摘要：110kV电缆的故障诊断和缺陷评估一直是电网日常运维的重点。110kV及以下电压等级的高压电缆故障大多由生产工艺水平和施工质量不足造成，主要发生在电缆接头和终端连接薄弱部位等。文中对110kV及以下电压等级电缆的故障诊断理论与关键技术进行了分析。
关键词：110kV及以下；电缆故障；诊断
1 110kV及以下电压等级电缆线路故障原因分析
1.1 电缆自身的故障
1.1.1电缆的导体受到外力破坏断裂或者烧断
受到直接外力的破坏而断裂：随着城市化建设以及交通运输行业的快速发展，常常需要进行地下管线的施工，在挖土、打桩、起重、搬运过程中都容易对电缆造成损害，使得电缆导体发生裸露甚至断裂而引发故障。
自然因素造成的破坏：受到地震或者地基下沉等自然因素的影响将电缆拉断而引发故障。
其他设备故障引起的损伤：例如某些电力设备短路所造成的较大短路电流将电缆导体烧断而引发的故障，此种故障主要出现在有中间接头的电缆当中。
1.1.2电缆绝缘被击穿
电缆绝缘质量较差：电缆的制造过程直接决定了电缆绝缘质量，从具体电缆应用情况来看，110kV电力电缆制造方面的问题所引发的质量问题较为严重。尤其是目前广泛采用的三角形截面电缆更是如此，此种电缆内部不同线芯以及每股线之间都较为紧密，主绝缘厚度较薄，电缆受到长时间发热运行就容易造成绝缘被击穿。电缆施工问题造成的质量不良，这也是造成电缆绝缘质量较差的最主要原因。一般情况下都是因为施工中碰上、压伤或者拉伤电缆绝缘引发的故障。尤其是对于缺少金属护套的电缆更是容易碰上绝缘而引发故障。
绝缘老化变质：若是电缆绝缘长时间处在电和热的双重作用下就会引发其物理性能的改变，从而造成绝缘强度的下降以及介质损耗的增加，从而造成绝缘损坏。对于运行时间较长的老旧电缆或者长时间处在强电压和强电流作用下的电缆比较容易发生此种故障。
1.2 电缆附件故障
所谓的电缆附件主要指电缆终端头以及中间接头。电缆附件故障主要原因包括：
1.2.1施工方面的问题
由于施工过程控制不严造成电缆附件的绝缘不符合规定，例如接头两侧电缆屏蔽层以及半导电层连接没有进行良好处理。另外，电缆附件没有进行良好的防水密封处理，例如接头两侧电缆铠装层连接处理较差，一旦长时间受到阴雨天气影响就容易造成附件的绝缘击穿，是最为严重的故障之一。
1.2.2绝缘材料不符合规定
例如绝缘套管没有很好的包裹住电缆附件，造成其密封性较差使得导体绝缘受潮而引发故障。
1.2.3受到雷电的影响
较强的雷击会造成线路过电压，容易造成电缆附件的绝缘被击穿而引发故障。
1.2.4污闪以及雾闪的影响
一旦电缆附件的表面汇集了较多的灰尘就容易造成表面闪络问题，从而造成污闪问题。另外，在大雾天气也容易产生雾闪问题。
2 110kV及以下电压等级电缆故障诊断理论与关键技术
2.1 技术路线
主要从四个方面进行研究：首先对110KV电缆的故障诊断关键技术进行理论研究；其次基于理论研究和实际情况，搭建改进型容抗频域微分平台；再次开发组合电缆振荡衰减模型；最后制定相关检测方案，并选取试点开展电缆故障识别及相关试验。
2.2 电缆故障诊断技术原理
本文提出的电缆故障诊断技术是基于频域阻抗振荡原理，依据高压电缆导体、介质材料和绝缘体等自身的阻抗特性，在电缆导体和屏蔽绝缘层之间施加一定频率的脉冲信号以获得电缆的频域阻抗向量的频谱信息。当电缆故障或缺陷质变到一定程度时，电缆介质材料的复介电常数和压接管的电导率会发生突变，造成电缆缺陷点与非缺陷点的阻抗值不同。若在高压电缆的首端输入一定的高频阻抗信号，通过与末端采集的高频阻抗信号进行频谱分析对比，便可评估电缆的健康状况。基于电缆故障点或缺陷部位与非故障部分的阻抗参数的差异性，当高频输入阻抗信号传播过程中遇到缺陷或故障点时便会发生折射或反射。若能通过高精度录波仪捕捉高频输入阻抗向量信息，结合电缆的等效阻抗模型，就可获得高压电缆的缺陷数据和等效模型。
