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【摘要】随着电力、能源行业的发展，各种电缆越来越多地运用到生产生活的各个领域，而且一般都埋入地下或进入电缆沟敷设，当电缆发生故障后，如何快速准确的查找故障点，尽快恢复供电，是长期困扰我们的难题。
【关键词】电缆;故障;探测;判断;测试
1.电力电缆故障产生的原因
了解电缆故障的原因，对于减少电缆的损坏，快速地判定出故障点是十分重要的。电缆故障的原因大致可归纳为以下几类：
1.1 机械损伤
机械损伤引起的电缆故障占电缆事故很大的比例。有些机械损伤很轻微，当时并没有造成故障，但在几个月甚至几年后损伤部位才发展成故障。造成电缆机械损伤的主要有以下几种原因：
1.1.1 安装时损伤：在安装时不小心碰伤电缆，机械牵引力过大而拉伤电缆，或电缆过度弯曲而损伤电缆;
1.1.2 直接受外力损坏：在安装后电缆路径上或电缆附近进行开挖施工，使电缆受到直接的外力损伤;
1.1.3 行驶车辆的震动或冲击性负荷会造成地下电缆的铅（铝）包裂损;
1.1.4 因自然现象造成的损伤：如中间接头或终端头内绝缘胶膨胀而胀裂外壳或电缆护套;因电缆自然行程使装在管口或支架上的电缆外皮擦伤;因土地沉降引起过大拉力，拉断中间接头或导体。
1.2 绝缘受潮
绝缘受潮后引起故障。造成电缆受潮的主要原因有：
1.2.1 电缆中间头或终端头密封工艺不良或密封失效;
1.2.2 电缆制造不良，金属护套有小孔或裂缝;
1.2.3 金属护套因被外物刺伤或腐蚀穿孔;
1.3 绝缘老化变质
电缆绝缘长期在电和热的作用下运行，其物理性能会发生变化，从而导致其绝缘强度降低或介质损耗增大而最终引起绝缘崩溃为绝缘老化。运行时间特别久（30～40 年以上）的则称为正常老化，而年份较短则为绝缘过早老化，其主要原因为：
1.3.1 电缆选型不当，只是电缆长期在过电压下工作。
1.3.2 电缆线路周围靠近热源，使电缆局部或整个电缆线路长期受热而过早老化。
1.3.3 电缆工作在与电缆绝缘起不良化学反应的环境中而过早老化。
1.4 过电压
电力电缆因雷击或其它冲击过电压而损坏的情况在电缆线路上并不多见。一般情况下，3～4倍的大气过电压或操作过电压对于绝缘良好的电缆不会有太大的影响。从现场事故分析得知，这些击穿点往往早已存在较为严重的某种缺陷，雷击仅是较早的激发了它，其缺陷主要有：
1.4.1 绝缘层内含有气泡、杂质或绝缘油干枯。
1.4.2 电缆内屏蔽上有节疤或遗漏。
1.4.3 电缆绝缘已严重老化。
1.5 过热
电缆过热有很多的因素，近几年的统计主要为以下原因：
1.5.1 电缆长期过负荷工作。
1.5.2 火灾或邻近电缆故障的烧伤。
1.5.3 靠近其它热源，长期接受热辐射。
过负荷是电缆过热的重要原因。电缆过负荷（在电缆载流量超过允许值或异常运行方式下）运行，未按规定的电缆升温和整个线路情况来考虑时，会使电缆发生过热。橡塑绝缘电缆长期过热后，绝缘材料发生变硬、变色、失去弹性、出现裂纹等物理变化。
2.电力电缆故障的类型
由于电力电缆的绝缘材料、运行方式、工作电压等不同，导致了大量的各种各样电缆故障，按故障性质分主要有：接地故障、短路故障、断线故障、闪络故障和综合故障;按故障电阻值分为：低阻故障和高阻故障。传统上把电缆故障点的直流电阻小于电缆特性阻抗称为低阻故障，反之则称为高阻故障。
2.1 接地故障
