎn)。缺點(diǎn)是受外界干擾較大。
4.2 聲磁法：在向電纜施加沖擊高壓信號(hào)使故障點(diǎn)放電時(shí)，會(huì)在電纜的外皮與大地形成的回路中感應(yīng)出環(huán)流來，這一環(huán)流在電纜周圍產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)，在監(jiān)聽到聲音信號(hào)的同時(shí)，接受到脈沖磁場(chǎng)信號(hào)，即可判斷該聲音是由故障點(diǎn)放電產(chǎn)生的，故障點(diǎn)就在附近。
4.3：音頻感應(yīng)法：音頻感應(yīng)法一般用于探測(cè)故障電阻小于10Ω的低阻故障，探測(cè)時(shí)，用1kHZ的音頻信號(hào)發(fā)生器向待測(cè)電纜通音頻電流，發(fā)出電磁波；然后在地面上用探頭沿被測(cè)電纜路徑接收電磁場(chǎng)信號(hào)，并將之送入放大器進(jìn)行放大，將放大后的信號(hào)送入耳機(jī)或指示儀表，根據(jù)耳機(jī)中聲響的強(qiáng)弱或指示儀表的指示值大小而定出故障點(diǎn)的位置，當(dāng)探頭從故障點(diǎn)前移1－2m時(shí)，音頻信號(hào)中斷，則音頻信號(hào)最強(qiáng)處為故障點(diǎn)。
5 一般電纜故障檢測(cè)步驟
5.1 用兆歐表，萬用表測(cè)量相問、相對(duì)地的絕緣電阻、判斷故障性質(zhì)。
5.2 根據(jù)故障類型、性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量方法，對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行預(yù)定位。
5.3 根據(jù)粗測(cè)結(jié)果，利用測(cè)量儀器到現(xiàn)場(chǎng)可能的地段進(jìn)行精確定位。
5.4 發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)后，挖開進(jìn)行處理。
6 實(shí)際案例分析
6.1 2008年10月 , 張家口某風(fēng)電場(chǎng)A區(qū)風(fēng)機(jī)線路372開關(guān)限時(shí)速斷動(dòng)作,該回路為35KV 交聯(lián)聚乙烯電纜，型號(hào)為YJLV23-26/35KV-3×240mm2長約7km,全長有8個(gè)中間接頭，有4個(gè)H型電纜接頭，連接H型電纜接頭的型號(hào)為YJLV23-26/35KV-3×50mm2。
6.2采取停電措施后用兆歐表測(cè)試C相接地電阻為9.2MΩ，A相為100GΩ左右，B相為100GΩ。初步判斷為高阻故障。
6.3 采用的測(cè)試儀器：2500V兆歐表、山東淄博博鴻電氣有限公司DLX-510高壓信號(hào)發(fā)生器、DLC-100電纜故障測(cè)距儀、DLD-230電纜故障定點(diǎn)儀。
6.4 測(cè)距
1）使用測(cè)距儀DLC-100進(jìn)行電纜全長的測(cè)試。
使用低壓脈沖法對(duì)C相測(cè)試全長為7246米，說明電纜連續(xù)性比較好，也沒有低阻故障。具體測(cè)試波形如下：
2) 使用測(cè)距儀DLC-100進(jìn)行脈沖電流測(cè)試，C相對(duì)鎧進(jìn)行脈沖電流測(cè)試。DLX-510為高壓信號(hào)發(fā)生器，最高輸出電壓為30KV，直流負(fù)極性，負(fù)載電容為2uF， 按要求接線后，利用C相和鎧進(jìn)行測(cè)試，調(diào)整DLC-100測(cè)試范圍為10km,波速度為172m/us,打開DLX-510升高電壓為27KV，單次手動(dòng)放電，測(cè)距儀觸發(fā)，故障點(diǎn)沒有擊穿放電，顯為電纜全長波形，測(cè)試波形如下:
直流高壓放電約九十分鐘此時(shí)發(fā)現(xiàn)DLX-510高壓信號(hào)發(fā)生器放電不充分，指針擺動(dòng)幅度不大，直至指針基本不擺動(dòng)，說明電纜故障點(diǎn)不放電，然后用兆歐表測(cè)絕緣，測(cè)量結(jié)果為10GΩ，絕緣基本恢復(fù)，（初步判斷說明電纜故障點(diǎn)潮氣太濃，經(jīng)過高壓信號(hào)發(fā)生器高壓放電，將潮氣從故障點(diǎn)排出，導(dǎo)致絕緣上升，滿足送電要求），措施做好，合閘送電，372開關(guān)投不上，停電后對(duì)電纜用兆歐表絕緣測(cè)試，A相對(duì)鎧為100GΩ,B相對(duì)鎧2MΩ，BC相間為7MΩ，A、B相間為100GΩ，A、C相間為100GΩ，A為好相，然后把DLX-510高壓信號(hào)發(fā)生器移到5km處第一H型電纜接頭附近的14號(hào)風(fēng)機(jī)箱變，對(duì)電纜升壓25KV直流放電充分，使用DLC-100故障測(cè)距儀采集脈沖電流波形，確定故障點(diǎn)為126m,測(cè)試波形如下：
6.5 電纜故障定點(diǎn)查找：然后到約126m處使用DLD-230電纜故障定點(diǎn)儀準(zhǔn)確確定位置在此處，挖開地面確定故障點(diǎn)為35KV電纜線與14號(hào)箱變線路H接頭處。接頭外殼已損壞，提起接頭外殼有水滴流出。H接頭打開，搖各線絕緣情況，絕緣良好，故障排除。
7 電纜故障測(cè)試的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)
7.1、所謂高阻、低組并沒有絕對(duì)區(qū)分，實(shí)際操作中可以多嘗試幾種方法進(jìn)行比較，綜合判斷，會(huì)有意想不到的效果。
7.2整條35KV電纜情況比較復(fù)雜，H接頭、中間頭比較多，測(cè)試時(shí)需細(xì)心分析，避免誤判，接頭故障波形不易分辨，分析波形時(shí)需注意，如判斷是接頭故障，則應(yīng)耐心一些，采取使故障點(diǎn)充分放電的措施，以獲得正確的測(cè)距效果。
7.3 若從電纜一端測(cè)試放電不充分，或采集不到波形，需從另一端升壓測(cè)試，情況會(huì)更好。無論使用那種方法測(cè)試波形，若故障點(diǎn)距離測(cè)試端太近，均會(huì)產(chǎn)生盲區(qū)，使得波形難以判斷識(shí)別，此時(shí)可嘗試到電纜的另一端進(jìn)行測(cè)試。
7.4、在精確定點(diǎn)時(shí)，設(shè)備應(yīng)在距故障點(diǎn)近的一端，這樣能量沿電纜衰減較小，便于聲磁同步法的定點(diǎn)，快速查出故障點(diǎn)。如從電纜故障點(diǎn)的遠(yuǎn)端開始，則耗用的時(shí)間過長。使用聲磁同步法時(shí)，要在粗測(cè)點(diǎn)的±5％范圍內(nèi)反復(fù)進(jìn)行查找。偵聽耳機(jī)中聲音，要仔細(xì)分辨故障點(diǎn)處聲音與金屬屏蔽層上傳輸聲音的差別，不斷比較，才能發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。
目前，現(xiàn)有的方法中還存在著一些局限性，國內(nèi)外的電力電纜故障診斷儀器和技術(shù)還有一定的差距。在電力電纜故障檢測(cè)中，認(rèn)真、冷靜的分析故障的類型和性質(zhì)，正確應(yīng)用查找方法和儀器，多積累故障查找經(jīng)驗(yàn)并進(jìn)行分析，電力電纜故障診斷技術(shù)和水平將隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步而不斷提高。
