隨著(zhù)城市建設的發(fā)展，電力電纜在城網(wǎng)供電中所占的比例越來(lái)越大，在一些城市的市區己逐步取代架空輸電線(xiàn)路隨著(zhù)電纜數量的多及運行時(shí)間的延長(cháng)，電纜的故障也越來(lái)越頻繁由于電纜線(xiàn)路的隱蔽性、個(gè)別運行單位的運行資料不完善以及測試設備的局限性等原因，使電纜故障的查找非常困難如何合理地選擇故障測試設備，準確、快速地查找電纜故障，縮短故障停電時(shí)間，成為電纜運行人員非常關(guān)心的問(wèn)題

1電力電纜故障分類(lèi)電力電纜故障按性質(zhì)可分為串聯(lián)（斷線(xiàn)）故障及并聯(lián)（短路）故障兩種，后者按主絕緣外是否有金屬護套或屏蔽可分為主絕緣故障（外有金屬護套或屏蔽）和外皮（外護套）故障（無(wú)金屬護套或屏蔽）主絕緣故障根據測試方法不同，按故障點(diǎn)的絕緣電阻Rf大小可分為①金屬性短路（低阻）故障不同儀器及方法選擇Rf不同，一般Rf<10Z.（Z.為電纜波阻抗）；②高阻故障；③間歇（閃絡(luò )）故障3者之間沒(méi)有絕對的界限，主要由現場(chǎng)試驗方法區分，與設備的容量及內阻有關(guān)2電纜故障測試方法的比較電纜故障的測試步驟均為：①診斷故障，②故障預定位；③故障定點(diǎn)（精定位）各種故障及其相應的測試方法見(jiàn)表1表1電力電纜故障及檢測方法故障類(lèi)型預定位方法精定位方法斷線(xiàn)故障魯低壓脈沖反射法▲電橋法聲磁同步法低阻故障魯低壓脈沖反射法▲電橋法★音頻感應法★聲磁同步法，電流方向法二次脈沖法（SIM）▲沖閃法主絕高阻故障★高壓電橋法聲響法聲磁同步法緣故障二次脈沖法（直流耐間歇性故障（閃絡(luò )）壓擊穿后用）▲衰減法▲直流閃測法聲磁同步法外護套故障高壓電橋法▲聲磁同步法壓降法魯跨步電壓法注：為推薦使用；★為有條件限制；▲為可用方法；為不推薦使用3電力電纜的測試方法1970年以前，通常使用電橋法及低壓脈沖反射法測試電力電纜故障，兩者對低阻故障很準確，但對高阻故障不適用。其后出現了直流閃測法和沖擊閃測法，分別測試間歇故障及高阻故障，兩者都均可分為電流和電壓閃測法。電壓法可測率高，波形清晰易判，盲區比電流法少一倍，但接線(xiàn)復雜，分壓過(guò)大時(shí)對人及儀器有危險；電流法則相反目前這兩種方法是國產(chǎn)高阻故障測試儀的主流方法，基本上解決了電纜高阻故障測試問(wèn)題但儀器有盲區，且波形有時(shí)不夠明顯，靠人為判斷，儀器誤差相對較大1990s，國外發(fā)明二次脈沖法，即結合高壓發(fā)生器沖擊閃絡(luò )技術(shù)，在故障點(diǎn)起弧的瞬間通過(guò)內部裝置觸發(fā)發(fā)射一低壓脈沖，此脈沖在故障點(diǎn)閃絡(luò )處（電弧的電阻值很低）發(fā)生短路反射，并記憶在儀器中，電弧熄滅后，復發(fā)一測量脈沖通過(guò)故障處直達電纜末端并發(fā)生開(kāi)路反射，比較兩次低壓脈沖波形（見(jiàn)）可非常容易地判斷故障點(diǎn)（擊穿點(diǎn)）位置，是目前最先進(jìn)的基礎測試方法基于二次脈沖法設備有奧高電壓技術(shù)強調起弧與觸發(fā)脈沖配合，由內部通信裝置對沖擊電流進(jìn)行阻尼，同時(shí)增加沖擊電流的沖擊寬度；而Seba則采用穩弧儀，強調延長(cháng)電弧時(shí)間，保證低壓脈沖在起弧期間到達Baur公司載精密電纜故障測試預定位系統原理見(jiàn)該設備與國產(chǎn)電流或電壓法測試儀相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：二次脈沖原理圖結構緊湊，接線(xiàn)簡(jiǎn)單，切換容易，安全可靠自動(dòng)匹配自動(dòng)判斷，并可打印或存盤(pán)引入“tm*測試可消除盲區將預先測試脈沖波經(jīng)過(guò)儀器到達引線(xiàn)末端的時(shí)間”tm*值輸入到系統中。在同一種方法中*tm*為定值，與波速度選擇無(wú)關(guān)。所測波形中tm時(shí)刻點(diǎn)即為所測電纜的始端精度高采樣頻率200MHz，精度達0. 4m對電纜狀態(tài)及與運行時(shí)出故障的自動(dòng)定位測試將電纜的GIS（地理信息系統）與GPS（全球定位系統）聯(lián)合應用，實(shí)現實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的在線(xiàn)監測及將是未來(lái)的發(fā)展趨勢。目前日本部分重要的電纜線(xiàn)路裝有在線(xiàn)監測及故障測試系統，監測系統會(huì )測出電纜的故障位置自動(dòng)發(fā)射給衛星系統，用戶(hù)終端即可知道故障實(shí)際位置，實(shí)現全自動(dòng)化管理4配置電纜故障測試設備的幾點(diǎn)考慮高性能設備價(jià)格高，但服務(wù)范圍達到一定規模時(shí)，故障停電損失遠大于儀器價(jià)格。

