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[摘 要]电力电缆作为电力系统的重要设备之一，它的安全运行具有重要意义。本文通过对电力电缆故障分类、原因的具体分析，有效得出故障形成机制，通过不同故障检测方法以及原理分析，为电缆维护部门故障检修工作的进行提供更好的经验参考。
[关键词]电缆故障；故障检测；电力系统
中图分类号：R339 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）29-0321-01
引言
随着城市电网改造的不断推进，越来越多的电力电缆将会运用于电力系统。电缆故障发生后，如何迅速、准确、经济地对电缆故障定位，尽快恢复供电，减少故障修复费用及停电损失是电力部门十分关注的问题。
1.电缆故障的分类
电缆故障性质的正确判断对于快速检测出故障点是十分重要的。根据目前的故障检测技术及故障点绝缘电阻值大小，可将电缆故障分为以下几种类型。
断路、低阻、短路故障。低阻故障概念：电缆一芯或数芯对地绝缘电阻或芯与芯之间的绝缘电阻低于10Z0（Z0为电缆特性阻抗，一般不超过40欧姆）时，而导体连续性良好者称为低阻故障。在现场如用万用表测得电缆的直流电阻阻值小于100欧姆的故障电缆一般称为低阻故障。100～200欧姆以上视为高阻故障。千万不要根据兆欧表测得的数据来判断故障电缆是低阻还是高阻故障。因为兆欧表对于数百欧姆的阻值是无法精确读数的，通称为接地故障。
高阻泄漏、高阻闪络故障。高阻故障亦称为高阻泄漏性故障，在进行电缆绝缘预防性耐压试验时，其泄漏电流随试验电压升高而增大，直至超过泄漏电流的允许值（此时试验电压尚未达到额定试验电压）。而闪络性故障是泄露故障的一种极端形式。在进行电缆绝缘预防性耐压试验时，泄漏电流小而平稳，但当试验电压升至某一值（尚未达到额定试验电压）时，泄漏电流突然增大并迅速产生闪络击穿，试验电压降低时，电缆的绝缘电阻又回到极高的阻值状态。这种高阻故障称之为高阻闪络性故障。高阻闪络性故障很容易经过几次耐压试验闪络后转化为高阻泄漏性故障。
2.电缆故障的原因
2.1 机械性损伤
机械损伤是造成电力电缆故障的关键性因素之一，其具体涵盖了在电力敷设进程中由于施工人员使用力度过大或者是过度弯曲电路而造成的绝缘体与线路保护层之间的破损，同时在电路施工人员在进行电路作业以及线路运输中电缆同样也会受外来力量作用，从而在一定程度上给电路造成损害。
2.2 绝缘体受潮或老化
绝缘受潮是电缆故障的主要因素。一般造成绝缘受潮的原因是电缆中间接头或终端头密封工艺不良或密封失效以及电缆护套被异物刺穿或腐蚀穿孔等。电缆绝缘长期在电作用下工作，要受到伴随电作用带来的化学、热和机械作用，从而使介质发生物理化学变化，使介质的绝缘下降。
2.3 电缆超负荷运行
正常情况下电流的运转是不会引起电缆故障的，但是如果其长期的承载超负荷电力运作，其在一定程度上会造成电缆过热现象的发生，因而使得电缆迅速升温，过度的热量会加快电缆中绝缘体的老化作用，从而使得其薄弱位置受到损害。
2.4 电缆头故障
在电缆整体线路中，其中间连接头与终端头是电力故障高发位置，其故障原因主要表现在：
（1）在电缆制造过程中，由于制造人员缺乏高度的工作责任感，使得电缆线路缆头的位置带有杂物或者存在缝隙，使得后期电缆作业时，在強大电流运作中，电缆头中的杂物会产生游离，从而造成树木放电的情况时有发生。
（2）在电缆接口或者是中部接头位置的金属线路接触不良，从而使电阻值处于规定范围内，造成过高的感应电压，最终使得电缆绝缘部位被击毁。
3.电缆故障的常用检测方法
3.1 电桥法
