邓育健

摘 要：文章阐述了电缆故障的主要原因。对于不同的故障类型，讨论了几种常用的电缆故障测寻方法的优缺点，并结合3个实例对测寻方法的应用作了分析。

关键词：电力电缆；故障测寻；脉冲法

中图分类号：TM711 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）21-0126-02

Abstract： This paper expounds the main causes of cable faults. For different fault types， the advantages and disadvantages of several common cable fault detection methods are discussed， and the application of the method is analyzed with three examples.

Keywords： power cable； fault finding； pulse method

引言

电力电缆是现代城市电网的重要组成部分，具有占地少、可靠性高、维护工作量少等优点。但在电缆出现故障时，其故障点的定位难度比传统架空线要大得多，故如何快速、准确锁定故障点，是减少故障修复费用及停电损失的关键因素。本文根据现在电缆故障常用的测寻技术，结合几件实际案例进行讨论。

1 引起电缆故障的主要原因

（1）外力破坏。造成电缆发生外力破坏的主要原因是机械施工，例如挖掘机等机械直接造成电缆损坏，导致损伤电缆绝缘层埋下事故隐患，甚至发生短路跳闸等故障。在实际运行中对故障的统计显示，占整个电缆故障一半以上的为外力破坏型电缆故障。

（2）电缆的施工质量。在实际的电缆施工过程中，容易出现的主要质量问题有两方面，一方面是外部环境因素，另一方面是制作技术水平。主要的外部环境因素包括由于埋设的电缆过浅，导致外露的电缆没有得到适当保护，容易老化损坏；过小的弯曲半径；电缆沟内部的积水或杂物太多；在敷设过程中导致电缆外皮划损留下安全隐患等。主要的制作技术水平包括安装电缆头附件时未能达到相关工艺要求；在烘烤电缆头热缩材料时出现不均匀烘烤或过度烘烤，导致绝缘材料出现热熔过度或热缩不紧密的问题，导致电缆绝缘程度降低；或是在电缆冷缩制作时，未能严格按照技术作业书的程序进行制作，导致电缆未能达到制作工艺的要求。

（3）电缆自身的质量或老化。比如电缆接头制作不合格时，会使接头进水或混入水蒸气，在电场长时间的作用下形成水树枝，逐渐损害电缆的绝缘强度而造成故障。

2 主要的电缆故障类型

通常来说，发生电缆故障主要有几种类型：高电阻故障、低电阻故障、断线故障、三相短路故障和闪络性故障。在故障测寻前，通常使用500V-2500V的摇表对故障类型进行最终确定。

3 电缆故障的主要测寻方法

（1）电桥法。电桥法是在电缆线路测试端接上测试仪器，分别把电缆良好相和故障相的两段导体作为电桥的两个桥臂，然后再跨接另一端的两相导体构成一个回路。对电桥进行调节，当电桥平衡时，相应的桥臂电阻乘积应该相等，由于电桥上两个桥臂的电缆导体的长度与电阻值成正比，可转换电缆导体电阻之比为电缆长度之比，在参考电桥上可调电阻数值和标准电阻数值，即可以得出电缆故障点的初测距离。这种方法主要用于测寻电阻值在100kΩ以下的三相、两相、单相以及相间短路的故障。通常不适宜用于测寻高电阻故障和闪络故障。不过，由于电桥法是根据现场电压表和电阻比再通过人工计算得出电缆的故障距离，其准确度通常较低，通常不会应用于港区范围内。

（2）脉冲法。脉冲法是一种运用脉冲波技术对电缆故障进行测距的方法。具有代表性的脉冲测距方法主要有两种，一种是低压脉冲反射法，另外一种是二次脉冲法。其中，低压脉冲法的工作原理是在电缆的测试端注入低压脉冲波，这样脉冲波会沿着电缆传播到相应故障点，产生反射后再回送到相关测试仪器，通过这样同时对发射波的脉冲波以及反射波的脉冲时间间隔Δt进行了记录，已知在电缆中脉冲波的传播速度V，即可通过计算得出故障点的距离。二次脉冲法是第二代脉冲反射法技术的代表，通过仪器向电缆发出一个高压脉冲，高压脉冲把故障点击穿形成燃弧，在燃弧的同时，仪器再发出一个低压脉冲测量仪器到故障点的距离。

