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【摘要】 目前可将多种检测设备集成安装至机动车上，通过集中式显示控制台进行绝缘电阻测量、电桥法、二次脉冲法测距及声测法定位等多项检测手段，大大简化了高压电缆故障定位工作，提高了工作效率。本文对高压电缆故障原因及对策进行了分析探讨。
【关键词】 高压电缆；故障原因；对策
一、电缆故障按故障部位的分类
1、电缆本体故障
电缆本体是电缆的核心部件，也是最容易受到破坏的地方，而且由于其距离长，敷设安装在封闭的空间，出现故障之后也不容易及时排除。工程实践中，电缆的缺陷和故障很大一部分发生在电缆本体。机械损伤。这类故障大约占电缆本体故障的一半以上。这类故障对电网影响大，造成的后果比较严重。常见的有市政道路施工等直接外力造成的破坏；敷设过程中电缆受力过大或者弯曲过度造成其局部绝缘降低或者电缆铠装层断裂；电缆穿越公路、铁路及高大建筑物时，由于地面的下沉而使电缆垂直受力变形，导致电缆破裂甚至折断，或者造成电缆中间接头内部绝缘降低而导致发生击穿；由地质灾害、低温等自然力造成的损坏，这个在电缆故障中所占比例较小。
化学损伤。造成电缆过热的原因主要是电缆的过负荷。电缆沟或者电缆隧道内通风不良，电缆排布不合理，或是电缆周围介质导热性能差，以及在热力管附近敷设电缆或热电同隧道架设，都将大大缩短电缆的寿命。
过电压破坏。包括谐振过电压对电缆的破坏，小电流接地系统对电缆的影响以及雷电过电压。电缆自身缺陷。电缆制造过程中，在包缠主绝缘层时出线褶皱或者裂损会造成其绝缘性能降低，电缆铠装层不合格也会造成其内部绝缘层或者外绝缘的损坏。当发生单相接地故障时这些受损点就比较容易造成绝缘击穿。
2、电缆接头故障
对于长距离供电电缆或者当电缆出现故障修复后，电缆都会产生连接头，即中间接头。通常电缆故障的相当一部分为接头故障，其表现性质各不相同。电缆接头故障一般都出现在电缆绝缘屏蔽断口处，因为这里是电应力集中的部位，并且以多相对地泄漏性高阻故障居多数。因制造原因导致电缆接头故障的原因有应力锥本体制造缺陷、绝缘填充剂问题、密封圈漏油等。
3、电缆终端头故障
无论电缆长短，肯定存在终始端两个接头。电缆终端头的制作工艺不良，频繁启动所产生高次谐波，都可能加速电缆终端头的绝缘老化。此外还有空载线路合闸时产生的影响，包括自动重合闸和正常的合闸操作，电线路检修或其他停电后恢复供电。断路器重合前的电压为0，在开关合闸空载线路时，由于触头间的电位差使间隙击穿而接通电路，对绝缘产生破坏。
二、电缆故障原因分析
1、电缆设备质量原因
目前高压电缆制造在原材料及设备工艺方面已经接近成熟，且电缆在出厂前需进行严格的交流耐压试验，所以由于电缆设备质量出现问题的概率比较小。一般电缆生产过程中容易出现的问题有绝缘偏心、绝缘屏蔽厚度不均匀、绝缘内有杂质、内外屏蔽有突起、交联度不均匀、电缆受潮、密封不良等。有些情况比较严重，可能在竣工试验中或投运后不久即会出现故障，但是大部分会在电缆系统中以缺陷形式长期存在，对电缆的安全运行造成严重隐患。
2、设计、敷设施工原因
我国的电缆设计知识主要是在交流和实践过程中从国际标准和国外厂家学习来的，一些设计院的专业电缆设计部门还在工作中不断总结改进，电缆设计整体水平仍需提高。已经暴露出来的电缆设计的缺陷包括电缆防震保护措施不足，终端引下线过长，电缆上塔位基础设计缺陷、终端构架平台结构设计不稳固等。
電缆尤其是接头部分对施工环境和施工工艺的要求比较高，而施工现场的温度、湿度、灰尘等环境条件以及施工人员的技术工艺水平等往往难以满足要求。因施工质量原因造成的严重缺陷一般在投运前的竣工试验时或投运后一两年内就会出现故障，而一些小的问题可能就成为长期安全运行的隐患。采用专业的施工队伍和加强接头安装人员的技术工艺水平和质量意识是减少电缆故障的重要保障。
3、外部原因
3.1外力损伤
