電力電纜故障測(cè)試技術(shù)及應(yīng)用概述[摘要]對(duì)各種可能出現(xiàn)的電纜故障的測(cè)試方法以及國(guó)內(nèi)外一些先進(jìn)測(cè)試設(shè)備進(jìn)行概述，并介紹本局電纜故障測(cè)試設(shè)備的應(yīng)用體會(huì)。[關(guān)鍵詞]電纜故障測(cè)試隨著城市建設(shè)的發(fā)展，電力電纜在城網(wǎng)供電中所占的份量也越來(lái)越重，在一些城市的市區(qū)逐步取代架空輸電線路；同時(shí)隨著電纜數(shù)量的增多及運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，電纜的故障也越來(lái)越頻繁。由于電纜線路的隱蔽性、個(gè)別運(yùn)行單位的運(yùn)行資料不完善以及測(cè)試設(shè)備的局限性等原因，使電纜故障的查找非常困難；另一方面，隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)與電子計(jì)算機(jī)結(jié)合應(yīng)用，各種測(cè)量方法及儀器的精度也得到進(jìn)一步提高，國(guó)內(nèi)外眾多的測(cè)試設(shè)備及技術(shù)并存。如何合理地選擇故障測(cè)試設(shè)備，準(zhǔn)確、快速地查找電纜故障，縮短故障停電時(shí)間，就成了電纜運(yùn)行人員非常關(guān)心且值得探討和交流的焦點(diǎn)。鑒于我局1997年“12.5”110kV珠蘭電纜故障的測(cè)尋教訓(xùn)（花了6天時(shí)間），1998年，我們購(gòu)買(mǎi)了全套進(jìn)口車(chē)載精密電纜故障測(cè)試儀，使得我們能有機(jī)會(huì)接觸到國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的電纜故障測(cè)試設(shè)備，并先后參加了德國(guó)Seba及Hagenuk公司，奧地利Baur公司的以及國(guó)內(nèi)的山東科匯等公司的電纜故障測(cè)試技術(shù)培訓(xùn)班學(xué)習(xí)。本文主要概述目前國(guó)內(nèi)外新近的電纜故障測(cè)試技術(shù)及應(yīng)用情況，并結(jié)合本局電纜故障測(cè)試設(shè)備的具體使用情況進(jìn)行分析總結(jié)。1.電力電纜故障測(cè)試的方法及應(yīng)用1.1電力電纜故障分類電力電纜故障按性質(zhì)可分為串聯(lián)（斷線）故障及并聯(lián)（短路）故障兩種，后者按絕緣外是否有金屬護(hù)套或屏蔽可分為主絕緣故障（外有金屬屏蔽），外皮（外護(hù)套）故障（無(wú)金屬屏蔽）的故障。主絕緣故障根據(jù)測(cè)試方法不同，按故障點(diǎn)的絕緣電阻Rf大小可分為①金屬性短路（低阻）故障，其中Rf不同儀器及方法選擇各不同，一般Rf<10Z0（Z0為電纜波阻抗）,②高阻故障,③間歇（閃絡(luò)）故障三種。三者之間沒(méi)有絕對(duì)的界限，主要由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方法區(qū)分，與設(shè)備的容量及內(nèi)阻有關(guān)。1.2電纜故障的測(cè)試方法比較根據(jù)上述電纜故障的分類，目前國(guó)內(nèi)外有各種不同的測(cè)試方法，但測(cè)試步驟均相同，即：①進(jìn)行故障診斷②根據(jù)診斷結(jié)果進(jìn)行故障預(yù)定位③進(jìn)行故障定點(diǎn)（精定位）。對(duì)于各種故障及其相應(yīng)的方法如下表所示：故障類型預(yù)定位方法精定位方法斷線故障●低壓脈沖反射法

▲電橋法●聲磁同步法主絕緣故障低阻故障●低壓脈沖反射法

▲電橋法★音頻感應(yīng)法

★聲磁同步法

電流方向法高阻故障●二次脈沖法（SIM）

▲沖閃法（電流法，電壓法）★高壓電橋法［燃燒降阻法+低壓反射法］聲響法聲磁同步法間歇性故障（閃絡(luò)）●二次脈沖法（直流耐壓擊穿后用）

▲衰減法

▲直流閃測(cè)法（電流法、電壓法）聲磁同步法外護(hù)套故障高壓電橋法

壓降法▲聲磁同步法

●跨步電壓法●推薦使用★有條件限制▲可用方法［］不推薦使用1.3電力電纜測(cè)試方法的發(fā)展20世紀(jì)70年代前，世界上廣泛使用電橋法及低壓脈沖反射法進(jìn)行電力電纜故障測(cè)試，兩者對(duì)低阻故障很準(zhǔn)確，但對(duì)高阻故障不適用，故常常結(jié)合燃燒降阻（燒穿）法，即加大電流將故障處燒穿使其絕緣電阻降低以達(dá)到可以使用電橋法或低壓脈沖法測(cè)量的目的。燒穿方法對(duì)電纜主絕緣有不良影響，現(xiàn)已很少使用。之后出現(xiàn)了直流閃測(cè)法和沖擊閃測(cè)法，分別測(cè)試間歇故障及高阻故障，兩者都均可分為電流閃測(cè)法和電壓閃測(cè)法，取電容量C與電纜測(cè)試的關(guān)系。國(guó)外的儀器制造商多采用2uF或4uF的電容，他們認(rèn)為4uF已足夠，我們認(rèn)為對(duì)于較長(zhǎng)的電纜線路，或間歇故障，或絕緣電阻特別大，或以及低壓電纜故障測(cè)試，在實(shí)際的測(cè)試中常常得不到波形。沖擊能量W=CU2，電壓U受到儀器體積限制且不能過(guò)大，不應(yīng)超過(guò)預(yù)試電壓的50~70%，只要考慮到故障點(diǎn)可能由末端反射電壓疊加后才造成擊穿，疊加電壓過(guò)大對(duì)主絕緣有不利影響。因此當(dāng)U一定時(shí)，W與C是成正比關(guān)系，電容量越大，沖擊能量也越大，故障點(diǎn)起弧時(shí)間越長(zhǎng)，放電越徹底，越容易得到測(cè)試波形，對(duì)于低壓電纜尤為突出。國(guó)外儀器主要實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)延弧裝置或加寬沖擊脈沖延長(zhǎng)起弧時(shí)間功能，且觸發(fā)脈沖配合較好。因此進(jìn)行設(shè)備配置選擇時(shí)最好選擇較大的電容，以適應(yīng)不同電纜故障測(cè)試的需要，當(dāng)然，增大電容將會(huì)增大設(shè)備的重量及體積，使儀器顯得笨重，且還要改變儀器匹配。（2）采樣頻率與儀器精度有關(guān)如Baur的IRG300的采樣頻率為200MHz，以波速度V=160m/us為例，波形每采樣點(diǎn)代表距離即該儀器精度為0.4m。而一些國(guó)產(chǎn)儀器的采樣頻率為20MHZ，\o"點(diǎn)擊圖片看全圖"4m,則精度為4m，誤差可想而知，為減少測(cè)試誤差，應(yīng)可