电桥法是一种较为传统的电路故障检测方式而且效果较佳。优点是简单、方便、精确度高。其缺点是不适用于检测高阻与闪络性故障，因为故障电阻很高的情况下，电桥的电流很小，一般灵敏度的仪表很难探测的。此外，电桥法检测时，需要知道电缆的准确长度等原始资料，当电缆线路由不同截面的电缆组成时，还需要进行换算，电桥法也不能测量三相短路或断路故障。但是其也存在一定弊端，因为电桥的电压以及检流计灵敏性相对较差，因此其仅仅只适合于直流电阻低于100K、电阻相对较低的电缆故障。而对于高电阻设备、断路故障电流泄露等问题则不能使用这种方法。
3.2 低压脉冲检测法
使用低压脉冲反射电缆故障检测法时应在具体运作中对损害线路注射低压脉冲。当脉冲沿着电缆线路传输到故障点即电流运输过程中所遇到的阻抗不符合的时候，将反射脉冲显示到检测设备上，通过设备反映数据记录，计算出发射和反射脈冲来回时间差值以及其在电缆中的波速度运算，从而得到故障点距离测试点的实际距离。这种方法是较为简便，测试结果直观而显著，在无法确定故障资料的情况下可以直接进行检测。但是其也有弊端即必须在了解电缆设置走向，对于高阻抗以及闪络性电缆故障则不能适用。
3.3 脉冲电压法及脉冲电流法
脉冲电压法包括直流高压闪络法，与冲击高压闪络法。脉冲电压法的基本原理是，利用直流（或冲击）高压信号击穿电缆的故障点，记录放电电压脉冲在测试点与故障点间的往返时间，依此计算故障点的位置。脉冲电压法的优点在于由于是直接利用故障击穿产生的瞬间脉冲信号，测试速度较快。其缺点在于，在故障放电时，尤其是冲击闪络测试时，通过电容（电阻）分压器测量电压脉冲信号，分压器耦合的电压波形难以分辨。脉冲电流法的基本原理是，将电缆的故障点击穿，测量击穿时产生的电流行波信号，根据电流行波在测试点与故障点间的往返时间来计算故障点的位置。
脉冲电流法的局限性在于它是用互感器将脉冲电流耦合出来，其波形比较复杂，由于线芯绝缘介质损耗引起的行波信号衰减及中间接头等的反射和其他干扰因素，故障波形往往误差很大。
3.4 冲击高压闪络法
在电力电缆故障检测方法中，冲击高压闪络法是日常施工人员运用比较广泛的方法。其具体检测机制方法是在故障电缆开端的地方，有效地对其施加冲击高压作用，从而更加迅速地将其故障部位的电弧刺穿，记录下击穿故障点刹那间的电压突跳数据信息。仔细研究数据信号在电缆故障部位与电缆始末间所耗时间，通过其时间距离的测试，从而得出电力电缆故障点并及时分析原因，找出应对措施。
3.5 二次脉冲法
针对二次脉冲法来说其具体效用是利用“一体化高压发生器”所产生的刹那间的冲击高压脉冲进行合理利用并将其引至故障电缆的故障区域上来，在确保故障点充分被刺穿的基础上，有效的延续故障点被击穿后其电弧形成持续时间。与此同时需要注意的是一个触发脉冲可以在同一时刻促发二次脉冲自动触发装置以及电缆检测仪器的运行，运用二次脉冲自动触发装置的启动可以有效发射出两个低压脉冲，在经历二次脉冲产生设备后被传输到检测故障电缆上，从而使得电缆被击穿。通过检测仪器查看电压波形浮动特点以及电弧产后的全程反射波长，将其全部记录在检测设备屏幕上，同时应有效区分两种不同类型的电流波动，一个代表着电缆实际长度，而另外一个则代表着电缆短路时其具体故障距离。
4.结语
在电力电缆故障检测中，应认真冷静的分析故障的类型和性质，正确应用查找方法和仪器，多积累故障查找经验。目前，电力电缆故障检测的方法中还存在着一些局限性，国内外的电力电缆故障诊断仪器和技术还有一定的差距，随着科技的进步，电力电缆故障诊断技术正在不断提高。
参考文献
[1] 龚仁喜.宁存岱.谢井华等.基于LabVIEW和小波分析的电力电缆故障定位方法[J].重庆理工大学学报（自然科学版）.2010（1）.
[2] 王波.田炳伟.论电力电缆故障的检测方法与防范对策[J].中国电子商务，2013（5）.