这种故障主要由于施工不规范引起的。特别是在高速发展的城市建设中，相当一部分电缆故障都是由于机械外力损伤导致的。比如敷设安装时不规范施工，容易造成电缆的机械损伤；在直埋电缆上进行市政、土建施工也极易对运行中的电缆造成损伤。
3.2绝缘受潮和化学腐蚀
绝缘受潮和化学腐蚀是电缆故障比较正统的故障原因。它和电缆周围的环境有关，定期的巡查和环境记录的统计整理，都有助于减少电缆因受潮和受腐蚀而产生的故障。
3.3长期过负荷运行
电缆在超负荷运行时，由于电流的热效应，负载电流会引起导体过热，而且电荷的集肤效应和钢铠的涡流损耗、绝缘介质损耗也会产生额外的热量，从而使电缆温度持续升高。长期超负荷运行时，高温将会加快绝缘的老化。
三、电缆故障测距
1、电桥法
电桥法是一种经典测试方法，操作简便、测量精确度高，适用于除高阻和闪络型故障以外的其他故障检测。这是因为一般灵敏度的电表无法检测出高阻故障导致的微小电流。故障电阻甚至会由于故障点烧断而升高，亦或是故障电阻过低导致永久短路，这都影响后期放电声测法测定具体的故障点。
2、低压脉冲反射法
运用低压脉冲反射法测试时，向电缆注入一低压脉冲，该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点，如短路点、故障点、中间接头等，脉冲产生反射，回送到测量点被仪器记录下来，通过识别反射脉冲的极性，可以判定故障的性质。这种方法可用于测量电缆的低阻、短路与断路故障。它通过观察故障点反射脉冲与发射脉冲的时间差测距，因此比较简单和直观，同时不需要知道电缆的准确长度等原始技术资料。根据脉冲反射波形还可容易地识别电缆接头与分支点的位置，但其不能用于测量高阻与闪络型故障。 3、脉冲电压法
高阻与闪络性故障常用脉冲电压法测定。这种方法使用了半个世纪之久，测定一直很精确。这种方法是对故障电缆通入直流高压或脉冲高压信号使故障处击穿，通过测量观察点和故障点之间脉冲电压的间隔时间确定故障点位置。这种方法不需将故障点烧穿，且测试速度较快，测试过程也相对简单、易于操作，因而对电缆故障检测有重大贡献。
四、故障点的精确定位
通过以上几种方法进行电缆故障测定后，可对电缆故障发生的位置有一个模糊的定位，但进一步精确定位故障可使故障的排除工作更加便捷。在进行电缆故障精确定位前，要先了解电缆材料的具体信息、电缆敷设的方位走向以及接头位置等。如果原始施工资料不齐全，即使知道电缆的故障距离，也不知道具体位置，则可借助电缆路径探测仪先测定电缆的具体敷设路径，再进行下一步的动作。
利用声磁同步法可测定高阻和闪络型故障发生的具体位置。在电缆一端施加高压脉冲后，故障点会发生伴随声音信号和电磁信号的放电，由于交联聚乙烯电缆内部存在大量无規则的气隙，放电时击穿处发出的声音会在电缆的填充物内漫射。这种方法最好选择在夜间比较安静时使用，既能收到明显的磁场信号，还可避免噪声对放电声音的影响，有利于监听具体的故障位置。
对于故障电阻小于10Ω的低阻型的特别故障，放电声微弱，甚至没有放电声，这时声波检测仪器就会丧失作用。这种情况下，可在电缆故障相注入冲击电压信号，冲击电流经过故障点后流回电源，由于电磁耦合作用会感应出磁场，可通过电缆路径仪器或磁场感应仪器从电压发射器的一侧开始测量，磁场信号明显变弱或突然中断消失的地方就是故障点。
结束语
在高压电缆故障中，电缆接头处的故障占了比较大的比重，这种故障肉眼就能很快发现，易于检测，而线缆中间段的故障检测难度则比较大。作为现场测试人员，一定要加强学习，注意分析各种故障波形与正常波形的区别，在实际工作中认真总结、积累经验，提高故障分析与检测的水平。
参考文献：
[1]靳玉海.高压电缆故障原因及对策措施[J].上海铁道科技，2014，01：72-73.
[2]陈怀军.高压电桥在地铁环网电缆故障定位中的实践[J].电子世界，2014，07：75.
[3]司丰.用于电缆故障检测的特种信号源的技术研究[D].西安电子科技大学，2014.
