電力電纜故障的測試方法
電力電纜故障的粗淺方法與精測方法，即高、低壓脈沖法與聲測定位法、跨步法。
由于輸電線路越來越多地使用電力電纜，使得電纜的生產(chǎn)廠家急劇增多，市場的競爭日趨激 烈。市場競爭的激烈，帶來的直接后果是電纜質(zhì)量下降，從而引發(fā)電纜的平均故障率要高的多； 同時由于電纜多為地埋形式，出故障后人很難直接觀測到。因此，查找電纜故障便成了電纜行業(yè) 較突出的問題。本文僅就電纜故障的測試方法做一較全面的論述。
1 電纜故障測試方法概論
    電力電纜故障的粗測方法較多，這里主要介紹最常用的且很有效的一種測試方法——脈沖法。
1.1 低壓脈沖法
    此方法主要用來測試電纜的相間或相對地低阻故障；電纜的芯線、金屬屏蔽層開路故障；以及 電纜的實際長度、校驗電纜的傳輸速度、顯示電纜中的部分中間接頭位置等。也可直接用該方法 判斷電纜中是否存在低阻或開路故障。
    低壓脈沖法是由儀器產(chǎn)生一組間斷脈沖信號加到故障電纜上，當(dāng)遇到故障后產(chǎn)生反射波，儀器 的發(fā)射脈沖可正可負(fù)。其測試波形見圖2。
    t1時刻為儀器的發(fā)射脈沖； t2為電纜中間接頭反射， t3為開路故障點反射， t4為電纜全長開路反射。實際中，電纜中間對接頭有時為反極性反射，若為T型接頭則必為反極性反射。
    電纜的中間接頭一般反射幅度較小。開路故障必為同極性反射。電纜全長反射相當(dāng)于電纜斷線開 路故障的特例，電纜斷線故障不存在全長反射。 t3為低阻故障反射與儀器發(fā)射脈沖反 極性。若電纜為低阻故障短路故障，測試波形中不存在t4 電纜全長反射。由分析知：S（t1-t2）為電纜中間接頭到測試端的距離，S（t1-t4） 為電纜長度。SDCA系列智能電纜故障閃測儀產(chǎn)生的雙豎線游標(biāo)將自動顯示相關(guān)距離，一般先將第一個游標(biāo)對準(zhǔn)儀器的發(fā)射脈沖，再將另一個游標(biāo)對準(zhǔn)相關(guān)的反射脈沖拐點，預(yù)置好被測電纜的傳輸速度V。
在分析低壓脈沖法測量波形時應(yīng)牢記：極性、時間、幅度3要素。
1.2 高壓脈沖法（閃絡(luò)法）
1.2.1 直流高壓閃絡(luò)測量法（直閃法）
本方法主要用作測量電纜的閃絡(luò)性高阻故障，也可用以測量電纜中阻值很高的泄漏性高阻故障。電壓法（DUM）：測量線路及測試波形。
    VT、GB分別為調(diào)壓器和高壓試驗變壓器。一般要求其容量≮1.5kVA，整流硅堆D應(yīng)根據(jù)GB的容量及最高電壓選擇，如1.5kVA/50kV試驗變壓器應(yīng)要求D的反向耐壓＞150kV、整流電流＞ 50mA。隔直流電容C＞0.1μF，耐壓應(yīng)不小于給電纜所加的直流高壓，R1 、R2 為電阻分壓器。水電 阻R1為40～80k Ω 。 取200～680 Ω 。調(diào)整好儀器，從0開始給電纜加直流電壓，當(dāng)電壓加到某一值時，泄漏電流突然增大，此時儀器顯示出了圖3（b）所示的近似衰減方波，故障點到測試端距離為： S(t1-t2)=S(t1-t3)=S(t1-t4)
    電流法（DIM）：測量線路及測試波形。
    由LP電流取樣器取代 電阻分壓器，相當(dāng)于電流互感器，測試波形，
    近似于衰減的脈沖波。極性可正、負(fù)，故障點到測量端的距離為：
S(t1-t2)=S(t2-t3)=S(t3-t4)
    電流電壓法（DIUM）：測量線路與圖4基本相同，但LP變成電流電壓取樣器。故障點到測試端的距離為 S(t1t2)=S(t1-t3)
分析3種直閃法各有優(yōu)缺點，DUM可以被完全取代，DIUM相對于DIM具有較強的抗干擾性能，故 障可測率也相對較高，安全性好。
    1.2.2 沖擊（SHOOT）高壓閃絡(luò)測量法
    本方法主要用以測量電纜的泄漏性故障,特別是泄漏性高阻故障,也可用來測試其它類型故障。
電壓法（SUM）：最常用的典型SUM測量線路及測試波形（L法）
    VT、GB、D、C的容量相對直閃法大，VT、GB＞3kVA，C起貯能作用,一般要求＞2μF， 耐壓不低于電纜所加沖擊電壓大小。Js為球隙，用以改變加到電纜上的沖擊電壓高低和放電間隔 時間。L為取樣電感，R1 、R2 為分壓電阻，作用與直閃法相同。先調(diào)好球隙間距（20-30kV/cm）及儀 器。從0V調(diào)節(jié)VT，使球隙以3～6 S間隙放電（不能超過電纜所允許的耐壓值），SDCA儀器將記錄 到如圖6(b)所示的波形，故障點到測量端的距離為：S（t2-t3）。
    電流法（SIM）：測量線路：測試波形通過LP互感器取出，故障點到測試端距離為：S（t2-t3）=S（t3-t4）
    電流電壓法（SIUM）：測量線路與圖7基本相同，所不同的是把LP換成電流電壓取樣器，測試 波形與圖6相似，但比圖6的拐點更加明顯。故障點到測試端的距離為S（t2-t3）。
