由于城市化的迅猛發(fā)展，電纜在配電線路中的應(yīng)用日益頻繁。電纜故障探測技術(shù)的發(fā)展也日新月異，筆者結(jié)合自己在日常工作中查找電纜故障的經(jīng)驗，對電纜故障查找的過程和具體事項進行了一些探討。
隨著我國國民經(jīng)濟迅猛發(fā)展，電力電纜在全國的各工礦企業(yè)、事業(yè)單位得到了廣泛的應(yīng)用，特別是近幾年城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)改造以來，城市美化日益突出，大量的架空線路下地，使得電纜的用量進一步加大。但是在供用電力電纜過程中，一旦發(fā)生故障，很難較快地尋測出故障點的確切位置，不能及時排除故障恢復(fù)供電，往往造成停電停產(chǎn)。對于配電運行維護人員而言，如何快速查找電纜故障點是一項必備的技能，以下是筆者根據(jù)電纜故障發(fā)生后分析查找故障點的順序進行的一些討論。
1.電纜故障巡視
按筆者實際電纜急修經(jīng)驗，在電纜故障發(fā)生后，運行人員若對于電纜走向較為清晰，熟悉電纜中間接頭位置，一般會采取先對故障電纜進行巡視的方式，從外觀上初步看能否判斷到電纜的故障點。重點巡視包括：一是電纜路徑上是否有人開挖施工。二是電纜路徑上路基是否有塌陷或明顯地形變化。三是檢查有中間接頭位置，中間接頭是否異常等等。若能發(fā)現(xiàn)異常，基本能確認電纜的故障點。若無法發(fā)現(xiàn)異常，則只能使用儀器輔助定位電纜故障。
2.電纜故障初步判斷
10kV電纜故障類型概括而論有接地、短路和斷線三種，主要包括以下類型：（1）三芯電纜一芯或兩芯接地；（2）二相相間短路；（3）三相芯線完全短路；（4）一相或多相斷線。初步判斷電纜的故障可使用兆歐表或萬用表或做交流耐壓試驗。比如使用兆歐表測量某相絕緣電阻，測得零值則代表該相已完全接地。
3.電纜故障探測方法及討論
初步判定電纜類型后，一般會采用電纜故障探測儀對故障進行粗探和定位。目前國內(nèi)外，故障探測儀種類繁多，但原理及方法多相似。電纜故障點粗探，使用電橋法通常簡單有效，因電纜運行環(huán)境及故障種類千奇百怪，通常也結(jié)合脈沖法測量電纜具體長度及確定故障點，下面是對電橋法、脈沖法及用以精確定位的聲探定位法進行的一些探討。
3.1 電阻電橋法
此方法，可以粗略判斷1相電纜芯完好，另外1相或2相低阻接地的電纜故障，原理圖如1-1：
電阻電橋法顧名思義，即利用電橋平衡原理，以電纜某一好相為臂組成電橋并使其達到平衡，測量出故障點兩側(cè)段電纜的直流電阻值，同時將電纜視為“均勻的傳輸線”，那么電阻的比值與電纜長度的比值成正比，即：
R1/（RL+ RL0） =R2/RLx RL = RLx + RL0-
以此推導(dǎo)出故障點距測試端的距離RLx=2RL/（1+R2/R1），因此，可以得出：
使用電阻電橋法時，步驟如下：
?。?）短接三芯電纜中完好的一相及故障接地相。
?。?）電橋通電后，調(diào)節(jié)電橋平衡，調(diào)節(jié)電阻使電橋平衡，記下K（R2/R1）值。
?。?）跟據(jù)電纜全長計算出故障點距離測量點大概距離為：
3.2 電容電橋法
如果電纜是開（斷）路故障時，若再采用測量電阻電橋法將無法測出故障點的距離，因為直流電橋測量臂未能構(gòu)成直流通道。在此只能采用交流電源，根據(jù)電橋平衡原理測量出電纜好相及故障相的交流阻抗值。測量圖及原理圖如2-1及2-2所示：
由于電纜被視為“均勻的傳輸線”，其上分布電容與電纜長度成正比，以此推算出故障點的距離，依然得出：
用電容電橋法測量時，除不用短接電纜另一端外，方法與電阻電橋法類似。
實際上，許多電纜接地為閃絡(luò)高阻接地或泄漏電阻，有時人們會直接使用高壓直流電壓將故障點擊穿，形成瞬間短路，以測出直流電阻值，推算出故障點初步位置（原理同電橋法）。在日常急修工作中，我們發(fā)現(xiàn)，因電纜路徑不完全清楚、電纜中盤圈長度無法估計電纜全長及電纜電阻不可能完全均勻等原因，導(dǎo)致測量時電纜故障點誤差較大。有時得到的誤差值會達到10米，此時，若進行開挖，工作量會很大，因此需要使用其他方法對故障點進行精確定位，目前，較為普遍的是采用聲測定點法。