[4]孙毅，张滨.电力电缆故障原因分析及防范[A].科技部.2014年全国科技工作会议论文集[C].科技部：，2014：1.
【关键词】 高压电缆；故障原因；对策
一、电缆故障按故障部位的分类
1、电缆本体故障
电缆本体是电缆的核心部件，也是最容易受到破坏的地方，而且由于其距离长，敷设安装在封闭的空间，出现故障之后也不容易及时排除。工程实践中，电缆的缺陷和故障很大一部分发生在电缆本体。机械损伤。这类故障大约占电缆本体故障的一半以上。这类故障对电网影响大，造成的后果比较严重。常见的有市政道路施工等直接外力造成的破坏；敷设过程中电缆受力过大或者弯曲过度造成其局部绝缘降低或者电缆铠装层断裂；电缆穿越公路、铁路及高大建筑物时，由于地面的下沉而使电缆垂直受力变形，导致电缆破裂甚至折断，或者造成电缆中间接头内部绝缘降低而导致发生击穿；由地质灾害、低温等自然力造成的损坏，这个在电缆故障中所占比例较小。
化学损伤。造成电缆过热的原因主要是电缆的过负荷。电缆沟或者电缆隧道内通风不良，电缆排布不合理，或是电缆周围介质导热性能差，以及在热力管附近敷设电缆或热电同隧道架设，都将大大缩短电缆的寿命。
过电压破坏。包括谐振过电压对电缆的破坏，小电流接地系统对电缆的影响以及雷电过电压。电缆自身缺陷。电缆制造过程中，在包缠主绝缘层时出线褶皱或者裂损会造成其绝缘性能降低，电缆铠装层不合格也会造成其内部绝缘层或者外绝缘的损坏。当发生单相接地故障时这些受损点就比较容易造成绝缘击穿。
2、电缆接头故障
对于长距离供电电缆或者当电缆出现故障修复后，电缆都会产生连接头，即中间接头。通常电缆故障的相当一部分为接头故障，其表现性质各不相同。电缆接头故障一般都出现在电缆绝缘屏蔽断口处，因为这里是电应力集中的部位，并且以多相对地泄漏性高阻故障居多数。因制造原因导致电缆接头故障的原因有应力锥本体制造缺陷、绝缘填充剂问题、密封圈漏油等。
3、电缆终端头故障
无论电缆长短，肯定存在终始端两个接头。电缆终端头的制作工艺不良，频繁启动所产生高次谐波，都可能加速电缆终端头的绝缘老化。此外还有空载线路合闸时产生的影响，包括自动重合闸和正常的合闸操作，电线路检修或其他停电后恢复供电。断路器重合前的电压为0，在开关合闸空载线路时，由于触头间的电位差使间隙击穿而接通电路，对绝缘产生破坏。
二、电缆故障原因分析
1、电缆设备质量原因
目前高压电缆制造在原材料及设备工艺方面已经接近成熟，且电缆在出厂前需进行严格的交流耐压试验，所以由于电缆设备质量出现问题的概率比较小。一般电缆生产过程中容易出现的问题有绝缘偏心、绝缘屏蔽厚度不均匀、绝缘内有杂质、内外屏蔽有突起、交联度不均匀、电缆受潮、密封不良等。有些情况比较严重，可能在竣工试验中或投运后不久即会出现故障，但是大部分会在电缆系统中以缺陷形式长期存在，对电缆的安全运行造成严重隐患。
2、设计、敷设施工原因
我国的电缆设计知识主要是在交流和实践过程中从国际标准和国外厂家学习来的，一些设计院的专业电缆设计部门还在工作中不断总结改进，电缆设计整体水平仍需提高。已经暴露出来的电缆设计的缺陷包括电缆防震保护措施不足，终端引下线过长，电缆上塔位基础设计缺陷、终端构架平台结构设计不稳固等。
電缆尤其是接头部分对施工环境和施工工艺的要求比较高，而施工现场的温度、湿度、灰尘等环境条件以及施工人员的技术工艺水平等往往难以满足要求。因施工质量原因造成的严重缺陷一般在投运前的竣工试验时或投运后一两年内就会出现故障，而一些小的问题可能就成为长期安全运行的隐患。采用专业的施工队伍和加强接头安装人员的技术工艺水平和质量意识是减少电缆故障的重要保障。
3、外部原因
3.1外力损伤
这种故障主要由于施工不规范引起的。特别是在高速发展的城市建设中，相当一部分电缆故障都是由于机械外力损伤导致的。比如敷设安装时不规范施工，容易造成电缆的机械损伤；在直埋电缆上进行市政、土建施工也极易对运行中的电缆造成损伤。