三種方法的優(yōu)缺點與直閃法相同，這里不再贅述。
1.2.3 二次脈沖法
    二次脈沖法是閃絡(luò)法的一種不同連線方式或工作方式,其目的是改善測試波形，提高儀器的抗 干擾性能，但從理論及實際操作上講，不存在比其它3種方法更多的優(yōu)越性。
2 電纜故障的精測方法
2.1 聲測定位法
    測量線路。給故障電纜加沖擊高壓，用“定點儀”（包括探頭，接收放大器、耳機等） 在電纜埋設(shè)路徑的可疑地方收聽故障點放電產(chǎn)生的聲波，其聲音最大點為電纜故障點。定點儀歸 納起來有3種:
1）聲波法：只接收故障點放電產(chǎn)生的聲波，由聲音大小判斷故障點位置，這種定點儀已淘汰。
2）聲磁同步法：利用故障點放電同時產(chǎn)生的電磁波和聲波確定故障點。電磁波起輔助作用：用來
    證明聽到的聲音是否是故障點的放電聲；判斷給電纜所加的沖擊高壓是否正常；用來查找電纜的 正確走向。目前常用如“SDCT-3“或“SDCT-4型定點儀”屬此類。
3）數(shù)字式定點儀：以數(shù)字的形式顯示出“定點儀”所處的位置與故障點的相對距離。但使用要求 環(huán)境相對安靜，否則效果較差。如“SDCT-5同步接收定點儀”屬此類。
2.2 跨步法
    主要用來查找66kV以上電纜的護套故障,測量線路
    給電纜加一個斷續(xù)的調(diào)制信號，用2個探針相距1m觸地面，當(dāng)在故障點一邊時表頭指針朝一個 方向擺動，當(dāng)在故障點的另一邊時,表頭指針朝反方向擺動。當(dāng)跨在故障點中間時表頭指針不擺 動。 3 電纜路徑的探測
    探測電纜路徑的理論依據(jù)是電磁感應(yīng)原理。“電纜路徑儀”的輸出加到電纜 的其中一相，輸出信號為間歇的交流信號。在現(xiàn)場，“接收器”通過探棒接收電纜所幅射的電磁 信號。當(dāng)探棒垂直地面，接收器接收到的最小信號的各點連線即為電纜的埋設(shè)路徑。現(xiàn)場使用比 較方便。
4 電纜故障測試中的一些實際問題
    4.1 不同耐壓等級電纜故障測試 根據(jù)電纜的結(jié)構(gòu)及故障類型，把電力電纜分為低、中和高壓3種類型。一般來說，低壓電纜通 常沒有金屬外護套或金屬屏蔽層，相對地故障一般是相對大地，采用閃絡(luò)法測量較困難�？蛇x擇 相、相測量（粗測），或直接進行定位，沖閃電壓可取電纜耐壓的數(shù)倍，球隙放電間隔約5～10s 為好。6、10、35kV中壓電纜故障一般都較典型，可采用低壓脈沖法或閃絡(luò)法測量，閃絡(luò)電壓不要 超過電纜的額定試驗電壓。 66kV及以上電纜通常故障點表現(xiàn)形式為主絕緣故障和外護套故障。絕緣故障的測試方法與中壓 電纜相同，但“閃測儀”通常的配置在耐壓上存在一定的問題，應(yīng)注意謹(jǐn)慎使用。外護套故障通常采用“跨步法”直接定位。
    4.2 不同絕緣介質(zhì)電纜故障測試
    電力電纜因絕緣介質(zhì)不同而有不同的結(jié)構(gòu)形式。這里主要以油浸紙介質(zhì)和XLPE兩種常用電纜為 例說明故障測試中的一些問題。
油浸紙電纜故障點在中間接頭時粗測較困難，而用瀝青或環(huán)氧樹脂灌封接頭，兩端本體鉛包用 一條短連線相連，故障點放電很難形成短路電弧。

    XLPE電纜故障相對比較難測，歸納起來主要有以下幾點：
a） 運行中出現(xiàn)泄漏性故障，當(dāng)采用某種方法測試時，故障電阻消失，用直流高壓做泄漏試驗，電纜耐壓正常。
b） 當(dāng)進行電纜故障定位時，電纜上到處有響聲。
c) 電纜存在明顯的泄漏性高阻故障，但無論采用什么方法都找不到。
d） 當(dāng)對電纜故障進行燒穿時，故障電阻非但不降低，反而升高很多。
    出現(xiàn)上述現(xiàn)象歸納起來有以下幾個原因：
a） XLPE電纜的絕緣材料為固體材料，與油浸紙介質(zhì)比較有其特殊的一面。如氣隙放電，偶極子 （如:水份）極化等，這些在油浸紙介質(zhì)電纜中是不存在的。
b） XLPE電纜的質(zhì)量問題不易顯露，很難界定，如電纜中某一段無半導(dǎo)電層或沒有銅屏蔽層等很 難發(fā)現(xiàn)。
c) 電纜接頭制做工藝，如終端頭連接地線不準(zhǔn)確，應(yīng)該是銅屏蔽層，而不是金屬護層，或接觸 不良等；又如中間接頭沒有銅屏蔽層或銅屏蔽層未與本體連接或接觸不良等。
可以肯定的講，只要XLPE電纜質(zhì)量合格，電纜接頭制作規(guī)范，一般來講，故障測試非常容易。但 要特別注意是：XLPE電纜故障應(yīng)謹(jǐn)慎使用“燒穿法”，且不可長時間沖擊放電測量。
    4.3 故障點難測的幾種情況
a）沒有良好的接地回路
b）故障點處大面積受潮
c）封閉性短路故障
d）穿管電纜