电缆故障原因查找及定位措施

向晋平（国网荆州供电公司经济技术研究所，湖北荆州434000）

电缆故障原因查找及定位措施

向晋平（国网荆州供电公司经济技术研究所，湖北荆州434000）

随着人们生活水平的不断提高，对于电力的需求也随之日益增长，使得我国电网的规模也迅速扩大，但是由于各种自然因素或者人为因素，导致配电网中的电缆时常出现故障问题。配电网电缆故障的精确定位以及快速查找对提高电力系统供电的稳定性与可靠性、电力故障的处理速度有着决定性的作用。因此，电力企业应当采取有效的措施及时的找到电缆故障的原因以及故障的位置，降低不必要的经济损失。本文主要以此为根据，展开重点分析。望为实际工作提供学习与借鉴的依据。

电缆故障；原因查找与定位；有效措施

引言

随着城市建设速度的不断加快，电力电缆输电线路不断扩展与延伸，因此，供电网络中电缆所占的比重越来越大，数量也不断增多。不仅如此，电缆自身随着运行时间的不断累加，带来外力受损、受潮腐蚀以及绝缘老化的概率也不断增加，从而引起电力电缆运行故障频繁出现，给民生以及农业生产带来了不安全局面以及重大经济损失，因此，一方面，如果出现电缆运行故障的状况，就必须及时找到故障点并采取有效的措施解决故障问题，确保供电的稳定性，降低经济损失；另一方面，应该防范于未然，采取合理的技术措施以及组织措施为电缆的正常运行提供保障。

1 电缆故障原因查找的方法

根据设备以及仪器的测试原理，电缆故障的初步检测一般可以划分为两大类，其中包括：脉冲法以及电桥法。

1.1 脉冲法

脉冲法是一种通过行波信号对电缆故障测距进行测试的方法，一般包括二次脉冲法、闪络法以及低压脉冲法等三种。1.1.1测试原理

在进行测试的过程中，将一个脉冲信号从测试段慢慢输入到电缆中，使得该信号沿着电缆逐渐传播开来，一旦遇到电缆中阻抗不匹配点（例如低压接头点、低压故障点、短路点以及开路点）的时候，就会出现波反射的现象，反射波会被测试端接收，通过专业的仪器记录下来。如果从仪器发出脉冲信号一直到仪器接收脉冲信号这段时间间隔我们设为△t，换言之就是脉冲信号在测试段与阻抗不匹配点之间来回一次所花费的时间为△t，在已经知道脉冲行波在电缆中的传播速度为v的前提下，就可以根据计算公式L=v△t/2精确计算出测试段到阻抗不匹配点之间的距离L的数值。

脉冲行波在电缆中的传播速度v，术语上也称之为波速度。研究显示波速度往往只和电缆绝缘介质的材料有联系，而和绝缘厚度、线芯材料以及电缆线径等没有关联。对于交联电缆来说，其波速度一般都是处于170～172m/μs之间，而对于油浸纸绝缘电缆来说，其波速大都是160m/μs。

1.1.2 二次脉冲法

二次脉冲法是近些年来使用的较为先进的一种测试方法，其主要的工作原理是：利用高压发生器为出现闪络性故障或者高阻故障的电缆施加高压脉冲，使得故障点的弧光出现放电现象，因为弧光电阻相对较小，所以在燃弧过程中原本出现闪络性故障或者高阻故障就会转变为低阻短路故障。这时，利用耦合装置将一个低压脉冲信号注入到故障电缆中，记录下刺客低压脉冲反射波形（也就是带电弧波形）；等到故障电弧熄灭之后，再次将一个低压脉冲信号注入到故障电缆中，之后记录此刻的低压脉冲反射波形（也就是无电弧波形）。这个时候由于故障电阻重新变为高阻，低压脉冲信号在故障点反射很小或者几乎没有反射。将无电弧波形与带电弧波形进行对比，在同一故障点上两个波形将会出现不同的显示状况，波形分歧点十分突出的位置到测试端的距离就是故障点的距离，详细如图1所示。

