蒋浪
中铁建电气化局集团南方工程有限公司 湖北武汉 430074
摘要：随着电力、能源行业的发展，各种电缆越来越多地运用到生产生活的各个领域，而且一般都埋入地下，当电缆发生故障后，如何快速准确的查找故障点，尽快恢复供电，是长期困扰我们的难题。长期以来，人们对于电缆故障的认识往往是高压和低压电缆混淆在一起的，认为都是电缆，只要电缆发生故障以后，不管是高压电缆还是低压电缆，都采用传统的高压冲击“闪络法”来测试故障。
关键词：电力电缆；故障；测定方法
随着城市的快速发展，供电企业大量使用电力电缆作为输配电线路的敷设方式。电力电缆的大量使用，一方面，提高了城市整体的美观程度，另一方面节省了地面以上的空间，为城市发展带来好处。但是，电力电缆的使用中一旦发生故障，对故障点的确定一直困扰着供电企业。故障点不能精确定位，产生的不必要及无目的的开挖造成大量人力物力的浪费。同时破坏了城市的道路及绿地等公共设施。这就要求供电企业能够更精确的对电力电缆故障进行有效的、准确的定位。
一、电缆故障
1、电缆本体或附件绝缘受潮。受潮原因是由电缆附件的安装工艺不良，安装中电缆纵向进水以及终端头或中间接头设计、制作结构不紧密造成的绝缘材料内部进水导致。电缆制造质量不良以及金属护套被尖刺物等刺伤或在制作运输中金属护套上残留有裂缝和孔洞等缺陷也会使电缆局部进水而受潮。
2、电缆外皮的电、化学腐蚀。因受到土壤中酸、碱等化学物质和杂散电流的影响，使埋在地下的电力电缆金属护套受到电腐蚀或化学腐蚀而产生故障。
3、电缆过热造成的故障。电缆在运行过程中，电流流过导体时会产生大量的发热损耗，如果电缆自身的发热不能及时散去，就会使电缆产生过热现象。当电缆敷设于隧道，沟槽，排管等封闭位置内时，如果没有采取有效的散热措施，电缆长时间运行在较高的温度下，就会产生过热故障。另外，在冬夏等大负荷期间，电缆如果产生过负荷，或长时间运行在大负荷下都会产生过热现象，这种现象不能持续时间较长，时间较长则会引起电缆故障。电缆本体直阻过大，质量不合格，接头位置搭接不良等都可以使电缆本体产生过热现象。电缆与热力、煤气、采暖管道临近时如果没有采取有效的隔离措施，也会因外部环境影响使电缆产生过热现象。电缆长时间运行在高温条件下，会加速电缆本体的老化速度，使电缆在运行年限内发生故障。
二、高压电缆故障点的查找方法
在我国电力电缆较普遍使用，当时为解决电缆故障，科研人员研制生产出了以“冲闪法”为原理的电缆故障测试仪。该设备测试电缆故障的方法步骤。
1、用具有测距功能的设备测距离。其实，先要判断电缆故障是高阻还是低阻或者是接地，根据这个条件采用不同的测试方法。如果是接地故障，就直接用测距仪的低压脉冲法来测量距离；如果是高阻故障就要采用高压冲击放电的方法来测距离，用高压冲击放电的方法测距离时又要许多的辅助设备：如高压脉冲电容、放电球、限流电阻、电感线圈以及信号取样器等，操作起来既麻烦又不安全，具有一定的危险性，更为烦琐的是还要分析采样波形，对测试者的知识要求比较高。
2、查找路径。在查找路径时，要给电缆加一信号，再用接收机接收这个信号，沿着有信号的路径走一遍，就确定了电缆的路径。但是，这个路径的范围大致要在1～2 m之间，不是特别准确。
3、根据测出的距离来精确定位。其依据是打火放电产生的声音，当从具有定点功能设备的耳机听到声音最大的地方时，也就是找到了故障点的位置。但 是，由于是听声音，所以，受环境噪音的影响，找起来相当费时间，有时要等到晚上才可以。当遇到交联电缆时，就更费时间了，因为，交联电缆一般都是内部放电，声音非常小，几乎听不到，最后只有丈量了。
