隨著城市的發(fā)展，配電網(wǎng)電纜化程度不斷提高，對地區(qū)供電局電纜運(yùn)行維護(hù)水平提出了更高的要求。由于大部分配電網(wǎng)電纜是采取直埋敷設(shè)方式，因此電纜故障的處理較復(fù)雜。如何在最短的時間內(nèi)對電纜故障進(jìn)行定位與修復(fù)，是供電部門保證供電可靠性、提升客戶服務(wù)水平的重要課題。
二、配電網(wǎng)電纜結(jié)構(gòu)
電力電纜的種類很多，目前配電網(wǎng)廣泛使用的是交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，它們的結(jié)構(gòu)如圖1：
三、配電網(wǎng)電纜故障類型
在實際運(yùn)用中，配電網(wǎng)電纜故障類型主要是根據(jù)故障點(diǎn)絕緣電阻值來區(qū)分，從而選取不同的方法。一般可分為零阻故障、低阻故障、高阻故障等。零阻故障即絕緣電阻值為或者接近零歐姆的故障，低阻故障與高阻故障的界定值在不同的國家和地方有不同的標(biāo)準(zhǔn)，一般取1K歐姆。絕緣電阻在1K歐姆以上的稱為高阻故障，1K歐姆以下的為低阻故障。高阻故障往往比零阻與低阻故障更難查找定位。
四、配電網(wǎng)電纜故障檢測方法
查找電纜故障常用的方法有電橋法、低壓脈沖反射法、脈沖電流法等。
（1）電橋法
電橋法主要是利用電橋平衡原理，包括電阻電橋法和電容電橋法，常用的是電阻電橋法。電阻電橋是利用電阻的與大小與電纜的長度成正比的原理，測出故障相電纜的端部與故障點(diǎn)之間的電阻大小, 并將其與無故障相對比, 從而確定故障點(diǎn)與端部的距離。利用電阻電橋法查找電纜故障，簡單、方便，準(zhǔn)確度高，但是也有其局限性，只適用于單相或者兩相接地的低阻故障（一定要有完好相，且只能有一個故障點(diǎn)），如遇到高阻或者斷路（即無限大絕緣電阻），電橋電阻很小，一般無法測出。
（2）低壓脈沖反射法
低壓脈沖反射法主要是利用雷達(dá)的原理，因此也叫雷達(dá)法。其原理是在電纜端注入低壓脈沖，脈沖沿電纜路徑傳播，因故障點(diǎn)處波阻抗會發(fā)生變化，當(dāng)?shù)蛪好}沖遇到阻抗變化時，就會在這一點(diǎn)處發(fā)生反射，此時利用脈沖反射儀等設(shè)備計算時間即可算出反射點(diǎn)的距離。
電纜的波阻抗與電纜本身的結(jié)構(gòu)、絕緣介質(zhì)及導(dǎo)體材料有關(guān)，而與電纜的長度無關(guān)，一段很短的完好的電纜，它的波阻抗也是處處相等的。
低壓脈沖由于在傳播的過程中會產(chǎn)生衰減，信號弱，電壓低，當(dāng)故障點(diǎn)電阻值大于一定值時，會導(dǎo)致反射脈沖幅值太低，一般只適用于低阻故障。
（3）脈沖電流法
電纜的高阻故障和閃絡(luò)性故障由于故障點(diǎn)電阻較大，低壓脈沖在故障點(diǎn)沒有明顯的反射，故不能用低壓脈沖法。脈沖電流法是將電纜故障點(diǎn)用高電壓擊穿，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，通過分析判斷電流行波信號在測量端與故障點(diǎn)往返一趟的時間來計算故障距離。脈沖電流法分為直流高壓閃絡(luò)（簡稱直閃法）與沖擊高壓閃絡(luò)（簡稱沖閃法）兩種。其中，沖閃法的應(yīng)用最廣泛，大部分電纜高阻故障測試都可以采用沖閃法, 與低壓脈沖法不同的是沖閃法脈沖信號是故障點(diǎn)放電產(chǎn)生的, 而低壓脈沖法的脈沖信號是由測試儀器發(fā)射出來的。
直流閃絡(luò)法是專門用于測量閃絡(luò)性故障的，即故障點(diǎn)電阻極高的故障。在用高壓試驗設(shè)備把
電壓加到一定時, 絕緣瞬間被擊穿可看作短路, 電壓下降后絕緣又恢復(fù)。一般在預(yù)防性試驗中出現(xiàn)的電纜故障多屬于該類故障。