电缆-线芯或数线芯接地而发生的故障。当电缆绝缘由于各种原因被击穿后发生低阻接地故障或高阻接地故障，按脉冲反射仪测试波形划分，一般接地电阻在1KΩ以下为低阻故障，以上为高阻故障。
2.2 短路故障
电缆线芯之间绝缘完全破损形成短路而发生的故障。一般线芯之间电阻RF小于10Ω。
2.3 断线故障
电缆一线芯或数线芯断开而发生的故障。通常是由于电缆线芯被短路电流烧断或外力破坏引起。
2.4 综合故障
同时具有上述两种以上的故障称为综合故障。
3.电力电缆故障测试的步骤
当电缆发生故障后，为确定电缆故障位置，主要可分为三步：
3.1 识别故障并确定故障性质
将电缆脱离供电系统，首先用兆欧表测量每相对地绝缘电阻，如果绝缘电阻为零，再用万用表测量故障电阻，以判断是高阻故障还是低阻故障，然后测量相间绝缘电阻，判断是否存在相间短路，有准确的电缆故障性质判定结论后，便可选择合适的测试方法和仪器。
3.2 电缆故障定距
从电缆一端测试，给出测试端到故障点的距离，也就是地埋电缆从测试端到故障点的长度。
3.3 电缆故障定点
由于地埋电缆的长度在地面丈量会存在误差，再加上脉冲反射仪（TDR或雷达）的测距误差，所以需要对故障点进行精确定点。
4.电力电缆故障定距方法
从电缆故障类型可分为断线故障、低阻绝缘故障、高阻绝缘故障和闪络故障，不同故障所采用的测试方法和测试仪器也不同，必须分别对待。
4.1 低压脉冲法
低压脉冲法可对断线故障、短路故障、低阻故障和电缆全长进行预定位，同时也可识别电缆的中间接头。其原理为：脉冲发射仪给电缆发射低压脉冲，该脉冲沿电缆传播直到特性阻抗不匹配点（如断线点、短路点、终端点等），在这些点上会引起脉冲波的反射，并返回到测试端，脉冲反射仪给出测试轨迹。故障距离L是由下面公式计算：
L=Vt/2
其中，V是波速度，如油浸纸绝缘电缆的波速度为160m/μs，交联聚乙烯绝缘电缆的波速度为172m/μs。t是发射脉冲从测试端到故障点，再由故障点返回到测试端的往返时间，由脉冲反射仪测出，单位为微秒（μs）。
4.2 高压弧反射法
关于电缆的高阻故障、闪络故障，低压脉冲法就无能为力了，但可设法使故障电阻瞬时短路，就可以用脉冲反射仪测出故障波形。高压弧反射法可用于查寻高阻故障、闪络故障。主要设备有：直流高压单元、高压冲击单元、脉冲发生器、祸合单元、脉冲反射仪。
脉冲反射仪自动把低压波形和高压波形显示在屏幕上，故障点处会有明显的发散，一条曲线为故障电缆的全长波形，一条曲线为高阻或闪络故障波形，故障点自动定位。
5.结束语
电力电缆在电力系统中作为传输和分配电能，以及连接各种电气设备等，起着不可估量的作用，迅速、准确地确定电力电缆的故障点，不仅能提高供电可靠性，还可以减少故障修复费用及停电损失。电缆故障测寻既要有好的测试设备又要求测试人员的经验积累，才能快速、准确定位故障点。对每一次故障测试都要不断分析，特别要了解电缆参数、相间相地电阻、测试电压高低、故障波形等资料，以选取正确电缆路径探测法，从而提高电缆故障处理速度。只有不断对大量的现场数据进行分析、研究、總结，才能逐步掌握电缆故障测试的规律。
参考文献
[1]夏新民.电力电缆制作与故障测寻[M].化学工业出版社，2008，3.
[2]徐丙根等.电力电缆故障探测技术[M].机械工业出版社，2001，4.
[3]王伟，李云武.交联聚乙烯绝缘电力电缆技术基础[M].西安：西北工业大学出版社，2005.