在实际工作过程中，发现主要的电缆故障通常是高电阻故障以及低电阻故障。脉冲法由于在解决低阻电缆故障和高阻电缆故障中具有精确度高且不受人工因素影响的特点，因此是测寻电缆故障的主要应用方法。

4 电缆故障案例分析

对于电缆故障的测寻，一般采用多种检测方法混合测量，以获得更好的效果，目前常用的脉冲法先对电缆故障进行粗测，然后再使用声磁同步设备对故障点进行精确定位。

4.1 2015年4月海珠区某110kV电缆受外力破坏故障跳闸

变电站保护信息跟踪： 110kV某电缆线路距离II段、零序过流II段保护动作，開关跳闸（全电缆线路重合闸未投），B相故障，录波测距：1.656km，保护测距：0.5km，一次故障电流15.88kA。

经现场绝缘测试，B相电缆绝缘异常（B相电缆绝缘 0欧），通过脉冲反射及弧反射法测寻结果如图1所示。

电缆长度为5025米，共8个中间接头，脉冲反射法测得电缆长度及中间接头数量与实际相符，说明没有发生电缆开路故障，之后经弧反射法测得距离电缆起始点约1303米处有对地放电信号，并且采用双音频精定点仪沿线航进行声磁同步测试，测得1303米处有明显的放电声音。最终通过开挖发现，电缆受损情况严重，故确定该故障点位置。

4.2 2015年5月该回路110kV电缆中间接头故障跳闸

变电站保护信息跟踪：110k某电缆线路零序过流II段、距离II段保护动作，B相故障，开关跳闸，纯电缆线路重合闸未投，一次故障电流16.964kA，录波测距3.185km，保护测距1km。

经现场绝缘测试，B相电缆绝缘异常（B相电缆绝缘21.4K欧），通过脉冲反射及弧反射法测寻结果如图2所示。

电缆长度为5025米，共8个中间接头，脉冲反射法测得电缆长度及中间接头数量与实际相符，说明没有发生电缆开路故障，之后经弧反射法多次对故障电缆进行冲击放电，均无法得到故障点波形，仅有一次偶然的测得距离电缆起始点约4475米处有对地放电信号，故无法判断故障点位置，且通过28kV不斷冲击故障电缆后，测试电缆绝缘仍然为10k欧以上，故判断该故障为高阻故障，通过弧反射法在故障点无法产生足够的电弧或者是燃弧时间过短，仪器的耦合器无法捕捉到电弧反射的信号，该情况仅能够采用双音频精定点仪沿线航进行声磁同步测试，靠故障点的放电声音进行判断，另外，该类故障一般发生在中间接头位置，故需重点关注中间接头附近的声磁信号。

4.3 2015年9月白云区某110kV电缆受外力破坏故障跳闸

变电站保护信息跟踪：110kV某电缆线路零序I段、距离I段保护动作，开关跳闸，B相故障，重合后再跳闸，距离I段保护动作。保护测距2km，录波故障电流18.088kA，测距1.644km。

经现场绝缘测试，绝缘电阻为13.2兆欧，呈高阻状态。之后，对故障电缆继续加压（28kV）做烧穿处理，绝缘电阻下降至0欧。电缆长度为6700米，共13个中间接头，脉冲反射法测得电缆长度及中间接头数量与实际相符，说明没有发生电缆开路故障，之后经弧反射法测得距离电缆起始点约4832米处有对地放电信号，测试结果如图3所示，并且采用双音频精定点仪沿线航进行声磁同步测试，测得1303米处有明显的放电声音。最终通过开挖发现电缆受损情况严重，故确定该故障点位置。

5 结束语

电缆故障测试是一个复杂且系统的工作，而且受实际故障情况及周边环境的影响极大，结合实例经验，由于发生110kV电缆故障，大部分都是外力施工引起，所以，发生故障后对线航周边施工的迅速巡查对于故障点确定有非常重要的意义。之后，对故障电缆的绝缘测试判断电缆故障类型，并针对不同的故障类型需采用不同的故障测寻方式。最后，部分电缆出现的高阻故障通过弧反射法无法测出故障位置，该类故障需要我们通过电桥法或者是最新的三次脉冲弧反射法进行测寻，如最终所有测寻方式均无效的情况下，只能通过对线航采用声磁同步法直接测听故障点位置。

参考文献：

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