图1 二次脉冲法测试波形图

1.1.3 闪络法

对于高阻故障或者闪络性故障来说，通过闪络法对故障电缆进行测量，能够直接使用电缆故障闪络测试仪实施测量而不需要经过烧穿的过程，这样就可以最大程度上减少电缆故障检测所花费的时间。其主要的工作原理与低压脉冲法十分相似，都是通过电波在故障电缆中在遇到故障点会出现反射的原理，记录下电波在故障点与故障电缆测试段之间来回一次需要的时间，之后结合材料的波速度计算出电缆故障点实际位置。因为电缆故障电阻的阻值相当高，低压脉冲无法在故障点出现反射，所以，必须在电缆上施加冲击高压（或者直流高压），使得故障点由于放电出现突跳电压波，这个突跳电压波会在故障点以及电缆测试段之间来回反射。之后勇敢闪络测试仪记录两次反射波之间所用的时间，结合L=v△t/2的计算公式，计算出故障点的实际位置。

1.1.4 低压脉冲法

低压脉冲法一把用于测量电缆低阻接地、短路以及断线故障的距离，并且还可以用于测量电缆的波速度、长度与识别定位电缆的终端头、T形接头以及中间头等。

1.2 电桥法

通过直流电桥对电缆故障进行测量是最早使用的一种测试方法，如今仍可适用。特别是在对较短电缆故障进行测试的时候，其精确程度十分高。电桥法一般适用于两相短路故障的测量以及低阻单相接地故障的测量。

1.2.1 两相短路故障的测量

原理上和单相接地故障测量相似，不同之处在于其是通过两短路相中的其中一相作为单向接地故障中使用的地线，从而接通电桥之间的回路。其计算公式与测量方法和单相接地故障完全一致。

1.2.2 单相接地故障的测量

单相接地故障接线测量如图2所示。

图2 单相接地故障测试接线图

假设电缆长度是L，故障点到初始端之间的距离为Lx，那么当电桥达到平衡状态的时候，则：

2 电缆故障精确定位的有效措施

电缆故障探测的重要环节就是精确定位电缆故障点，如今较为广泛使用的有跨步电压法、声磁信号同步接收定点法以及冲击放电声测法。

2.1 冲击放电声测法

冲击放电声测法是通过直流高压试验设备向电容器储能以及充电，一旦电压达到特定的数值时，球间隙就会被击穿，电容器以及高压试验设备上的能量就会通过球间隙对电缆故障点进行放电，从而出现机械振动声波，直接通过听觉就可分辨。击穿放电是的能力受到声波强度的限制。能量较小的就必须通过灵敏度较高的听棒或者拾音器进行辨认；能量较大的放大，一般在地坪表面就可以分辨。

2.2 声磁信号同步接收定点法

声磁信号同步接收定点法，也简称为声磁同步法，其主要的工作原理是：将冲击直流高压注入电缆中使故障点出现放电现象，在放电的瞬间，地面和电缆金属护套构成的回路中会出现感应环流，这样就会使得电缆周围出现脉冲磁场。通过感应接收器接收从故障点发出的放电信号以及脉冲磁场信号。仪器根据探头检测到的磁和声两种信心时间的间隔最小的点就是故障点。声磁同步检测法显著增强了抗震动噪声干扰的能力，通过对接收到的声磁信号时间差进行检测，能够大概估算出故障点的位置。

2.3 跨步电压法

通过向大地与故障相之间注入一个直流高压脉冲信号，在故障点周边使用电压表检测放电过程中两点间跨步电压突变的方向以及大小，从而精确定位故障点。这种定位方法的优势在于能够对故障点的方向进行精确的指示，对测试人员的指导性相对较强；然而这种方法只可以查找出直埋电缆外皮破损引起的开放性故障，不适用于查找非直埋电缆的故障或者封闭性的故障。

3 结束语

电缆故障原因查找以及定位是通过不同设备与仪器综合使用才可以完成的工作，使用什么试验仪器以及试验方法必须根据实际的状况决定，这就要求试验工作人员不但要熟练掌握不同实验设备仪器的特点及其性能，而且要熟练掌握不同电缆故障的特点以及性质，在实际操作过程中，不断积累工作经验，增加自身综合判断的能力，这样才能提高企业整体电缆故障查找定位的能力，确保电力企业供电的稳定性，增强电力企业的经济效益以及社会效益。

[1]陈红云.10kV配电线路检修及危险点预控分析[J].科技创新与应用，2015（34）.

[2]高城英.分析配电线路运行检修技术及防雷措施[J].科技创新与应用，2015（34）.

[3]柏 峰.电力配电线路故障原因分析及处理[J].通讯世界，2015（24）.

TM755

A

2095-2066（2016）35-0075-02

2016-11-28

向晋平（1987-），男，本科，主要从事电网建设工作。