在故障點(diǎn)電阻不是很高的高阻故障，因泄漏電流較大，故障點(diǎn)不能形成閃絡(luò)，所以不能運(yùn)用直閃法，這時就要運(yùn)用沖閃法了。其原理是向故障點(diǎn)發(fā)射一個高壓脈沖, 只要脈沖有足夠的能量, 能夠使故障點(diǎn)發(fā)生閃絡(luò),從而使故障點(diǎn)形成短路狀態(tài)。高壓脈沖主要通過電容來產(chǎn)生。
（4）各種方法比較
電橋法屬于阻抗測距法。低壓脈沖反射法和脈沖電流法則屬于行波測距法，兩者都是通過脈沖信號在故障點(diǎn)和測量點(diǎn)間往返一次的時間測距。不同點(diǎn)在于低壓脈沖反射法是主動向電纜發(fā)射探測電壓脈沖，后者是被動記錄故障擊穿產(chǎn)生的瞬間脈沖電流信號。信號的記錄與處理顯示可以由同一套設(shè)備完成，因此，同一脈沖反射儀可以實現(xiàn)兩種功能。
（5）其他方法
隨著科技的進(jìn)步，電纜故障的檢測技術(shù)也在不斷發(fā)展，筆者所在地區(qū)使用的電纜故障檢測車，是德國SebaKMT公司生產(chǎn)的，其中有一項該公司的專利技術(shù)，叫三次脈沖法，它是利用燃弧反射的方法來檢測電纜故障點(diǎn)。具體過程是先在低壓模式下用一個專門的脈沖發(fā)生器產(chǎn)生一個1500V或者350V的測試脈沖，得到參考波形，然后在高壓模式下用高壓0-16kV/32kV沖擊，擊穿故障點(diǎn)，中壓4kV沖擊穩(wěn)定和延長燃弧，最后再發(fā)射一個低壓的1500V或者350V，得到一個故障波形。系統(tǒng)會自動將參考波形與故障波形相疊加，從而得到測量波形。該技術(shù)先進(jìn)，在實踐中證明，檢測電纜故障簡便，效果良好。
五、配電網(wǎng)電纜故障處理流程
電纜故障的處理主要包括掌握電纜和故障信息、故障類型判斷、故障預(yù)定位、路徑測尋、故障精確定點(diǎn)、電纜識別、修復(fù)后測試等7個流程。具體如圖2。
六、配電網(wǎng)電纜故障定位方法
定位是電纜故障處理的重要環(huán)節(jié)，做好電纜故障點(diǎn)定位就能快速處理故障。其包括預(yù)定位和精確定點(diǎn)，常用的方法如下表1：
表1 常見電纜故障類型定位方法
故障類型 預(yù)定位 精確定點(diǎn)
低阻故障 低壓脈沖反射法、電橋法 聲磁時間差法
高阻故障 脈沖電流法、三次脈沖法 聲磁時間差法
配電網(wǎng)電纜故障處理流程
七、典型案例
故障背景：2013年09月23日，10kV上市線F10全線跳閘，經(jīng)城區(qū)局配電二班搶修人員排查后確定故障電纜為F10老調(diào)度樓側(cè)環(huán)網(wǎng)柜H1-K3開關(guān)至文昌幼兒園公變段高壓電纜。
處理情況：
?。?）用測得該故障A相絕緣電阻為1.2MΩ，B、C相無窮大，屬單相高阻故障。
（2）用SebaKMT公司的Centrix-1電纜故障檢測車選擇三次脈沖法進(jìn)行故障點(diǎn)預(yù)定位，得到如圖3的波形圖。系統(tǒng)自動判斷電纜故障位置為108米處。
圖3 三次脈沖法得到的波形
?。?）為再次確認(rèn)故障位置，選用脈沖電流法進(jìn)行驗證，得到如圖4的波形圖。因為該車自帶電纜長度約90米，因此計算故障點(diǎn)的位置為430/2-90=125米處。
圖4 脈沖電流法得到的波形
?。?）粗定位置確認(rèn)后，用沖擊放電進(jìn)行精確定點(diǎn)。在離電纜端100-130米范圍間利用聲磁時間差法進(jìn)行精確定點(diǎn)，最終在離電纜端113米處找到故障點(diǎn)。開挖后，檢查故障點(diǎn)為電纜中間接頭擊穿，從而造成線路全線跳閘，如圖5。
圖5 開挖后找到的電纜故障點(diǎn)
?。?）修復(fù)電纜，對電纜進(jìn)行試驗，確認(rèn)無問題，解除安全措施，恢復(fù)送電。
電纜故障的檢測是一門復(fù)雜的學(xué)科，作為一名電力工作人員，理解電纜故障檢測方法的原理，就能夠更好地查找故障，快速處理故障，保障用戶快速恢復(fù)用電，從而提高供電可靠性。在如今電纜化越來越高的今天，加快電纜故障檢測隊伍的建議，顯得尤為重要。