[4]丁荣等编.10kV及以下配电线路典型故障分析与预防[M].北京：中国电力出版社，2005.
【关键词】电缆;故障;探测;判断;测试
1.电力电缆故障产生的原因
了解电缆故障的原因，对于减少电缆的损坏，快速地判定出故障点是十分重要的。电缆故障的原因大致可归纳为以下几类：
1.1 机械损伤
机械损伤引起的电缆故障占电缆事故很大的比例。有些机械损伤很轻微，当时并没有造成故障，但在几个月甚至几年后损伤部位才发展成故障。造成电缆机械损伤的主要有以下几种原因：
1.1.1 安装时损伤：在安装时不小心碰伤电缆，机械牵引力过大而拉伤电缆，或电缆过度弯曲而损伤电缆;
1.1.2 直接受外力损坏：在安装后电缆路径上或电缆附近进行开挖施工，使电缆受到直接的外力损伤;
1.1.3 行驶车辆的震动或冲击性负荷会造成地下电缆的铅（铝）包裂损;
1.1.4 因自然现象造成的损伤：如中间接头或终端头内绝缘胶膨胀而胀裂外壳或电缆护套;因电缆自然行程使装在管口或支架上的电缆外皮擦伤;因土地沉降引起过大拉力，拉断中间接头或导体。
1.2 绝缘受潮
绝缘受潮后引起故障。造成电缆受潮的主要原因有：
1.2.1 电缆中间头或终端头密封工艺不良或密封失效;
1.2.2 电缆制造不良，金属护套有小孔或裂缝;
1.2.3 金属护套因被外物刺伤或腐蚀穿孔;
1.3 绝缘老化变质
电缆绝缘长期在电和热的作用下运行，其物理性能会发生变化，从而导致其绝缘强度降低或介质损耗增大而最终引起绝缘崩溃为绝缘老化。运行时间特别久（30～40 年以上）的则称为正常老化，而年份较短则为绝缘过早老化，其主要原因为：
1.3.1 电缆选型不当，只是电缆长期在过电压下工作。
1.3.2 电缆线路周围靠近热源，使电缆局部或整个电缆线路长期受热而过早老化。
1.3.3 电缆工作在与电缆绝缘起不良化学反应的环境中而过早老化。
1.4 过电压
电力电缆因雷击或其它冲击过电压而损坏的情况在电缆线路上并不多见。一般情况下，3～4倍的大气过电压或操作过电压对于绝缘良好的电缆不会有太大的影响。从现场事故分析得知，这些击穿点往往早已存在较为严重的某种缺陷，雷击仅是较早的激发了它，其缺陷主要有：
1.4.1 绝缘层内含有气泡、杂质或绝缘油干枯。
1.4.2 电缆内屏蔽上有节疤或遗漏。
1.4.3 电缆绝缘已严重老化。
1.5 过热
电缆过热有很多的因素，近几年的统计主要为以下原因：
1.5.1 电缆长期过负荷工作。
1.5.2 火灾或邻近电缆故障的烧伤。
1.5.3 靠近其它热源，长期接受热辐射。
过负荷是电缆过热的重要原因。电缆过负荷（在电缆载流量超过允许值或异常运行方式下）运行，未按规定的电缆升温和整个线路情况来考虑时，会使电缆发生过热。橡塑绝缘电缆长期过热后，绝缘材料发生变硬、变色、失去弹性、出现裂纹等物理变化。
2.电力电缆故障的类型
由于电力电缆的绝缘材料、运行方式、工作电压等不同，导致了大量的各种各样电缆故障，按故障性质分主要有：接地故障、短路故障、断线故障、闪络故障和综合故障;按故障电阻值分为：低阻故障和高阻故障。传统上把电缆故障点的直流电阻小于电缆特性阻抗称为低阻故障，反之则称为高阻故障。
2.1 接地故障
电缆-线芯或数线芯接地而发生的故障。当电缆绝缘由于各种原因被击穿后发生低阻接地故障或高阻接地故障，按脉冲反射仪测试波形划分，一般接地电阻在1KΩ以下为低阻故障，以上为高阻故障。
