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摘 要：在城市建设中，电力电缆的供电几乎已经成为城市电网最重要的供电方式之一，所以对于电力电缆故障的查找效率要求也越来越高，在城市供电网络中，一旦一处发生故障，其连锁反应可能会波及到很多地方，所以电力故障点的准确有效发现也是重要的技术革新突破口。三次脉冲法就是很重要的一种电力电缆故障查找方法，本文从常见的电力电缆故障出发，探讨三次脉冲法在寻找故障点时的具体应用。
关键词：电力电缆故障；故障查找；三次脉冲法；供电网络
电缆故障点发现和排除的难点在于电缆一般情况下都在地下，而且传输电缆的长度一般情况下都比较长，所以以往的电缆故障点发现和查找往往需要很长的时间，对城市的正常供电造成很大的影响。因此利用先进的技术进行城市电缆故障的查找和检修是提升城市供电效率的重要举措，它可以有效提高城市供电的可靠性，减少电力故障的修复成本，提高城市电缆故障检测的整体水平。
一、电力电缆的常见故障分析
电缆线路的故障有几种具体的情况，一般可以分为高阻故障和低阻故障两大类，高阻故障是直流电阻比电缆特性阻抗大引起的故障，而低阻故障则是故障点的直流电阻极低引起的故障。
（一）短路故障
短路故障是指在电缆中电缆线芯由于某种情况被击穿从而引起的故障，在电缆故障中属于最为常见的故障类型。
（二）接地故障
接地故障是指电缆的绝缘被击穿后产生的故障，有高阻故障和低阻故障的具体区分。
（三）断线故障
断线故障是指电缆的线芯被短路的电流或者其它的因素进行破坏从而导致线芯断裂产生的断线故障，使用测量电容量的方法可以进行低阻故障和高阻故障的划分。
（四）闪络性故障
闪络性故障一般分为两种，一种是由于电缆的接头和终端内的绝缘间隙放电导致的绝缘击穿，这种故障是击穿故障，另一种故障发生在绝缘击穿后不再击穿的情况，被称为封闭性故障。闪络性故障的标志性表现是试验电压升高的时候电缆的泄漏电流也忽然升高，绝缘电阻值也很高。
二、电缆故障查找方法——三次脉冲法的介绍
（一）电缆故障查找的一般程序
在电缆故障发生后，要针对故障的特征进行故障类型的分类，判断是低阻故障还是高阻故障、单一故障还是综合故障等，在确定故障类型后使用相应的故障检测仪器和方法进行一定的故障排查工作。一般情况下故障查找的工作方法有音频法、脉冲法以及电桥法等。
（二）三次脉冲法的简介
三次脉冲法是针对现代普遍使用的高压闪络法的特点进行优化的一种电缆故障寻找方法，它的出现很好地降低了电缆故障的检修成本，减少了错判的情况。
三次脉冲法是由二次脉冲法改进而来的，二次脉冲法的核心技术就是避开故障点被高压击穿的时候所产生的多次阶跃电压反射波和它固有的大余弦震荡波，在高压击穿故障点的时间内向仪器发送脉冲，对故障点的反射脉冲进行记录，然后在故障点的电弧熄灭之后对电缆的全长反射波形进行测量，将两次波形进行对比就会发现故障部分有明显的变化，所以很好判断故障的发生点，三次脉冲法的技术就建立在二次脉冲法的上面，一般在高压发生器输出超过35kv的情况下，会使用三次脉冲法进行电缆故障的测量工作。
三次脉冲法一般情况下用来寻找电力电缆故障中的闪络故障、击穿故障和高阻故障，这三种故障占据了大多数的电缆故障发生类型，同时探测难度也比较大。三次脉冲法主要由直流发生器、专门脉冲发生器、脉冲反射仪、高压单元、高压中压冲击单元等部分组成。三次脉冲法的远离在于利用高压脉冲击穿电缆故障产生的燃弧，触发高能中压脉冲对燃弧进行稳定和延长，然后再发射1000V的低压脉冲，实现故障波形的准确预定位，三种脉冲有效地结合在一起，提高了电缆故障检测的效率，也有效地降低了脉冲探测法对于电缆本身的损伤。
三、三次脉冲法的实际应用
在实际的测试过程中，三次脉冲法一般分为两个步骤，需要注意的是选用较好的设备会给三次脉冲法的实际检测带来很大的帮助，因为故障点需要足够的能量来击穿。