[3] 严夏.提高10kv配电网供电可靠性措施研究[j].科协论坛（下半月），2014（7）.
[关键词]电缆故障；故障检测；电力系统
中图分类号：R339 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）29-0321-01
引言
随着城市电网改造的不断推进，越来越多的电力电缆将会运用于电力系统。电缆故障发生后，如何迅速、准确、经济地对电缆故障定位，尽快恢复供电，减少故障修复费用及停电损失是电力部门十分关注的问题。
1.电缆故障的分类
电缆故障性质的正确判断对于快速检测出故障点是十分重要的。根据目前的故障检测技术及故障点绝缘电阻值大小，可将电缆故障分为以下几种类型。
断路、低阻、短路故障。低阻故障概念：电缆一芯或数芯对地绝缘电阻或芯与芯之间的绝缘电阻低于10Z0（Z0为电缆特性阻抗，一般不超过40欧姆）时，而导体连续性良好者称为低阻故障。在现场如用万用表测得电缆的直流电阻阻值小于100欧姆的故障电缆一般称为低阻故障。100～200欧姆以上视为高阻故障。千万不要根据兆欧表测得的数据来判断故障电缆是低阻还是高阻故障。因为兆欧表对于数百欧姆的阻值是无法精确读数的，通称为接地故障。
高阻泄漏、高阻闪络故障。高阻故障亦称为高阻泄漏性故障，在进行电缆绝缘预防性耐压试验时，其泄漏电流随试验电压升高而增大，直至超过泄漏电流的允许值（此时试验电压尚未达到额定试验电压）。而闪络性故障是泄露故障的一种极端形式。在进行电缆绝缘预防性耐压试验时，泄漏电流小而平稳，但当试验电压升至某一值（尚未达到额定试验电压）时，泄漏电流突然增大并迅速产生闪络击穿，试验电压降低时，电缆的绝缘电阻又回到极高的阻值状态。这种高阻故障称之为高阻闪络性故障。高阻闪络性故障很容易经过几次耐压试验闪络后转化为高阻泄漏性故障。
2.电缆故障的原因
2.1 机械性损伤
机械损伤是造成电力电缆故障的关键性因素之一，其具体涵盖了在电力敷设进程中由于施工人员使用力度过大或者是过度弯曲电路而造成的绝缘体与线路保护层之间的破损，同时在电路施工人员在进行电路作业以及线路运输中电缆同样也会受外来力量作用，从而在一定程度上给电路造成损害。
2.2 绝缘体受潮或老化
绝缘受潮是电缆故障的主要因素。一般造成绝缘受潮的原因是电缆中间接头或终端头密封工艺不良或密封失效以及电缆护套被异物刺穿或腐蚀穿孔等。电缆绝缘长期在电作用下工作，要受到伴随电作用带来的化学、热和机械作用，从而使介质发生物理化学变化，使介质的绝缘下降。
2.3 电缆超负荷运行
正常情况下电流的运转是不会引起电缆故障的，但是如果其长期的承载超负荷电力运作，其在一定程度上会造成电缆过热现象的发生，因而使得电缆迅速升温，过度的热量会加快电缆中绝缘体的老化作用，从而使得其薄弱位置受到损害。
2.4 电缆头故障
在电缆整体线路中，其中间连接头与终端头是电力故障高发位置，其故障原因主要表现在：
（1）在电缆制造过程中，由于制造人员缺乏高度的工作责任感，使得电缆线路缆头的位置带有杂物或者存在缝隙，使得后期电缆作业时，在強大电流运作中，电缆头中的杂物会产生游离，从而造成树木放电的情况时有发生。
（2）在电缆接口或者是中部接头位置的金属线路接触不良，从而使电阻值处于规定范围内，造成过高的感应电压，最终使得电缆绝缘部位被击毁。
3.电缆故障的常用检测方法
3.1 电桥法
