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[摘 要]伴随着电力电缆的广泛使用，相应的故障检测技术也在不断发展，科学检测技术能解决电缆故障位置的精确定位的问题，并迅速修复问题。本文总结了电力电缆出现故障的原因和类型，分析低压脉冲法、电桥法的优点和缺点，以及声测法等定点检测技术的优缺点和声磁法的适用范围，并且介绍了电力电缆故障检测技术的应用。
[关键词]电力电缆;故障;检测技术;运用
中图分类号：TM247 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）27-0371-01
1 引言
电缆是一种集成电力传输介质的结构，具有高耐火性，强力的防火能力，度长连续（长达2000米），良好的横截面和高灵活性的特点。电缆检测技术在电力行业一直是电力工作者和越来越多的供电企业的关注。但是大多数的电缆埋在地下，一旦出现故障就会造成停电，很难找到故障点，消耗很多的人力和财力，会给经济和社会造成负面的影响。所以，分析电力电缆的故障，如何检测故障点迅速，缩短故障探测的时间，减少经济损失，这是一个非常有意义的研究方向。
2 电缆产生故障的原因
2.1 外力破坏
使用的电缆由于外力造成电缆绝缘损坏或导线断裂事故。外部力量主要包括机械直接影响、地面不均匀沉降、挂电缆张力、动物咬啃等。电缆敷设在地下，受到车辆、高负载等长期的压力和冲击力，将导致电缆沉下、中间接头断裂等事故。电力电缆出现故障的最重要原因是外部力量，这个原因占的电力电缆事故率约72%。
2.2 电缆附件质量缺陷
因为生产过程不佳导致密封不良或材料缺陷，绝缘质量取决于电缆本身在电缆制造过程，如果这流程产生护层缺陷，如隔热层、断裂和褶皱重叠的差距等。
2.3 敷设施工质量差
没有按要求和程序进行电缆敷设施工，安装过程的牵引力过大，使用的设备、工具不合适，电缆护套引起的机械损伤，时间长了就出现故障;单核心高压电缆护套交叉连接错误，是由于保护层的电压高、流通大的造成的。
2.4 受潮和腐蚀
出厂时，电缆包等问题导致裂缝、洞链接不当等将导致电缆潮湿;损坏的电缆在操作时较容易造成绝缘潮湿。造成电缆的绝缘的主要原因是腐蚀。
3 电缆故障的检测技术
3.1 离线检测方法
3.1.1 电桥法
如图1所示，一般来说，只要是经过设备测量AF之间的电阻或AF/ AB的百分比或AF之间的电容等算出故障的距离，称为电桥法。电桥法基于平衡的原则，首先得到的故障部分电缆电压或电阻和全长电缆电压或电阻之比，然后乘以长度的电缆，进而得到故障距离。
3.1.2 低压脉冲法
低压脉冲反射法，也被称为雷达法，它的设计灵感来自于二战时期的雷达，它是观察发送脉冲的时差和故障点反射脉冲之间的距离。由测试端口输入一个低电压脉冲信号到电缆里，使用设备验收脉冲和接受故障点反射脉冲之间的时间差？t（μs），计算故障距离。低压脉冲反射法测量电缆的低电阻、短路和断路故障。当测量时脉冲信号自我测试结束后送到测试电缆。
3.1.3 脉冲电压法
不同于低压脉冲法，脉冲电压法里仪器接收到的脉冲信号是由故障点放电产生的。通过高压设备使电缆故障点放电，生成一个脉冲信号，在测试的端口运用设备接受故障点的放电信号，通过放电信号的时间，使得故障点的距离得以计算。因为脉冲电压法没有实现的测试仪器和高压部分完整的电气隔离，会有安全风险。
3.2 电缆故障定点方法
3.2.1 声测法
声测法第一要使用之前描述的电缆测距的方法引入测量长距离电缆线路事故点距离，根据电缆敷设路径找出事故点的近似位置。声测法的原理是：在特定的放电设备里，将电缆的故障点放电，在此过程中出现的振动会直接排放到地面，与此同时可以运用振动拾音器收到来自故障点的声音信号，从而确定故障点的精确位置。
3.2.2 声磁同步法
声磁同步法是根据声测法改进的，用声测法的同时再使用电磁波接收设备接收放电产生的电磁波。电磁波与声波同步接收，如果我们能听到声波振动的同时，它也显示了故障点放电电磁波的存在，这表明附近存在故障点，否则应当被视为干扰信号。
可以使用此方法时，背景噪音很大。该方法能够提高故障点的识别能力，并且可以估计接收信号的时间差和故障点的位置距离探测器。
3.2.3 音频感应法