第一步，脉冲反射仪需要发射一个低压的测试脉冲作为设备能够正常使用的反馈，一般情况下这个测试脉冲电压会很低，不会出现高阻故障点的反射信号，只是会形成一个标准的波形（见图1），也就是这个电缆的参考波形，脉冲反射仪会将这段波形显示在屏幕上以供对比，电缆的一些基本数据被分析出来之后会被自动标记在显示位置上。
图1
实际的电缆故障查找的第二步就是启动高压单元，根据故障点的击穿电压显示调整合适的输出电压，一个合适的电压取值范围是大于故障点击穿电压的（见图2）。在高压单元进行电容的冲击放电之后，冲击放电的电容应该接到被测试的电缆上，从而产生击穿放电，在冲击放电电弧内储存的电量会在故障点的位置产生一个较为持续的放电电弧，在放电的过程中电容所储存的能量会进行一定的消耗，从而导致电压下降，放电的电路和延弧电容也会自动产生一定的联接，这样故障点就在这个放电电弧的作用下由高阻变成低阻，放电的强度也和电容的输出产生了一定的关联。
图2
在脉冲信号的耦合单元内存在着一个较为特殊的电路，它的作用是检测冲击放电电容的放电电流，从上面的步骤我们可以知道，放电电流会存在着一个下降的瞬间，在这个瞬间内故障点的放电电弧也会开始电流上的减弱，这时候检测电路会产生一种触发信号，即测试脉冲发出的一种特殊脉冲，测试使用的特殊脉冲会在故障点的放电电弧上产生一定的反射，我们得到的反射回馈波形就会有一个相当明显的短路点，这个波形就是故障波形，将参考波形和故障波形叠加，就会得出故障点的位置（见图3），这就是三次脉冲法的具体应用。
图3
结语：三次脉冲法是在电力电缆故障的查找方法中较为方便简洁的方法之一，其成本较低，操作简便，大大提高了电力电缆故障的查找效率，为节省电力电缆的维修成本做出了很大贡献。在具体的三次脉冲法应用过程中，应该注重对于原理的探究和设备电压的保障，这样才能使得三次脉冲法能够更好地应用在电力电缆故障查找的过程当中。
参考文献
[1]岳晋. 电力电缆故障查找方法与测距分析研究[D].天津大学，2013.
[2]高晓欣. 电力电缆故障分析与探测[D].山东大学，2012.
[3]郭纾妤，郑山海. 10kV电缆故障查找方法[J]. 江西电力，2012，02：34-36.
[4]余阳澄. 110kV电缆故障测寻技术研究与应用[D].华南理工大学，2013.
[5]李永见，廖宪彬，韦腾飞，李国栋，宋汝庆. 电力电缆故障定位方法研究[J]. 中国高新技术企业，2014，35：17-18.
关键词：电力电缆故障；故障查找；三次脉冲法；供电网络
电缆故障点发现和排除的难点在于电缆一般情况下都在地下，而且传输电缆的长度一般情况下都比较长，所以以往的电缆故障点发现和查找往往需要很长的时间，对城市的正常供电造成很大的影响。因此利用先进的技术进行城市电缆故障的查找和检修是提升城市供电效率的重要举措，它可以有效提高城市供电的可靠性，减少电力故障的修复成本，提高城市电缆故障检测的整体水平。
一、电力电缆的常见故障分析
电缆线路的故障有几种具体的情况，一般可以分为高阻故障和低阻故障两大类，高阻故障是直流电阻比电缆特性阻抗大引起的故障，而低阻故障则是故障点的直流电阻极低引起的故障。
（一）短路故障
短路故障是指在电缆中电缆线芯由于某种情况被击穿从而引起的故障，在电缆故障中属于最为常见的故障类型。
（二）接地故障
接地故障是指电缆的绝缘被击穿后产生的故障，有高阻故障和低阻故障的具体区分。
（三）断线故障
断线故障是指电缆的线芯被短路的电流或者其它的因素进行破坏从而导致线芯断裂产生的断线故障，使用测量电容量的方法可以进行低阻故障和高阻故障的划分。
（四）闪络性故障
闪络性故障一般分为两种，一种是由于电缆的接头和终端内的绝缘间隙放电导致的绝缘击穿，这种故障是击穿故障，另一种故障发生在绝缘击穿后不再击穿的情况，被称为封闭性故障。闪络性故障的标志性表现是试验电压升高的时候电缆的泄漏电流也忽然升高，绝缘电阻值也很高。
二、电缆故障查找方法——三次脉冲法的介绍
（一）电缆故障查找的一般程序
在电缆故障发生后，要针对故障的特征进行故障类型的分类，判断是低阻故障还是高阻故障、单一故障还是综合故障等，在确定故障类型后使用相应的故障检测仪器和方法进行一定的故障排查工作。一般情况下故障查找的工作方法有音频法、脉冲法以及电桥法等。