2.2 短路故障
电缆线芯之间绝缘完全破损形成短路而发生的故障。一般线芯之间电阻RF小于10Ω。
2.3 断线故障
电缆一线芯或数线芯断开而发生的故障。通常是由于电缆线芯被短路电流烧断或外力破坏引起。
2.4 综合故障
同时具有上述两种以上的故障称为综合故障。
3.电力电缆故障测试的步骤
当电缆发生故障后，为确定电缆故障位置，主要可分为三步：
3.1 识别故障并确定故障性质
将电缆脱离供电系统，首先用兆欧表测量每相对地绝缘电阻，如果绝缘电阻为零，再用万用表测量故障电阻，以判断是高阻故障还是低阻故障，然后测量相间绝缘电阻，判断是否存在相间短路，有准确的电缆故障性质判定结论后，便可选择合适的测试方法和仪器。
3.2 电缆故障定距
从电缆一端测试，给出测试端到故障点的距离，也就是地埋电缆从测试端到故障点的长度。
3.3 电缆故障定点
由于地埋电缆的长度在地面丈量会存在误差，再加上脉冲反射仪（TDR或雷达）的测距误差，所以需要对故障点进行精确定点。
4.电力电缆故障定距方法
从电缆故障类型可分为断线故障、低阻绝缘故障、高阻绝缘故障和闪络故障，不同故障所采用的测试方法和测试仪器也不同，必须分别对待。
4.1 低压脉冲法
低压脉冲法可对断线故障、短路故障、低阻故障和电缆全长进行预定位，同时也可识别电缆的中间接头。其原理为：脉冲发射仪给电缆发射低压脉冲，该脉冲沿电缆传播直到特性阻抗不匹配点（如断线点、短路点、终端点等），在这些点上会引起脉冲波的反射，并返回到测试端，脉冲反射仪给出测试轨迹。故障距离L是由下面公式计算：
L=Vt/2
其中，V是波速度，如油浸纸绝缘电缆的波速度为160m/μs，交联聚乙烯绝缘电缆的波速度为172m/μs。t是发射脉冲从测试端到故障点，再由故障点返回到测试端的往返时间，由脉冲反射仪测出，单位为微秒（μs）。
4.2 高压弧反射法
关于电缆的高阻故障、闪络故障，低压脉冲法就无能为力了，但可设法使故障电阻瞬时短路，就可以用脉冲反射仪测出故障波形。高压弧反射法可用于查寻高阻故障、闪络故障。主要设备有：直流高压单元、高压冲击单元、脉冲发生器、祸合单元、脉冲反射仪。
脉冲反射仪自动把低压波形和高压波形显示在屏幕上，故障点处会有明显的发散，一条曲线为故障电缆的全长波形，一条曲线为高阻或闪络故障波形，故障点自动定位。
5.结束语
电力电缆在电力系统中作为传输和分配电能，以及连接各种电气设备等，起着不可估量的作用，迅速、准确地确定电力电缆的故障点，不仅能提高供电可靠性，还可以减少故障修复费用及停电损失。电缆故障测寻既要有好的测试设备又要求测试人员的经验积累，才能快速、准确定位故障点。对每一次故障测试都要不断分析，特别要了解电缆参数、相间相地电阻、测试电压高低、故障波形等资料，以选取正确电缆路径探测法，从而提高电缆故障处理速度。只有不断对大量的现场数据进行分析、研究、總结，才能逐步掌握电缆故障测试的规律。
参考文献
[1]夏新民.电力电缆制作与故障测寻[M].化学工业出版社，2008，3.
[2]徐丙根等.电力电缆故障探测技术[M].机械工业出版社，2001，4.
[3]王伟，李云武.交联聚乙烯绝缘电力电缆技术基础[M].西安：西北工业大学出版社，2005.
[4]丁荣等编.10kV及以下配电线路典型故障分析与预防[M].北京：中国电力出版社，2005.