音频感应法通常是用于检测低电阻的故障。当检测时，用音频信号发生器往测试电缆引入音频电流，发射电磁波;然后，在地面上用探测器沿被测电缆路径周围电磁场变化的信号，并将其发送给放大器;然后把放大信号发送到耳机或指示仪，根据耳机里声音强度或指示仪表示值的大小得出故障点位置的大小。
4 电力电缆故障检测技术的应用
4.1 现场开关跳闸和接地短路故障处理
电缆对地绝缘电阻的测量值是5 kΩ。当开关跳闸和接地故障发生时，使用电缆故障检测器就可以收集到相应的波形，如图2所示。
如图2所示，故障点的电缆线的总长度是1138米，运用高电压脉冲法测量出故障点在和配电端距离3.36m的地方，然后使用定位器对其精确定位，最后找到故障点。
4.2 存在多个故障点的电缆故障处理
一座大楼的电缆线运用长度超过130米的低压聚氯乙烯电缆，故障点相对于绝缘电阻的测量值是80Ω，然后低电压脉冲法收集故障波形，在对其进行分析，最终确定故障点在开始端的周围。
实践表明，运用高压脉冲法得不到理想的波形，所以很难确定故障点的精确位置。在探明路径后，运用定点检测器找到路线并使用声测法检测发现，和开始的距离30米时的放电声强，挖掘土壤后找到，在这里的电缆护套腐蚀断裂，但没有损害到主绝缘，并且可以直接在钢装甲修复治疗。然而，电缆绝缘钢装甲修复后仍不高，然后运用定点器测量距离约5米地方放电声音很弱，所以挖电缆，发现这里有短路接地电缆。
4.3 故障点不充分放电的处理
研究发现，低电压脉冲伐对部分的电缆故障定位后，通过高压脉冲法在故障点附近但找不到任何声音。例如，B厂电力电缆的相间绝缘电阻等于相对地阻力是47Ω，属于三相短路和接地。在这情况下，使用低压脉冲法，测量故障点处于276米处，但是使用声测法不能听到任何声音放电。当遇到这种情况，最好使用音频电流感应法。
5 结束语
在电力系统的运行中，电力电缆的稳定运行是保证人们正常的生产和生活。加强对电力电缆的管理，积极采取适当的保护措施。同时，根据实际情况和各种检测技术的特点，选择适当的检测方法。
综上所述，本文认为电缆出现故障时，我们应该根据当时的实际情况选择最好的故障定位、测距和检测技术。准确及时地检测定位电力电缆故障的位置，这对提高供电系统的安全性和可靠性是非常重要的。随着电子技术的快速发展，电力电缆的检测技术将朝着智能化和高可靠性的方向发展。
参考文献
[1] 胡雪云，试论电力电缆行波故障测距方法[J]，江西电力职业技术学院学报，2003，6（1）：24-26.
[2] 陈韶勇，李越.电力电缆常见故障检测方法[j].科技创新导报，2009，19：81.
[关键词]电力电缆;故障;检测技术;运用
中图分类号：TM247 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）27-0371-01
1 引言
电缆是一种集成电力传输介质的结构，具有高耐火性，强力的防火能力，度长连续（长达2000米），良好的横截面和高灵活性的特点。电缆检测技术在电力行业一直是电力工作者和越来越多的供电企业的关注。但是大多数的电缆埋在地下，一旦出现故障就会造成停电，很难找到故障点，消耗很多的人力和财力，会给经济和社会造成负面的影响。所以，分析电力电缆的故障，如何检测故障点迅速，缩短故障探测的时间，减少经济损失，这是一个非常有意义的研究方向。
2 电缆产生故障的原因
2.1 外力破坏
使用的电缆由于外力造成电缆绝缘损坏或导线断裂事故。外部力量主要包括机械直接影响、地面不均匀沉降、挂电缆张力、动物咬啃等。电缆敷设在地下，受到车辆、高负载等长期的压力和冲击力，将导致电缆沉下、中间接头断裂等事故。电力电缆出现故障的最重要原因是外部力量，这个原因占的电力电缆事故率约72%。
2.2 电缆附件质量缺陷
因为生产过程不佳导致密封不良或材料缺陷，绝缘质量取决于电缆本身在电缆制造过程，如果这流程产生护层缺陷，如隔热层、断裂和褶皱重叠的差距等。
2.3 敷设施工质量差
没有按要求和程序进行电缆敷设施工，安装过程的牵引力过大，使用的设备、工具不合适，电缆护套引起的机械损伤，时间长了就出现故障;单核心高压电缆护套交叉连接错误，是由于保护层的电压高、流通大的造成的。
2.4 受潮和腐蚀
出厂时，电缆包等问题导致裂缝、洞链接不当等将导致电缆潮湿;损坏的电缆在操作时较容易造成绝缘潮湿。造成电缆的绝缘的主要原因是腐蚀。
3 电缆故障的检测技术
3.1 离线检测方法
3.1.1 电桥法