（二）三次脉冲法的简介
三次脉冲法是针对现代普遍使用的高压闪络法的特点进行优化的一种电缆故障寻找方法，它的出现很好地降低了电缆故障的检修成本，减少了错判的情况。
三次脉冲法是由二次脉冲法改进而来的，二次脉冲法的核心技术就是避开故障点被高压击穿的时候所产生的多次阶跃电压反射波和它固有的大余弦震荡波，在高压击穿故障点的时间内向仪器发送脉冲，对故障点的反射脉冲进行记录，然后在故障点的电弧熄灭之后对电缆的全长反射波形进行测量，将两次波形进行对比就会发现故障部分有明显的变化，所以很好判断故障的发生点，三次脉冲法的技术就建立在二次脉冲法的上面，一般在高压发生器输出超过35kv的情况下，会使用三次脉冲法进行电缆故障的测量工作。
三次脉冲法一般情况下用来寻找电力电缆故障中的闪络故障、击穿故障和高阻故障，这三种故障占据了大多数的电缆故障发生类型，同时探测难度也比较大。三次脉冲法主要由直流发生器、专门脉冲发生器、脉冲反射仪、高压单元、高压中压冲击单元等部分组成。三次脉冲法的远离在于利用高压脉冲击穿电缆故障产生的燃弧，触发高能中压脉冲对燃弧进行稳定和延长，然后再发射1000V的低压脉冲，实现故障波形的准确预定位，三种脉冲有效地结合在一起，提高了电缆故障检测的效率，也有效地降低了脉冲探测法对于电缆本身的损伤。
三、三次脉冲法的实际应用
在实际的测试过程中，三次脉冲法一般分为两个步骤，需要注意的是选用较好的设备会给三次脉冲法的实际检测带来很大的帮助，因为故障点需要足够的能量来击穿。
第一步，脉冲反射仪需要发射一个低压的测试脉冲作为设备能够正常使用的反馈，一般情况下这个测试脉冲电压会很低，不会出现高阻故障点的反射信号，只是会形成一个标准的波形（见图1），也就是这个电缆的参考波形，脉冲反射仪会将这段波形显示在屏幕上以供对比，电缆的一些基本数据被分析出来之后会被自动标记在显示位置上。
图1
实际的电缆故障查找的第二步就是启动高压单元，根据故障点的击穿电压显示调整合适的输出电压，一个合适的电压取值范围是大于故障点击穿电压的（见图2）。在高压单元进行电容的冲击放电之后，冲击放电的电容应该接到被测试的电缆上，从而产生击穿放电，在冲击放电电弧内储存的电量会在故障点的位置产生一个较为持续的放电电弧，在放电的过程中电容所储存的能量会进行一定的消耗，从而导致电压下降，放电的电路和延弧电容也会自动产生一定的联接，这样故障点就在这个放电电弧的作用下由高阻变成低阻，放电的强度也和电容的输出产生了一定的关联。
图2
在脉冲信号的耦合单元内存在着一个较为特殊的电路，它的作用是检测冲击放电电容的放电电流，从上面的步骤我们可以知道，放电电流会存在着一个下降的瞬间，在这个瞬间内故障点的放电电弧也会开始电流上的减弱，这时候检测电路会产生一种触发信号，即测试脉冲发出的一种特殊脉冲，测试使用的特殊脉冲会在故障点的放电电弧上产生一定的反射，我们得到的反射回馈波形就会有一个相当明显的短路点，这个波形就是故障波形，将参考波形和故障波形叠加，就会得出故障点的位置（见图3），这就是三次脉冲法的具体应用。
图3
结语：三次脉冲法是在电力电缆故障的查找方法中较为方便简洁的方法之一，其成本较低，操作简便，大大提高了电力电缆故障的查找效率，为节省电力电缆的维修成本做出了很大贡献。在具体的三次脉冲法应用过程中，应该注重对于原理的探究和设备电压的保障，这样才能使得三次脉冲法能够更好地应用在电力电缆故障查找的过程当中。
参考文献
[1]岳晋. 电力电缆故障查找方法与测距分析研究[D].天津大学，2013.
[2]高晓欣. 电力电缆故障分析与探测[D].山东大学，2012.
[3]郭纾妤，郑山海. 10kV电缆故障查找方法[J]. 江西电力，2012，02：34-36.
[4]余阳澄. 110kV电缆故障测寻技术研究与应用[D].华南理工大学，2013.
[5]李永见，廖宪彬，韦腾飞，李国栋，宋汝庆. 电力电缆故障定位方法研究[J]. 中国高新技术企业，2014，35：17-18.