国网上海电缆公司 上海 200072
摘要：我国电力行业最近几年发展非常迅速，使我国快速进入现代化科学技术发展阶段。近年来，传统的架空线路逐渐被埋设在地下的电缆所代替，但由于电缆线路的设立不在地上而是埋于地下，电缆故障的分析、定位以及维修等一系列的工作都相对较为复杂，对电缆故障分析与定位技术提出了更高的要求。目前国内外配电网故障在线定位方法主要有直流叠加法、在线介质损耗角正切法等，但在实际的应用中仍然缺少一种适用性较高的故障查找方法。
关键词：高压电缆故障；分析判断；故障点
引言
电力行业的发展关系到我国整体经济的发展速度和发展方向，一直以来受到我国高度重视。高压电缆因其可靠性、适应性强和占地少的优点，在电力系统中被广泛使用，是供电网络的命脉。而随之由电缆故障引起的事故和经济损失也日益增多，不但影响用户的正常生活，还会影响用户用电体验感，严重时还会给人们的生命形成巨大威胁。
1高压电缆故障主要类型
高压电力电缆故障类型多种多样，其中经常见到的故障有如下5种。第一，接地故障。导体和地面连接在一起，此过程中若电阻不存在统计意义，那么就属于安全接地。还有种情况为电阻不能被忽略，此时就可以产生低电阻或高电阻接地的情况。第二，断线故障。高压电力电缆在实际运行的过程中，在外力的作用下会出现各类突发状况，如被大风刮断等，电缆断开之后，电力输送也会中断，该区域中的电能供应就会出现瘫痪的情况。第三，绝缘故障。电缆绝缘在产生问题之后，会出现漏电事故。第四，短路。电力电缆短路后，可以会造成火灾，亦或是烧毁电力设备。第五，闪络故障。电流值异常升高，监控电力表针存在闪络摆动的情况，电压下降之后此情况会消失，但电缆绝缘阻值居高不下，表明高压电缆存在故障。
2高压电缆故障的分析
电力电缆故障分析和处理一般都是事后进行调查维修，主要包括以下步骤：首先进行故障检测，检测故障是否依然存在，辨别正常和故障的电缆芯线，同时确定故障类型；然后进行故障测距，确定故障发生的大概距离，为精准定位故障点提供准确的相关信息；最后进行精测定位，在故障测距的基础上，实现故障点精准定位，以便及时开展检修。目前的测距方法有电桥法、低压脉冲反射法、脉冲电压法、脉冲电流法、直流高压闪络法、冲击高压闪络法、二次脉冲法等，这些方法根据不同的原理都可粗略测定故障距离；精确定位方法有声测定点法、音频定点法和声磁传播时间测量定点法。国内目前使用最广泛的定位方法是声测法定点，即给故障电缆施加高幅度脉冲信号使故障点出现闪络放电，从而产生声音信号，再利用高灵敏的微音器、接收机和放大器进行侦测，以实现故障点的精准定位，但无法完成电缆相间或相对地短路时的定位；音频定点法通过音频信号产生器向被测电缆中加入音频电流，分析故障点前后电缆电流所产生的磁通变化实现故障点的精准定位，但结果受很多因素影响，实现准确定位存在一定难度；声磁传播时间测量定点法是利用脉冲放电时，在电缆铺设路径所处地面测量声波从故障点到测量点的传播时间，计算出该点到故障点的距离，是一种理想的故障精确定位方法，可有效避免听觉上判断的误差。
3高压电缆故障诊断处理方式
3.1测声法
测声法指的是结合高压电力电缆出现故障时所形成的放电声音来对故障源予以查找的方式。此方式通常运用于查找电缆芯线出现的闪络放电故障。
对测声法予以运用的过程中，需要借助直流耐压试验机设备对电缆中的电容器进行充电，当其电压值达到一定程度时，试验机放电位置会对电缆故障位置的芯线进行放电，此时故障位置的芯线又会对电缆绝缘层进行放电，同时伴随“滋滋”的声音，就处在地面的电力电缆而言，维修人员可通过听觉将故障位置找到；如果电缆被埋在地下，维修工人员则需明确电缆方向，可在较为安静的环境中，运用医用听诊器以及耳聋助听器等相关设备，即将设备贴近地面，随着电缆敷设方向仔细的进行查找，若听见“滋滋”的声音，那么此位置就属于电缆存在故障的位置。维修人员在运用测声法对高压电力电缆故障源予以查找的过程中，需注意人身安全，设置专人监视电缆末端以及设备末端。
3.2高压电缆附件故障
在对高压电缆附件故障成因进行分析时，应重点对主击穿通道进行准确定位，有助于确认故障点的击穿路径从而复现故障形成过程。
3.3故障在线监测
系统设有通信功能具有有效且稳定的故障在线监测功能，能够全面准确的收集电缆的故障信息。内置光纤数据输出接口，采集单元（指示器）还会将监测的动作信号、短路故障遥信、接地故障遥信、停电、送电、温度、负荷电流等信息通过光信号传输到汇集单元（通信终端），再经由无线模块（4G模块）将信息发送到工作主站与其实现信息共享，当故障发生时主站能够实时对发生故障的电缆网络进行拓扑结构分析和数据计算，通过线路颜色的变化闪烁直观显示故障所在区段，同时弹出对话框提示报警，告知工作人员故障点具体位置所在。双端自动测距及故障点指示。系统利用双端多次测距方法实现电缆故障测距测算，并利用平台实现故障点指示。系统装置了GPS同步时钟，在利用行波进行测距时，为保证测距结果的精确，必须确保各个测量点的同步采样。通过借鉴利用GPS同步时钟对架空输电线路进行双端行波故障测距的技术，将GPS同步时钟应用于高压电缆的故障定位系统，确保装置间时钟同步，实现暂态电流行波信号出现时的准确授时。
3.4实时监测诊断技术
利用泛在电力物联网结构及思想，借助智能传感技术、5G无线网络传输和分析算法等手段，完成电力电缆数据的收集、传输、一体化管理与智能分析，对高压电缆的运行状态进行实时监测，准确查找故障点。电网的各种终端都可应用物联网技术，而且在不断的发展过程中，终端并不仅局限在计算机上，而是转向嵌入式计算机及其匹配的传感器。本文的思路是将大量的小型化、微型化传感器有规律地放置在高压电缆上，这些传感器有影像传感器、压力传感器、位置传感器、温度传感器等，可实时采集高压电缆的运行数据；利用5G无线网络传输相关数据，网络传输直接决定了传感器的反馈能否有效送达智能终端，最后通过智能终端进行综合研判分析，定位故障点。
3.5规范状态检修管理方法
操作变压器的过程中，工作人员需结合电力电缆的状态检修管理规章制度，对具体操作予以落实，并注重电力电缆的空载变压，确保能够将电压偏差控制在科学的范围中，进而让变压器在空载的状态中，依然能够维持稳定的电压输出。在直流回路操作方面，对电力电缆予以状态检修的过程中，由于安全风险较高，工作人员应严格按照有关规定开展各项操作，不能因为电力电缆系统中存在直流保护系统而随意的进行操作，同时还需增强自身责任意识，确保直流回路操作的规范性，进而让系统维持在安全、稳定的运行状态。
结语
众所周知，高压电缆在我国的电力系统起到了至关重要的作用，能够为人们生活水平的提高以及经济社会的发展保驾护航。高压电缆发生故障时，如若不能够及时对故障进行分析判断以及查找定位，往往会造成范围停电，造成不可挽回的损失，因此对于电缆故障判断与定位的研究具有一定的意义与价值。
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