因此，用这种方法可以解决大部分的以油浸纸作绝缘材料的电力电缆故障，对于近几年出现的以交联材料和聚乙烯材料作绝缘材料的电缆故障，测试效果不是太理想，原因是打火放电所产生的声音往往很小电缆外皮没有损伤，只是电缆内部放电，遇到这种情况时，就只有用其它方法来解决了。虽然有这样的不足之处，但以“冲闪法”原理设计成的电缆故障测试设备在很长一段时间内为企业解决了不少电缆故障。随着各行各业的快速发展，电缆的用途越来越广泛，电缆的种类也不断增多，这样电缆故障不断发生就是一种必然。由于各行业对所用电缆的等级、使用的环境、接线配电的方式、绝缘要求各不相同，不同电缆的电缆故障特征也有很大的不同之处。目前还主要是以“冲闪法”为原理作为解决电缆故障测试的主要方法。然而，在有些行业用“冲闪法”去解决电缆故障，准确度低，如路灯用的电缆和矿山用的井下电缆就不能直接用“冲闪法”去测试故障。同样其它行业用的电缆都有各自的特点，在此我们不做详细介绍。但是，随着科学技术的不断发展，我们应该能够找到更加简便的测试方法，把电缆故障进行分类，对症下药，具体问题具体分析，这样我们就会发现实际有些电缆的故障无须“冲闪法”的原理，解决起来也十分方便快捷。
三、低压电缆故障点的查找方法
电缆用量在整个电力传输线路中所占的比例日益提高，特别是经过近年来的电网改造，造成电缆出现故障后，电缆故障点的测寻比较困难的问题，对于电缆故障点的快速测定和精确定位问题，一直是困扰着有关技术人员和维修人员的难题。目前，电力电缆的故障测距与定位主要有以下方法。
1、电桥法。该方法是利用电桥原理，通过计算接地电缆的电阻进行故障测距。但该方法对高阻接地测距误差偏大，接线复杂，电缆另一端需要人员配合。
2、脉冲测试法。脉冲测试仪能够直接采用低压脉冲方式对电缆的低阻、开路故障进行测距，并且与高压电源设备配合使用，对电缆的高阻故障及网络故障进行测距。此方法对于中、高压等级的电力电缆故障比较有效，由于对被测试对象施加足够高的直流电压，故障点放电充分，是目前大部分工程技术人员查找电缆故障的主要方法。但是对于低压配电线路中常用的电缆，该方法的应用并不理想，主要是由于对被测试对象所加直流电压不能过高，故障点放电往往不充分，测试到的波形难于分辨，造成确定故障点困难，查找周期长。此方法对于无铠装电缆的单相对地故障是无法测试的。
3、声磁同步法。该方法使用高压设备使电缆故障点击穿放电，利用接收器记录放电声音，并用磁场信号对其进行同步，通过分析声音波形及测试人员通过耳机听声进行故障定点。此方法是目前常用的电力电缆定点的方法，但该方法只能获得距离故障点附近 2～3m 左右距离的声音信号，且对现场操作人员的技术素质要求较高。
4、跨步电压法。利用脉冲跨步方式对低压电缆故障进行定向与定位的方法接线简单、操作方便，可对直埋电力电缆故障快速定向、精确定点的测量方法。它是利用电缆沿线的土壤中或地面产生沿电缆走向依次递减或递增的“跨步”电压脉冲，确定故障点的方向和具体位置。因为根据以往的经验，低压电力电缆故障，90%以上故障点的电缆护层都是破损的，这样即可利用在电缆一端施加一个周期的脉冲信号，沿电缆敷设走向快速确定故障点的方向和精确确定故障点的位置。一般土壤情况下，在距离故障点 20～30m，就可以指示故障点方向，在水泥或硬化路面条件下，在距离故障点 10m，就可以指示故障点方向。
电缆故障定位系统从实用性出发，恰好弥补了上述使用缺陷，它可对电缆的“故障点定位、埋深、路径”同步进行测试。同时要求具体的设备仪器能够对故障、路径、埋深的指示非常直观，不需要做技术分析，也完全不依赖操作者的经验。使本来繁琐的故障测试工作变成一件轻松有趣的事，在传统的采用“冲闪法”确定电缆故障的基础上，增加电缆故障定位功能和测距功能，通过此原理开发出的低压电缆故障测试设备，会提高对高压电缆的低阻、断路等故障的快速定点，从而提高工作效率。
参考文献：
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