近年來(lái)，我國電網(wǎng)建設持續快速發(fā)展，地下電力電纜輸配電線(xiàn)路逐步取代架空線(xiàn)路為整潔明快的市容市貌提供了先決條件。城市電網(wǎng)電纜化程度將是衡量城市電網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟水平的重要標志。但是，由于電力電纜在制造、敷設施工、運行維護過(guò)程中，不可避免地套出現產(chǎn)品質(zhì)量、過(guò)負荷運行以及外力破壞等問(wèn)題，它們是導致電纜線(xiàn)路中電纜本體發(fā)生運行故障的直接原因。文章結合實(shí)際情況，分析電力電纜故障的原因，提出縮短電力電纜故障修復時(shí)間、提高供電可靠性、減少停電損失的措施，在實(shí)際應用中收到良好效果。
高州市農村鄉鎮面積約3200平方公里，用電戶(hù)數130萬(wàn)，目前高州市市區電網(wǎng)基本都實(shí)現了電纜化。由于城市建設速度的加快，電力電纜受到外力破壞的機會(huì )大大增加。電力電纜遭到破壞不僅會(huì )給供電企業(yè)帶來(lái)較大的經(jīng)濟損失，而且嚴重影響供電可靠性，給廣大人民群眾的生活生產(chǎn)帶來(lái)極大的不便。因此，為了在電力電纜出現故障的時(shí)候盡量縮短電力電纜故障修復時(shí)間，提高供電可靠性，減少停電損失，有必要對電力電纜進(jìn)行故障導測分析。
一、電纜故障產(chǎn)生的原因
（一）主要故障原因
1、機械損傷（外力破壞）:占58%，當時(shí)不一定損壞。
2、附件制造質(zhì)量的原因:占27%，接頭的制作。
3、敷設施工質(zhì)量的原因:占12%。
4、電纜本體的原因:占3%，電纜的制作工藝與絕緣老化。
（二）故障分類(lèi)
1、按故障電阻與芯線(xiàn)情況分為開(kāi)路故障、短路（低阻）故障、高阻（泄漏性）故障、（高阻）閃絡(luò )性故障。
2、按表面現象分為開(kāi)放性故障和封閉性故障。
3、按接地現象分為單相接地故障、相間故障和多相接地混合性故障。
4、按故障位置分為接頭故障和電纜本體故障。
二、故障探測的基本步驟
第一，故障性質(zhì)診斷，即了解故障性質(zhì)、故障原因、敷設環(huán)境、運行情況等，選擇合適的故障探測方法。
第二，故障測距，在電纜一端用儀器測定故障點(diǎn)的距離。
第三，故障定點(diǎn)，按照測距結果，在一定范圍內精確測定故障點(diǎn)具體位置。
三、電力電纜故障測距方法
電力電纜故障測距方法分為電橋法和脈沖法，其中電橋法又可分為傳統直流電橋、壓降比較法和直流電阻法;脈沖法分為低壓脈沖法、脈沖電壓法、脈沖電流法和二次脈沖法。以上各種方法的適用范圍如下表所示。
電力電纜故障檢測中心
（一）低壓脈沖法
適用范圍：低阻短路故障（絕緣故障電阻小于幾百歐的故障）、開(kāi)路故障。據統計，這類(lèi)故障約占電纜故障的10%。低壓脈沖法還可用于測量電纜的長(cháng)度、電磁波在電纜中的傳播速度，也可用于區分電纜的中間頭、T型接頭與終端頭等。關(guān)于波速度，低壓脈沖測試原理
的測試公式L=Vo△t/2中的V就是電磁波在電纜中傳播的速度，我們簡(jiǎn)稱(chēng)為波速度。理論分析表明，波速度與電纜的絕緣介質(zhì)有關(guān)，與電纜芯線(xiàn)的線(xiàn)徑及芯線(xiàn)的材料無(wú)關(guān)，只要電纜的絕緣介質(zhì)一樣，波速度就一樣?，F在大部分電纜都是膠聯(lián)聚乙烯或油浸紙電纜，它們的參考數據是:膠聯(lián)聚乙烯電纜的波速是170~172m/us、油浸紙電纜的波速為160 m/us。