3.2绝缘受潮和化学腐蚀
绝缘受潮和化学腐蚀是电缆故障比较正统的故障原因。它和电缆周围的环境有关，定期的巡查和环境记录的统计整理，都有助于减少电缆因受潮和受腐蚀而产生的故障。
3.3长期过负荷运行
电缆在超负荷运行时，由于电流的热效应，负载电流会引起导体过热，而且电荷的集肤效应和钢铠的涡流损耗、绝缘介质损耗也会产生额外的热量，从而使电缆温度持续升高。长期超负荷运行时，高温将会加快绝缘的老化。
三、电缆故障测距
1、电桥法
电桥法是一种经典测试方法，操作简便、测量精确度高，适用于除高阻和闪络型故障以外的其他故障检测。这是因为一般灵敏度的电表无法检测出高阻故障导致的微小电流。故障电阻甚至会由于故障点烧断而升高，亦或是故障电阻过低导致永久短路，这都影响后期放电声测法测定具体的故障点。
2、低压脉冲反射法
运用低压脉冲反射法测试时，向电缆注入一低压脉冲，该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点，如短路点、故障点、中间接头等，脉冲产生反射，回送到测量点被仪器记录下来，通过识别反射脉冲的极性，可以判定故障的性质。这种方法可用于测量电缆的低阻、短路与断路故障。它通过观察故障点反射脉冲与发射脉冲的时间差测距，因此比较简单和直观，同时不需要知道电缆的准确长度等原始技术资料。根据脉冲反射波形还可容易地识别电缆接头与分支点的位置，但其不能用于测量高阻与闪络型故障。 3、脉冲电压法
高阻与闪络性故障常用脉冲电压法测定。这种方法使用了半个世纪之久，测定一直很精确。这种方法是对故障电缆通入直流高压或脉冲高压信号使故障处击穿，通过测量观察点和故障点之间脉冲电压的间隔时间确定故障点位置。这种方法不需将故障点烧穿，且测试速度较快，测试过程也相对简单、易于操作，因而对电缆故障检测有重大贡献。
四、故障点的精确定位
通过以上几种方法进行电缆故障测定后，可对电缆故障发生的位置有一个模糊的定位，但进一步精确定位故障可使故障的排除工作更加便捷。在进行电缆故障精确定位前，要先了解电缆材料的具体信息、电缆敷设的方位走向以及接头位置等。如果原始施工资料不齐全，即使知道电缆的故障距离，也不知道具体位置，则可借助电缆路径探测仪先测定电缆的具体敷设路径，再进行下一步的动作。
利用声磁同步法可测定高阻和闪络型故障发生的具体位置。在电缆一端施加高压脉冲后，故障点会发生伴随声音信号和电磁信号的放电，由于交联聚乙烯电缆内部存在大量无規则的气隙，放电时击穿处发出的声音会在电缆的填充物内漫射。这种方法最好选择在夜间比较安静时使用，既能收到明显的磁场信号，还可避免噪声对放电声音的影响，有利于监听具体的故障位置。
对于故障电阻小于10Ω的低阻型的特别故障，放电声微弱，甚至没有放电声，这时声波检测仪器就会丧失作用。这种情况下，可在电缆故障相注入冲击电压信号，冲击电流经过故障点后流回电源，由于电磁耦合作用会感应出磁场，可通过电缆路径仪器或磁场感应仪器从电压发射器的一侧开始测量，磁场信号明显变弱或突然中断消失的地方就是故障点。
结束语
在高压电缆故障中，电缆接头处的故障占了比较大的比重，这种故障肉眼就能很快发现，易于检测，而线缆中间段的故障检测难度则比较大。作为现场测试人员，一定要加强学习，注意分析各种故障波形与正常波形的区别，在实际工作中认真总结、积累经验，提高故障分析与检测的水平。
参考文献：
[1]靳玉海.高压电缆故障原因及对策措施[J].上海铁道科技，2014，01：72-73.
[2]陈怀军.高压电桥在地铁环网电缆故障定位中的实践[J].电子世界，2014，07：75.
[3]司丰.用于电缆故障检测的特种信号源的技术研究[D].西安电子科技大学，2014.
[4]孙毅，张滨.电力电缆故障原因分析及防范[A].科技部.2014年全国科技工作会议论文集[C].科技部：，2014：1.