电桥法是一种较为传统的电路故障检测方式而且效果较佳。优点是简单、方便、精确度高。其缺点是不适用于检测高阻与闪络性故障，因为故障电阻很高的情况下，电桥的电流很小，一般灵敏度的仪表很难探测的。此外，电桥法检测时，需要知道电缆的准确长度等原始资料，当电缆线路由不同截面的电缆组成时，还需要进行换算，电桥法也不能测量三相短路或断路故障。但是其也存在一定弊端，因为电桥的电压以及检流计灵敏性相对较差，因此其仅仅只适合于直流电阻低于100K、电阻相对较低的电缆故障。而对于高电阻设备、断路故障电流泄露等问题则不能使用这种方法。
3.2 低压脉冲检测法
使用低压脉冲反射电缆故障检测法时应在具体运作中对损害线路注射低压脉冲。当脉冲沿着电缆线路传输到故障点即电流运输过程中所遇到的阻抗不符合的时候，将反射脉冲显示到检测设备上，通过设备反映数据记录，计算出发射和反射脈冲来回时间差值以及其在电缆中的波速度运算，从而得到故障点距离测试点的实际距离。这种方法是较为简便，测试结果直观而显著，在无法确定故障资料的情况下可以直接进行检测。但是其也有弊端即必须在了解电缆设置走向，对于高阻抗以及闪络性电缆故障则不能适用。
3.3 脉冲电压法及脉冲电流法
脉冲电压法包括直流高压闪络法，与冲击高压闪络法。脉冲电压法的基本原理是，利用直流（或冲击）高压信号击穿电缆的故障点，记录放电电压脉冲在测试点与故障点间的往返时间，依此计算故障点的位置。脉冲电压法的优点在于由于是直接利用故障击穿产生的瞬间脉冲信号，测试速度较快。其缺点在于，在故障放电时，尤其是冲击闪络测试时，通过电容（电阻）分压器测量电压脉冲信号，分压器耦合的电压波形难以分辨。脉冲电流法的基本原理是，将电缆的故障点击穿，测量击穿时产生的电流行波信号，根据电流行波在测试点与故障点间的往返时间来计算故障点的位置。
脉冲电流法的局限性在于它是用互感器将脉冲电流耦合出来，其波形比较复杂，由于线芯绝缘介质损耗引起的行波信号衰减及中间接头等的反射和其他干扰因素，故障波形往往误差很大。
3.4 冲击高压闪络法
在电力电缆故障检测方法中，冲击高压闪络法是日常施工人员运用比较广泛的方法。其具体检测机制方法是在故障电缆开端的地方，有效地对其施加冲击高压作用，从而更加迅速地将其故障部位的电弧刺穿，记录下击穿故障点刹那间的电压突跳数据信息。仔细研究数据信号在电缆故障部位与电缆始末间所耗时间，通过其时间距离的测试，从而得出电力电缆故障点并及时分析原因，找出应对措施。
3.5 二次脉冲法
针对二次脉冲法来说其具体效用是利用“一体化高压发生器”所产生的刹那间的冲击高压脉冲进行合理利用并将其引至故障电缆的故障区域上来，在确保故障点充分被刺穿的基础上，有效的延续故障点被击穿后其电弧形成持续时间。与此同时需要注意的是一个触发脉冲可以在同一时刻促发二次脉冲自动触发装置以及电缆检测仪器的运行，运用二次脉冲自动触发装置的启动可以有效发射出两个低压脉冲，在经历二次脉冲产生设备后被传输到检测故障电缆上，从而使得电缆被击穿。通过检测仪器查看电压波形浮动特点以及电弧产后的全程反射波长，将其全部记录在检测设备屏幕上，同时应有效区分两种不同类型的电流波动，一个代表着电缆实际长度，而另外一个则代表着电缆短路时其具体故障距离。
4.结语
在电力电缆故障检测中，应认真冷静的分析故障的类型和性质，正确应用查找方法和仪器，多积累故障查找经验。目前，电力电缆故障检测的方法中还存在着一些局限性，国内外的电力电缆故障诊断仪器和技术还有一定的差距，随着科技的进步，电力电缆故障诊断技术正在不断提高。
参考文献
[1] 龚仁喜.宁存岱.谢井华等.基于LabVIEW和小波分析的电力电缆故障定位方法[J].重庆理工大学学报（自然科学版）.2010（1）.
[2] 王波.田炳伟.论电力电缆故障的检测方法与防范对策[J].中国电子商务，2013（5）.
[3] 严夏.提高10kv配电网供电可靠性措施研究[j].科协论坛（下半月），2014（7）.