低壓脈沖反射波形比較法，在實(shí)際測量時(shí)，電纜結構可能比較復雜，存在著(zhù)接頭點(diǎn)、分支點(diǎn)或低阻故障點(diǎn)等;特別是低阻故障點(diǎn)的電阻相對較大時(shí)反射波形相對比較平滑，其大小可能還不如接頭反射，更使得脈沖反射波形不太容易理解，波形起始點(diǎn)不好標定。對于這種情況我們可以用低壓脈沖比較測量法測試。
（二）脈沖電流法
將電纜故障點(diǎn)用高電壓擊穿，用儀器采集并記錄下故障點(diǎn)擊穿產(chǎn)生的電流行波信號，通過(guò)分析判斷電流行波信號在測量端與故障點(diǎn)往返一趟的時(shí)間來(lái)計算故障距離。脈沖電流法采用線(xiàn)性電流耦合器采集電纜中的電流行波信號。
1、脈沖電流——直流閃絡(luò )測試法。適用于閃絡(luò )型故障的測試。給故障電纜施加直流高電壓信號，使故障點(diǎn)擊穿，根據故障點(diǎn)放電脈沖在測量端及故障點(diǎn)往返一趟的時(shí)間計算故障距離。
2、脈沖電流——沖擊閃絡(luò )測試法。高阻故障如果使用直閃法測試，電壓會(huì )大量泄到發(fā)生器的內阻上，容易損害高壓發(fā)生器;同時(shí)加到電纜上的電壓很小，不利于故障點(diǎn)的擊穿。對于高阻故障，需要使用沖閃法，在給脈沖電容充電后再加到故障上去，脈沖高電壓使故障點(diǎn)擊穿放電?！懊}沖電流沖閃法”測量原理，由“高壓脈沖產(chǎn)生器”產(chǎn)生一高壓脈沖加到被測電纜的故障相，故障點(diǎn)在高壓的作用下發(fā)生瞬間閃絡(luò )放電，電火花使得故障點(diǎn)變?yōu)槎搪饭收?，并維持幾u(yù)s-幾百ms時(shí)間，在故障點(diǎn)和測量端間同時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生來(lái)回反射波形。通過(guò)測量相鄰兩次來(lái)回反射波形的時(shí)間T，并通過(guò)公式S=VT/2計算出故障點(diǎn)到測量端的距離。
（三）二次脈沖法
二次脈沖測距方法在高壓信號發(fā)生器和二次脈沖信號耦合器的配合下，可用來(lái)測量電力電纜的高阻和閃絡(luò )性故障的距離，波形更簡(jiǎn)單，容易識別。二次脈沖測距方法結合低壓脈沖法的波形簡(jiǎn)單與脈沖電流法可以測量高阻故障的優(yōu)點(diǎn)，用高壓脈沖擊穿故障，并用穩弧器延長(cháng)故障電弧，持續時(shí)間故障電弧持續時(shí)間內，向故障點(diǎn)發(fā)射低壓脈沖，獲得脈沖反射波形，稱(chēng)為電弧脈沖反射波形。將電弧脈沖反射波形與電纜不帶電（故障點(diǎn)不擊穿波形比較），波形上開(kāi)始有明顯差異的點(diǎn)即故障點(diǎn)。
二次脈沖測距方法的二次脈沖反射波形簡(jiǎn)單，易于識別故障點(diǎn)。但設備接線(xiàn)復雜，體積大且故障擊穿機會(huì )較脈沖電流法減少。
四、電纜故障定點(diǎn)方法
（一）音頻信號感應法
應用查找路徑的“音頻電流感應法”，對不能產(chǎn)生放電聲音的金屬性短路故障進(jìn)行精確定位。精度低，易受干擾。
（二）聲測法
通過(guò)測量故障點(diǎn)的放電聲音，對能發(fā)出放電的故障進(jìn)行精確定位。精度低，易受干擾。
（三）聲磁同步接收法
通過(guò)測量故障點(diǎn)放電產(chǎn)生的聲音信號和脈沖磁場(chǎng)信號傳到傳感器的時(shí)間差，對能發(fā)出放電的故障進(jìn)行精確定位。精度高，不易受干擾。