2.3 电缆故障诊断技术研究过程
本文提出了基于频域阻抗振荡原理的110KV电缆故障诊断及缺陷评估技术。首先，研究了110KV电缆的微分阻抗测试方法。针对当前110KV电缆故障检测和缺陷评估方面存在的不足，探究了非连续阻抗点与谐振频率的数学关系，搭建了容抗频域微分扫频阻抗平台，实现了非连续点邻域二次搜索扫频功能。其次，提出了基于频域衰减周期的分析方法，构建了衰减周期与传输速率的关系模型。由于不同电缆的阻抗衰减特性和振荡频率周期不同，因此可利用变频试验源将宽频域密度脉冲发射到被测电缆上，通过频域衰减周期的分析方法，识别出被测电缆缺陷程度，并利用另一套参考射频电源进行数据校正，从而获得故障点反射的初始相位。最后，通过研发的高压电缆振荡衰减模型，获取容抗频域微分平台的可视化数据，建立电缆等单位长度阻抗的微积分模型，绘制连续的阻抗频率特性曲线和相位频率曲线，统计相位零值频率及其对应的峰值阻抗，并结合电缆故障识别技术方案，开展电缆划伤、扭曲、屏蔽层破损典型故障的相关试验。
3 110kV及以下电压等级电力电缆故障的预防措施
3.1 加强质量监督
加强电缆的生产质量监督工作是检验电力工程的重要工作之一，因此,加大质量监督的力度是非常有必要的。例如：业主可以指派专业人士对现场进行勘查与监督，对于现场中出现的一系列问题要进行及时解决，一些生产工艺或者技术的问题，也必须迅速的与电缆生产商联系，并要求其进行整改，直到符合质量要求。此外，还需要对生产商进行定期的抽查与检测，同时还需要将抽查的商品进行一定程度上的检测，进而来保证所生产出的产品是有一定的质量保证的。除此之外，电缆生产商也需要对自身的生产出的产品进行一定程度上的监督管理，坚持做到不让任何一个不符合质量的产品流入到市场中。
3.2 科学规划设计
科学的设计图纸是电力运行的关键，只有相关设计人员对电力运行进行充分的把握，才能够为接下来的电缆质量与安全做好保证。那么对于技术人员缺乏对电缆的了解来看，作为设计人员应该具备丰富的电缆知识，或者积极主动的参加一些关于电缆知识的培训活动，从而来增加人们对电缆知识的了解，以便于更好的做好电缆设计的工作。此外，技术人员在进行实际工作时，也需要对周围的环境进行设计规划，从而使得设计出来的作品更好的为实际电缆施工做好准备。
3.3 完善施工质量管理
施工是电力工程中十分重要的一部分，只有在施工的过程中不断完善施工质量问题，才能够使得电力工程更加有质量保障，因此,完善施工质量管理是非常有必要的。所以对于电力工程的技术人员来说，一定要严格按照施工流程进行电缆的施工与制作。从某种情况下来看，电缆接头在这个电力工程中扮演着十分重要的作用，所以技术人员一定要确保电缆接头的密封性，并且要严格按照国家的施工标准进行施工。那么为了防止电缆以及接头出现受潮的情况，在进行施工的过程中一定要严禁电缆与电线胡乱的浸泡到水中，尽最大限度的避免电缆绝缘出现破损。
4 结束语
总之，110kV及以下电压等级的电缆故障诊断和绝缘评估大多采用耐压试验的方法，会对电缆本体造成损坏，且不能准确找出故障和缺陷点。而本文提出的基于频域阻抗谐振模型的多点绝缘缺陷识别及精确定位的方法，为供电局110kV及以下电压等级的电缆绝缘故障诊断提供有力的技术保障，杜绝常规耐压试验造成的电缆损坏，实现了电缆缺陷位置的精准定位，完成了不同绝缘缺陷等级的程度评估，确保了输配线路及电网的运行安全，延长了电缆的使用寿命，可为同行提供参考。
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