电力电缆故障性质的诊断及巡径定位

李玉森　郝孟超　王玉科

摘要：随着国民经济的高速发展，新型现代化电力设备得到了更好的应用，人们对电力的需求日益增长，同时对供电的可靠性和供电质量提出了更高的要求，作为电能载体的电缆出现故障日益增多，为提高电力故障检修效率，保证供电的可靠性，需要对出现故障的位置快速准确探测，本文主要分析电力电缆在实际操作过程中出现的故障，结合电缆故障测试仪的使用，探讨电缆故障的排除方法。

关键词：电缆故障 性质诊断 巡径定位

随着国民经济的快速发展，越来越多的电力设备应用在生产当中，电力电缆作为电力系统的重要组成部分，以其安全可靠，有效节约土地资源等优点，得到了广泛的应用。但是由于室外电力电缆的敷设一般采用直埋式，具有隐蔽性特点，一旦发生故障，寻找起来十分困难，往往需要花费数小时甚至几天时间，不仅浪费大量的人力物力，还会造成难以估计的停电损失，如何准确、快速、经济的查寻到电力电缆故障成为了各个部门日益关注的问题。

一、电力电缆故障类型

电力电缆故障是由于绝缘破损而引起的，一般故障的类型大体分为两大类：低阻的短路、开路和短路故障，高阻的泄露故障和闪络性故障。电缆故障的产生原因主要有外力破坏、材料缺陷、绝缘老化变质、电缆受潮以及运行环境等诸多因素所导致。按照电缆故障性质主要有接地故障、短路故障、断线故障、闪络故障和多种原因的综合故障。

接地故障是指埋入地下的电力电缆单相或者多相被击穿后接地；短路故障是指电力电缆相线之间绝缘完全破损形成短路，该型故障主要由于电缆老化变质、绝缘受潮、过热等原因造成；断线故障是指电缆的单相或多相断裂而发生的故障；闪络故障是由于绝缘存在间隙放电，造成绝缘击穿，绝缘击穿后又恢复正常，虽然该故障点仍能通电，没有形成断路，但此时的电缆仍然存在故障。这类故障隐蔽性较强，一般情况下很难发现，只有在进行电压实验时才可以发现。

二、电力电缆故障性质诊断

所谓诊断电缆故障性质就是指确定电缆故障是高阻还是低阻；是闪络还是封闭性故障；是接地、短路、断线还是混合的；是单相、两相还是三相。

利用兆欧表进行绝缘电阻测试，分别测试AB、AC、BC、A与地、B与地、C与地之间的绝缘电阻值，如果测量电缆绝缘电阻值非常大说明没有发生短路故障，如何测量电缆绝缘电阻值非常小说明发生了短路故障。利用万用表进行三相导通试验，判定电力电缆是三相故障还是两相、单相故障，在测试端利用万用表测量三相相问电阻，因为电缆对端已做三相短路，如果测试三相相问电阻值为零，则可以判断电力电缆没有发生断线故障，如果测量相问电阻不为零，则说明存在断线故障。同时还可以参照短路时出现的火花大小判别具体情况，参照故障出现时发生的跳闸以及各种信号指示，进行初步的故障性质诊断。

三、电力电缆故障粗测

使用低压脉冲法或脉冲电流法从直埋电力电缆一端进行测试，从波形显示屏幕上可以测量出电磁波传播时间，根据电磁波的传播速度即可得出故障点到测试点的距离，这也就是直埋电缆从测试端到故障点的长度。目前常用的是电缆故障测试仪，它具有全自动测量，测量精度高、可靠性强的特点。低压脉冲法主要是针对电缆的低阻、断线和短路故障，当波形是向上时，说明故障是开路故障，当波形是向下时，说明故障是短路故障。脉冲电流法主要针对电缆相铠、相问、高阻及闪络故障。

四、电缆路径的测寻

在电缆故障测试中，路径的寻找对整个测试结果起着至关重要的影响。目前我们在电力供电设施建设过程中，为了设施的美观、道路的设置、桥梁的架设等因素，大量使用直埋式电力电缆，加之设施建设发展持续较长，又经历了好几个发展历程，过去保留下来的施工资料极少，更谈不上完整，因此保留现有直埋式电力电缆资料是查找故障电缆的—项极其重要的工作。对于电缆资料的缺失，工作人员对电缆路径的不明确，我们必须使用仪器探明电缆的路径和走向，方便电缆的故障定点。我们常用的探测设备就是电缆路径仪。该仪器是利用电磁波原理对直埋式电缆路径探测和埋置深度测量常用而又有效的方法，使用该仪器应该注意在测试前将电缆充分放电并将电缆两端悬空，寻找一个良好的接地并将被测电缆相对端接地。

五、电缆故障精确定位

由于直埋式电力电缆路径不是绝对的直线，电磁波传播速度也不是恒定值，再加上电缆故障测试仪的测距误差，因此电缆故障测试仪自动测量的数据还有一定偏差，所以在测距后，就必须以粗侧结果为依据对故障点进行精确定位。常用的电缆故障精确定位方法有声测法和声磁波形同步法。声测定点法是当电缆故障测试仪粗测出故障距离后，利用高压信号发生器在故障电缆测试端给故障线芯加上高压，使故障点闪络放电，同时用综合定点仪在粗侧故障点附近来听测故障点的放电声，查找出故障点的准确位置。声磁波形同步定点法是利用高压信号发生器给故障线芯加上高压，在故障点除产生放电声外，还会产生高频电磁波，用声磁探头同时接收声信号和磁信号时，由于声波与电磁波的传播速度不同，利用声磁波形同步定点仪测出声信号和磁信号的时间差，时间差最小点即为故障点的精确位置，这是方法是比较可靠和准确的方法。

六、结语

电力电缆在供电系统中起着至关重要的作用，但是电缆故障又会对用电部门造成极大不便，而电力电缆故障检测又是一项技术性较强的工作，因此，只有熟练掌握故障性質诊断、故障距离粗侧、电缆路径测寻、故障点准确定位四个方面的知识，才能更快、更准地找出电缆故障位置所在，为迅速排除故障提供有力支持。