3.3 脈沖法的應(yīng)用
實際上，電纜故障千期百怪，多數(shù)時候電纜埋深及敷設(shè)方式、敷設(shè)環(huán)境各異，種類也多種多樣，三相全壞情況也時有發(fā)生，導(dǎo)致電纜故障探測困難。脈沖法可確定電纜長度，并根據(jù)不同波形判斷故障點位置，目前應(yīng)用了微波傳輸（雷達測距）理論，即脈沖法來測量的儀器也已大規(guī)模應(yīng)用?；驹砣缦拢?br/> 無論低壓脈沖法還是高壓脈沖法均是依據(jù)微波在“均勻長線（電纜）”傳輸中，因其某處（故障點）特性阻抗發(fā)生變化對電波的影響來微觀地分析電波相位、極性及幅度等物理量的變化，來測得電波傳輸?shù)焦收宵c的時間再計算出故障點的距離。比如利用電磁波和聲波信號進行測量的儀器，是由于電磁波在空氣中的傳輸速度比聲波快，通過計時電路記錄兩者到達的時間再經(jīng)邏輯運算給出故障點距離。即：
S=（t電磁波—t聲波）×V聲波= t×V聲波
另一種方法則是通過對瞬時電磁波及聲波信號進行整理后顯示出波形，在二者波形起點重合時即認為此處為故障點位置，如圖4-1。
脈沖法目前應(yīng)用較廣、精度也較電橋要高，但使用不同頻率脈沖來測試電纜故障，及使用波形判斷故障點等對使用人員的經(jīng)驗、要求等比較高。
3.4 聲測定點法
此方法用于電纜故障點的精確定位，主要使用的儀器包括拾音器和脈沖發(fā)生器。通過脈沖發(fā)生器向電纜輸入脈沖，后在故障點放電，使用拾音器（聽筒）記錄定位。原理如圖所示：
聲測定點法是利用直流高壓設(shè)備，向電容器充電、儲能，當電容器電壓達到球間隙擊穿值時，電容器通過球間隙放電，向被測電纜的故障線芯施加沖擊電壓，當故障點擊穿時，電容器中儲蓄的電能將通過等效故障間隙Ja或故障電阻R1放電，于此同時，將產(chǎn)生機械振動波和電磁波，然后利用拾音器，在粗測的故障距離附近，沿電纜進行聽測，地面上振動最大、聲音最響處，即為故障點的實際位置。
聲測定點法簡便、易行，準確性好，其絕對誤差不大于±0.4m。
（1）有時因為環(huán)境干擾大，土質(zhì)或電纜具體損壞不同等因素，故障點閃絡(luò)放電傳給探頭的機械振動波很弱（塑料電纜易發(fā)生這種情況），定點比較困難，這時可以利用電纜故障點閃絡(luò)放電時即發(fā)射電磁波又有機械振動波這一現(xiàn)象，使用兩臺定點儀在同一時刻，都接收到“啪！啪！”的聲響信號時，說明該音響信號確為故障點發(fā)出的放電信號（電磁波和機械振動波），在找出最響點，即可定出準確的故障點。
（2）尋找最響點的方法是：在定點過程中，如果聽到有規(guī)律的“啪！啪！”的機械振動聲（放電聲）以后，故障點就在離此不遠的地方，此時應(yīng)沿電纜走向，前后移動定點儀進行比較測量，同時減小定點儀的輸出音量，逐漸縮小聽測范圍，最后集中于一個最響點。
?。?）對于極少數(shù)的（5%以下）金屬性接地或故障電阻極低（Rm<10Ω）的電纜故障，由于故障點根本不放電或放電電能量太小，不產(chǎn)生機械振動波或機械振動波極其微弱，也就無法聽到信號，此時用聲測定點法以不能確定故障點，應(yīng)改用音頻感應(yīng)法精測定點。
使用聲測法，有時對于埋深過深或電纜穿管敷設(shè)且管中注滿水時依然可能無法精確定位。但絕大多數(shù)時候，可以確定到故障點。
上面使用儀器探測電纜故障的方式，基本都包括兩類：粗測和精測。粗測的方法很多，主要有電橋法、低壓脈沖法、高壓閃絡(luò)測量法等，測量出故障點的大概范圍。精測主要是查找清楚電纜的路徑和埋深，進而找出故障點的精確位置，比如聲測定點法等，若對電纜路徑、埋深不清楚時，可能還需要使用到電纜路徑探測儀等工具。
電纜故障的分析與查找，需要具體問題具體分析，在目前電纜種類繁多，敷設(shè)方式多樣的情況下，只有認真掌握好基本原理和各類電纜故障探測儀器的作用及適用范圍，并不斷的積累經(jīng)驗，才能在遇到電纜故障時，得心應(yīng)手的快速找到故障點。