　　為能應付所有可能出現的電纜故障，測試單試儀、預定位設備（含電橋，回波反射儀，配套的高壓裝置及信號發(fā)生器）精定位儀（跨步電壓法、聲磁同步法、音頻定位儀）等。對不知路徑的直埋電纜故障，路徑測試儀尤為重要，但在實(shí)測中受地下平行金屬管線(xiàn)干擾，其損差較大Seba公司新產(chǎn)品采用雙感應線(xiàn)圈將最大法波最小法的倒轉波疊加處理可解決干擾問(wèn)題高壓沖擊發(fā)生器中的電容器C與電纜測試有關(guān)，國外儀器多采用2PF或4PF的電容。但對較長(cháng)電纜線(xiàn)路、間歇故障絕緣電阻特別大、或低壓電纜故障測試時(shí)，常得不到波形沖擊能量CU2，考慮對主絕緣的不利影響和受到儀器體積限制，U不能過(guò)大（不應超過(guò)預試電壓的5（%~ 70%），只有增大電容量，沖擊能量才增大，使故障點(diǎn)起弧時(shí)間長(cháng)，放電徹底，容易得到測試波形，對于低壓電纜尤為突出國外儀器有自動(dòng)延弧裝置或加寬沖擊脈沖延長(cháng)起弧時(shí)間功能，且觸發(fā)脈沖配合較好，電容量4 F已足夠。國產(chǎn)設備配置應選擇較大的電容，但增大電容使儀器笨重，還要改變儀器匹配選用高采樣頻率的設備以保證高定位精度。

　　對于110kV及以上高壓電纜的故障或間歇性故障，應選高電壓等級設備，可采用衰減法測試。

　　5電纜故障測試應用的主要經(jīng)驗用Baur及Seba公司電纜故障測試及定位設備測試了近30次絕緣故障，成功率達100%，且均在12h內定出故障點(diǎn)。測試的主要經(jīng)驗是：電纜在驗證時(shí)必須要求提供完整的電纜資料（長(cháng)度、路徑是否預留、接頭位置等）主絕緣故障預定位較易而精定位很難；相反，外護套故障預定位較難而精定位（跨步電壓法）卻非常準確、容易。在特殊情況下（絕緣及外護套故障共點(diǎn)時(shí)）兩者可結合使甩低壓電纜接頭施工時(shí)地線(xiàn)連接不規范，測試時(shí)應注意電纜地線(xiàn)與接地分開(kāi)。當電纜一端測不到明顯波形時(shí)，換另一端或加大燃弧電流后再測，可獲得較好波形因所測電纜較長(cháng)而在預定位測不出波形時(shí)，可加大沖擊電壓或調節觸發(fā)時(shí)延以得到波形。對于間歇性故障，當采用沖擊電壓不能擊穿時(shí)，可用常規直流耐壓試驗擊穿。

