试析电力电缆故障测寻技术及应用

摘 要 电力电缆出现了一些新的问题，故障测寻困难是其最关键问题之一，为人们的生产生活及生命安全带来严重的安全威胁，所以，本研究旨在对电缆故障分类的基础上，分析几种常用的故障测寻技术及其实际应用。

【关键词】电力电缆 故障测寻 粗测

电力电缆故障情况频繁出现，尤其是在部分交通主干线道路出现电缆故障时，将会对公路的正常运行及人们的出行带来很多不便，目前电缆故障测寻方法主要有粗测与细测两种，本文主要对粗测过程中的电桥法，低压脉冲法、高压脉冲法及其实际应用进行研究，以期为电缆故障测寻提供实际指导。

1 电力电缆故障分类

根据电力电缆故障出现的直接原因，我们可以将其故障分为两大类，即试验击穿故障和运行中故障。本文主要对应用较多的试验击穿故障和运行中故障进行具体分析。

1.1 试验击穿故障

试验击穿故障实际上就是在实验过程中发生的击穿故障，这种情况一般可以排除短路、断线、三相同时接地情况，最有可能的就是一相接地或两相接地。

1.2 运行中的电缆故障

运行中的电缆故障包括以下六种情况，一是低阻故障，当导体具备较好的连续性，但电缆一芯或数芯对地绝缘电阻值或芯与芯之间的绝缘电阻值低于10万欧时，我们称之为低阻故障；二是高阻故障，即导体具备较好的连续性，但电缆一芯或数芯对地绝缘电阻值或芯与芯之间的绝缘电阻值高于10万欧，但又与正常值小很多时的电缆故障；三是泄漏性故障，即在进行电缆预防性试验时，在试验电压达到额定试验电压值的过程中，随着试验电压的不断加大，泄漏电流值也会相应的变大，并大于允许值的电缆故障，该故障是高阻故障中的一种，即高阻故障达到极端时的一种具体表现；四是闪络性故障与封闭性故障，闪络性故障即在进行电缆预防性试验时，泄漏电流猛增并快速的出现闪络击穿情况，之后再恢复正常，可能是连续性击穿，也可能是相隔几秒或几分钟的频繁击穿。封闭性故障即存在着闪络性故障隐患的电缆，在较低电压下短时间内闪络击穿完全停止并表现出较好的电气性能，击穿后，待绝缘恢复，击穿现象完全停止的故障，这两种故障一般出现在电缆终端或中间接头内；五是短路故障，即由于电缆绝缘被击穿造成的电缆两芯或三芯接地故障；六是混合故障，即同时具备以上任意不小于两种的故障。

2 电力电缆故障测寻技术及应用

2.1 电桥法测寻故障及实际应用

电桥法测电力电缆故障是一种简单便捷，精确度高的方法。具体操作过程中，首先需要根据电桥原理图实现连接，将电缆故障相与非故障相短接，并将其分别与电桥的两臂进行连接，调节电桥两臂上的一个可调电阻器，使得电桥平衡，从而通过其中的比例关系来获得故障距离，需要注意的是该方法要求电源电压相对较低，并且不适用于三相短路、高阻抗、闪络性故障等。

应用案例：黑龙江省大庆市让胡路区某工业园高压室出现电缆故障，表现为II线530线路零序动作跳闸，在进行抢修中进行电缆三相对地及相间绝缘，并分别测得A相、B相、C相为2000MΩ、3000MΩ、2MΩ，接下来进行电缆耐压实验，经试验得到的结果是C相合上试验电源时保护跳闸，A、B相合格，所以我们可以基本上判定A、B相完好，而C相电缆接地绝缘击穿。在此结果的基础上开始进行电桥法粗测，在业园高压室以C相作为测试端，将电缆另一端的B、C相短接展开测量，使得电桥平衡，此时的电桥臂比例是63：1000，经相关资料显示电缆长度为3982m，那么计算后的故障点应该在高压室502m远的位置，接下来再以B相作为测试端进行测量，最终得出故障点在高压室510m远的位置，此时就可以在距离高压室500m远的地方通过声测法进行细测，果然508m处出现明显放电声，挖开此处发现有以中间头外壳已经被击穿。

2.2 低压脉冲法测寻故障及实际应用

由于电缆在测试脉冲信号的传输过程中，其沿线中的短了点、中间接头、T型接头、终端开路头、短路点等阻抗失配点都会使传输中的脉冲信号进行相应的反射，阻抗失配点的性质主要决定了反射波形形状，而阻抗失配点到测试起始端的距离可以通过反射波形的位置来获得，也就是说可以通过反射波形与测试脉冲信号之间的时差表现出来。

2014年8月黑龙江省大庆市让胡路区某工业园高压室出现电缆故障，表现为I线零序动作跳闸。经电缆绝缘试验，并测得A相、B相、C相的绝缘电阻分别为l500MΩ、1800MΩ、0MΩ，再通过万用表测得B相/E接地电阻为53MΩ，此时，利用低压脉冲法展开B相故障点的粗测，速度 取值172m/μs，在波形图光标移动的过程中，在1237m处发现与发射波明显相反的反射波，接下来可以将测量故障地点确定在距离高压室1237m及附近100m的范围内，并通过声测法进行细测，最终在1230m处听到明显放电声，挖开盖板发现电缆主绝缘击穿。

2.3 高压脉冲法测寻故障及实际应用

高压脉冲法测寻电力电缆故障主要包括两种，一是直流高压闪络法，侧重测量电缆的闪络性高阻故障；二是冲击高压闪络法，侧重测量电缆的泄漏性故障。二者比较而言，前者的波形更容易理解，较为简单，准确度更高一些，后者则相反，但是二者都是通过记录放电电压在测试点与故障点间的往返时间来查找故障点。

应用实例：2014年黑龙江省大庆市某大桥出现电缆故障，表现为I线513电缆故障。线路摇绝缘A相为1.5MΩ，B、C相绝缘正常，经试验，A相1000V耐压试验中设备保护动作跳闸，由此判断A相出现高阻泄漏性故障，根据以上分析采用冲击高压闪络法进行故障测寻，测得总长度为3051m，速度v取172m/μs ，得到故障点在测量点的603m处，此时通过声测法进行细测，最终在611m处发现故障点，A相绝缘层边缘出现明显爬电炭化现象。

综上所述，本文主要通过三个实际案例主要对电力电缆故障的测寻技术进行分析，试图通过冲击高压闪络法、低压脉冲法及电桥法原理让相关工作人员加强多种方法的综合运用，同时由于电缆故障环境的复杂化与故障类型的多样化，还需要进一步加强对细测技术的研究，结合现代高速发展的信息技术，开发新的电力电缆测寻方式。

参考文献

[1]周辉，汪志刚，袁晟.电力电缆故障测寻仪的使用[J].大众用电，2014（03）.

[2]汪敏.电力电缆故障测寻方法的探讨[J].电子世界，2012（05）.

作者单位

国家电网公司大庆供电公司输电工程分公司 黑龙江省大庆市 163458