如图1所示，一般来说，只要是经过设备测量AF之间的电阻或AF/ AB的百分比或AF之间的电容等算出故障的距离，称为电桥法。电桥法基于平衡的原则，首先得到的故障部分电缆电压或电阻和全长电缆电压或电阻之比，然后乘以长度的电缆，进而得到故障距离。
3.1.2 低压脉冲法
低压脉冲反射法，也被称为雷达法，它的设计灵感来自于二战时期的雷达，它是观察发送脉冲的时差和故障点反射脉冲之间的距离。由测试端口输入一个低电压脉冲信号到电缆里，使用设备验收脉冲和接受故障点反射脉冲之间的时间差？t（μs），计算故障距离。低压脉冲反射法测量电缆的低电阻、短路和断路故障。当测量时脉冲信号自我测试结束后送到测试电缆。
3.1.3 脉冲电压法
不同于低压脉冲法，脉冲电压法里仪器接收到的脉冲信号是由故障点放电产生的。通过高压设备使电缆故障点放电，生成一个脉冲信号，在测试的端口运用设备接受故障点的放电信号，通过放电信号的时间，使得故障点的距离得以计算。因为脉冲电压法没有实现的测试仪器和高压部分完整的电气隔离，会有安全风险。
3.2 电缆故障定点方法
3.2.1 声测法
声测法第一要使用之前描述的电缆测距的方法引入测量长距离电缆线路事故点距离，根据电缆敷设路径找出事故点的近似位置。声测法的原理是：在特定的放电设备里，将电缆的故障点放电，在此过程中出现的振动会直接排放到地面，与此同时可以运用振动拾音器收到来自故障点的声音信号，从而确定故障点的精确位置。
3.2.2 声磁同步法
声磁同步法是根据声测法改进的，用声测法的同时再使用电磁波接收设备接收放电产生的电磁波。电磁波与声波同步接收，如果我们能听到声波振动的同时，它也显示了故障点放电电磁波的存在，这表明附近存在故障点，否则应当被视为干扰信号。
可以使用此方法时，背景噪音很大。该方法能够提高故障点的识别能力，并且可以估计接收信号的时间差和故障点的位置距离探测器。
3.2.3 音频感应法
音频感应法通常是用于检测低电阻的故障。当检测时，用音频信号发生器往测试电缆引入音频电流，发射电磁波;然后，在地面上用探测器沿被测电缆路径周围电磁场变化的信号，并将其发送给放大器;然后把放大信号发送到耳机或指示仪，根据耳机里声音强度或指示仪表示值的大小得出故障点位置的大小。
4 电力电缆故障检测技术的应用
4.1 现场开关跳闸和接地短路故障处理
电缆对地绝缘电阻的测量值是5 kΩ。当开关跳闸和接地故障发生时，使用电缆故障检测器就可以收集到相应的波形，如图2所示。
如图2所示，故障点的电缆线的总长度是1138米，运用高电压脉冲法测量出故障点在和配电端距离3.36m的地方，然后使用定位器对其精确定位，最后找到故障点。
4.2 存在多个故障点的电缆故障处理
一座大楼的电缆线运用长度超过130米的低压聚氯乙烯电缆，故障点相对于绝缘电阻的测量值是80Ω，然后低电压脉冲法收集故障波形，在对其进行分析，最终确定故障点在开始端的周围。
实践表明，运用高压脉冲法得不到理想的波形，所以很难确定故障点的精确位置。在探明路径后，运用定点检测器找到路线并使用声测法检测发现，和开始的距离30米时的放电声强，挖掘土壤后找到，在这里的电缆护套腐蚀断裂，但没有损害到主绝缘，并且可以直接在钢装甲修复治疗。然而，电缆绝缘钢装甲修复后仍不高，然后运用定点器测量距离约5米地方放电声音很弱，所以挖电缆，发现这里有短路接地电缆。
4.3 故障点不充分放电的处理
研究发现，低电压脉冲伐对部分的电缆故障定位后，通过高压脉冲法在故障点附近但找不到任何声音。例如，B厂电力电缆的相间绝缘电阻等于相对地阻力是47Ω，属于三相短路和接地。在这情况下，使用低压脉冲法，测量故障点处于276米处，但是使用声测法不能听到任何声音放电。当遇到这种情况，最好使用音频电流感应法。
5 结束语
在电力系统的运行中，电力电缆的稳定运行是保证人们正常的生产和生活。加强对电力电缆的管理，积极采取适当的保护措施。同时，根据实际情况和各种检测技术的特点，选择适当的检测方法。
综上所述，本文认为电缆出现故障时，我们应该根据当时的实际情况选择最好的故障定位、测距和检测技术。准确及时地检测定位电力电缆故障的位置，这对提高供电系统的安全性和可靠性是非常重要的。随着电子技术的快速发展，电力电缆的检测技术将朝着智能化和高可靠性的方向发展。
参考文献
[1] 胡雪云，试论电力电缆行波故障测距方法[J]，江西电力职业技术学院学报，2003，6（1）：24-26.
[2] 陈韶勇，李越.电力电缆常见故障检测方法[j].科技创新导报，2009，19：81.