　　位應配備測試設備，如電理唄J路徑測褓喊H.AU h郵下轉第1忍頁(yè)）bookmark1預定位誤差包括：a.儀器誤差，恒定不變；b.量度誤差，影響較大，應注意兩端電纜是否有預留圈；c.波速取值不當誤差，應由電纜長(cháng)度計算；d.波形判斷誤差，取決于儀器性能及測試者經(jīng)驗中間升，￡變I一丁分成器調頻電源高電壓技術(shù)但由于重量大，可移動(dòng)性差，主要用于試驗室變頻諧振試驗系統不但能滿(mǎn)足110kVXLPE電纜的耐壓要求，而且具有重量輕、可移動(dòng)性好的優(yōu)點(diǎn)，適宜現場(chǎng)試驗。

　　通過(guò)調研和論證，山東電力研宄院選擇了長(cháng)沙電力試驗開(kāi)發(fā)公司研制的變頻諧振試驗裝置，該裝置采用固定電抗器作為諧振電抗器，以調頻的方式實(shí)現諧振，頻率的調節范圍為30~300Hz符合GIGREWG21.03推薦使用工頻及近似工頻（30~ 300Hz）的交流電壓要求這種交流電壓試驗可以重現與運行工況下相似的場(chǎng)強，實(shí)踐證明是行之有效的方法。

　　3現場(chǎng)驗收試驗實(shí)例山東電網(wǎng)用變頻諧振試驗裝置對110kV交聯(lián)聚乙烯電纜進(jìn)行了現場(chǎng)交流耐壓驗收試驗。其試品型號為YJLW03；額定電壓為64/110kV；導體規格為1爪七<300爪爪2銅導體；電容為0.1391尸/1<；單根電纜的長(cháng)度為1.495km試驗標準：在電纜芯線(xiàn)和金屬鎧裝層之間施加交流電壓110kV（=萬(wàn)U0），保持5min由于中間升壓變壓器輸出電壓為15kV，無(wú)法滿(mǎn)足110kV試驗電壓的要求，需要用串聯(lián)電抗器進(jìn)行串聯(lián)諧振。由于流過(guò)串聯(lián)電抗器的試驗電流超過(guò)了其額定電流，因此需要加入并聯(lián)電抗器進(jìn)行補償，即組成串一并聯(lián)諧振回路，試驗接線(xiàn)原理圖如圖中L1為一只串聯(lián)電抗器，L2為4只電抗器并聯(lián)，每只電抗器的電感200H，額定電流4A，額定電壓267kV通過(guò)改變投入并聯(lián)補償電抗器的數量，在滿(mǎn)足試驗設備的電壓和電流的前提下，力求試驗頻率接近工頻以下是諧振頻率的估算：由于L1的電抗遠大于中間升壓變壓器的電抗，或者說(shuō)試驗電壓遠遠高于中間變壓器高壓側的輸出電壓，因此在估算諧振頻率時(shí)可以簡(jiǎn)化，相當于L1和L2與Cx并聯(lián)，則有串一并聯(lián)諧振試驗接線(xiàn)圖試驗中的實(shí)際諧振頻率為55Hz，說(shuō)明按照上述簡(jiǎn)化進(jìn)行諧振頻率的估算是比較準確的6根電纜分6次試驗，耐壓時(shí)間5min全部通過(guò)4結語(yǔ)直流耐壓試驗不能模擬高壓交聯(lián)電纜的運行工況，試驗效果差，并且有一定的危害性，在現場(chǎng)竣工驗收試驗不宜采甩交流耐壓試驗是現場(chǎng)檢驗交聯(lián)電纜的敷設和附件安裝質(zhì)量的有效手段變頻諧振裝置符合IEC和國標的有關(guān)要求，通過(guò)電抗器串并聯(lián)的方式可以滿(mǎn)足110kV和220kV高壓交聯(lián)電纜現場(chǎng)交流耐壓的要求。