（四）跨步電壓法
應用“電位差原理”對直埋電纜的開(kāi)放性故障和超高壓電纜護套故障進(jìn)行精確定位。
五、高壓電纜主絕緣故障的特點(diǎn)與測試方法選擇
（一）高壓電纜的基本情況與主絕緣故障的特點(diǎn)
1這里的高壓電纜指的是6kV及其以上等級的電纜，主要有6kV、10kV、35kV、66kV、110kV、220kV、500kV等各個(gè)等級。它一般有三芯統包型和單芯分包型兩種組成形式。其中，單芯電纜又分有金屬護層和沒(méi)有金屬護層兩個(gè)類(lèi)
型。66kV及以上等級的單芯電纜一般都有金屬護層，6kV、10kV、35kV等級的單芯電纜一般沒(méi)有金屬護層，而6kV等級的三芯統包電纜一般也沒(méi)有金屬護層。
2高壓電纜的絕緣層相對較厚，產(chǎn)生的主絕緣故障90%以上都是高阻故障或閃絡(luò )性故障。其中，在運行中發(fā)生的故障一般是開(kāi)放性的高阻故障，而在試驗時(shí)發(fā)生的故障有一部分是封閉性的閃絡(luò )性故障。
3高壓電纜的敷設工藝要求比較高，特別是無(wú)護層的單芯電纜，一般要求穿PVC管敷設。雖然高壓電纜大都有金屬護層，沒(méi)有金屬護層的要求穿PVC管敷設，高壓電纜不會(huì )像低壓電纜那樣易受到外力破壞，但因受外力破壞而發(fā)生的故障，在所有高壓電纜的故障中占的比例還是非常大的。
4無(wú)論多高電壓等級的電纜，其發(fā)生主絕緣故障后，用30kV的高壓信號發(fā)生器一般都能使故障點(diǎn)擊穿。對于不能擊穿的閃絡(luò )性故障，多做幾次試驗后，就能擊穿了。
（二）測試方法選擇
1故障測距。由于高壓電纜發(fā)生的主絕緣故障一般是高阻及閃絡(luò )性故障，所以故障測距一般選擇脈沖電流法或二次脈沖法。
對于無(wú)金屬護層的單芯電纜，如果電纜某處的表皮受到破壞，使電纜內進(jìn)入了大面積潮氣，天長(cháng)日久，電纜的銅屏蔽就會(huì )因被氧化而生銹。用高壓信號發(fā)生器向這種故障電纜中施加脈沖電壓時(shí)，銅皮的壓接處可能會(huì )發(fā)生火花放電，其放電產(chǎn)生的脈沖信號和真正故障點(diǎn)放電產(chǎn)生的脈沖信號疊加后，會(huì )使放電信號波形變得復雜而無(wú)法識別和分析。對于這種電纜故障的測試，脈沖電流法與二次脈沖法不再適用，需要用電橋法進(jìn)行測距。
2故障定點(diǎn)。由于高壓電纜發(fā)生的主絕緣故障一般是高阻及閃絡(luò )性故障，向電纜中施加脈沖高壓使故障點(diǎn)放電時(shí)，故障點(diǎn)處一般會(huì )產(chǎn)生放電聲音。所以，故障定點(diǎn)選擇聲磁同步法最為合適。
對于穿管敷設的電纜，由于放電聲音被封到管內，在地面上有可能收不到放電產(chǎn)生的聲音信號，這時(shí)需用其他可行的方法尋找故障點(diǎn)。
對于故障點(diǎn)處穿鐵管的電纜，因脈沖磁場(chǎng)信號被鐵管屏蔽，也無(wú)法用聲磁同步法進(jìn)行定點(diǎn);由于單芯電纜的芯線(xiàn)與金屬護層同軸，在單芯電纜發(fā)生了封閉性故障，和雖然發(fā)生了開(kāi)放性故障但其故障點(diǎn)在比較干燥的PVC管內時(shí)，通過(guò)兩者的脈沖電流信號的大小基本相同，方向相反，產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消，在地面上也接收不到脈沖磁場(chǎng)信號，同樣無(wú)法用聲磁同步法定點(diǎn)。這時(shí)，可以選擇聲測法或其他可行的方法。