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摘 要：文章研究10 kV电力电缆故障的成因、具体类型及测寻方法，对直流闪络法、低压脉冲法、电容法、电桥法及冲击闪络法等电缆故障测量方法的适用条件和检测原理进行了阐述，探究防止电力电缆事故的策略，为电力电缆线路的运行管理和维护提供参考意见，提高电缆故障处理工作的效率。
关键词：电力电缆；故障类型；测量方法；适用范围
中图分类号：TM247 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）26-0078-02
随着人们对电力需求量的不断增大，供电方式也发生了很大的变化，传统的架空线供电方式逐渐被电缆供电方式所替代。据相关研究显示，10 kV配网线路调查结果中电缆的使用量比架空线路的使用量要大得多。然而因为电力电缆的应用的增多，导致电缆故障大幅度上升，因为电缆一般都埋在地下，属于一种埋在地下的输送电力方式，不利于运行管理部门进行检测，增大了管理的难度，影响电网的供电可靠性。本文基于电缆结构的基本特征，对造成电缆的事故原因和类型进行分析，探究处理电缆故障的具体应对措施，从而最大限度地降低电缆故障的发生机率，确保电网安全稳定的运行。
1 电缆故障的成因
1.1 外力破坏
在所有电缆故障中，外力破坏占有很大的比重，机械设备的直接破坏是导致电缆受外力损伤主要原因，导致绝缘受损或短路。电缆上壤直埋敷设方式引发的外力损伤最为常见，因此，在敷设过程中要对电缆盒进行混凝土保护，用明显的标志将电缆路径标示出来，避免出现外力破坏的现象。
1.2 电缆的生产质量问题
铜是电线电缆主要使用的导体材料，因为铜价格的上升，使得生产成本增大。企业面对竞争激烈的市场，为了获得更大的利益，不按照国家规定的电缆标准进行检测，最大限度的减少成本投入，以规定的负公差为标准进行生产，导致电缆质量不高，安全性得不到保障。如果在生产环节出现失误，会导致电缆存在缺陷。
1.3 电缆的运行管理问题
在电缆运行管理过程中，用户超负荷使用及白蚁腐蚀等破坏，会使电缆出现脆化、腐蚀、枯干的现象，大大缩短电缆使用时间。因此运行管理部门要定期对电缆进行巡检，做好预防工作，采取相应的措施减少电缆出现故障的几率，保证电缆线路的安全运行。
2 电力电缆故障的分类
2.1 从故障的性质来分类
根据故障的性质不同，可以将电缆故障分为五种形式。
①断线故障。
②高电阻故障，线路中的绝缘电阻的阻值较大，一般
>100 kQ。
③低电阻故障，线路中的绝缘电阻的阻值一般<100 kQ。
④短路故障，线路中的绝缘电阻的阻值为0或几乎为0。
⑤闪络性故障，线路中的绝缘体在低压下呈现绝缘状态，在高压下突然击穿，又能保压。
2.2 从故障的相数短路来分类
根据短路相数的不同，可以将电缆故障划分为以下三种：
①单相短路故障，指的是电缆中出现故障的为单根相线导体。
②两相短路故障，指的是电缆中出现故障的为两根相线导体。
③三相短路故障，指的是电缆中出现故障的为三根相线导体。
3 故障电缆的鉴定
确定10 kV电力电缆故障类型时，首先要通过兆欧表（>
2 500 V）对线路中的绝缘电阻进行测量，各种类型绝缘电缆阻值的合格标准见表1，即10 kV电缆换算到长度为1 km，温度为20 ℃。
如果不满足20 ℃的条件，就需要根据aR1L/1 000=R公式进行换算，其中，a为绝缘电阻温度系数，详见表2；L为测量电缆的长度，单位：m；R1为实际绝缘电阻的测量值，单位为MΩ；R为温度为20 ℃时，10 kV电缆换算到长度为1 km的绝缘电阻值，单位：MΩ。
通过测量电阻值的大小来分析故障的类型，如果怀疑电缆出现故障，但根据测量电阻值不能判断时，可以通过直流耐压试验来鉴别，如果电缆绝缘检测过程中出现以下现象，即可找出电缆绝缘的故障部位：①时间越长，泄露电流值越大；②试验电压增大的同时，泄漏电流值快速增大；③泄露电流不稳定。
4 10 kV电力电缆故障的测量方法
4.1 电容法
电容法适用于存在屏蔽结构电缆的断线故障，当电缆中有屏蔽结构时，屏蔽层同电缆导体就会形成电容，电缆长度越长，电容的容量越大。如果电缆出现断电故障，故障点将导体分为两段，两段电缆电容分别为C1和C2，得出C1L/（C1+C2）=L1和L/（C1+C2）=L1/C1两个公式，在故障电缆的两端，通过电容表测量出C1和C2，即可算出电容法计算故障点距离。
4.2 电桥法
电桥平衡原理是电桥法的基础，主要包括：
①电容电桥法，在电缆发生开路故障时直流电桥测量臂未能构成直流通路，所以非常适用。
②高压电桥法，发生高阻故障后，普通仪表很难将电桥中较小的阻值测量出来，因此要借助高压设备击穿故障点，从而降低故障电阻。
③低压电桥法，该方法在低阻故障中非常适用。平衡电桥电路原理图。
4.3 直流闪络法
同低压脉冲法的原理相同，直流闪络法主要是对闪络性故障进行测量。线路中电压增大到一定程度后，可以瞬间击穿绝缘体，绝缘物质大量放电或导电，出现类似短路的现象，但随着电压的降低，绝缘逐渐恢复正常，这是闪络性故障最大的特征。采用电流脉冲的检测方式，结合图3对直流闪络法进行说明，闭合S后对T进行调整，逐渐增大电压，当故障相的施加电压同故障点闪络电压相一致时，就会使故障点间隙瞬间放电，产生电弧引发闪络。因为电弧阻值很小，几乎相当于短路，出现闪络现象后故障点视为短路，同低压脉冲法一样，显示器会出现相同的波形，并采用相同的方法进行计算。直流闪络法同低压脉冲法的不同点是显示器显示的第一个脉冲，即为故障点发射点，而低压脉冲中显示器显示的反射脉冲才是故障点发射点。
4.4 冲击闪络法
测寻电线电缆故障最常用的方法就是冲击闪络法，能够用于闪络性、断线、短路、电阻接地故障等多种绝缘故障的检测，应用范围非常广。冲击闪络法的原理为对故障点电缆发射高压脉冲，脉冲巨大的能量能够使故障点瞬间击穿，发生闪络，呈短路状态。如图3中将S打开，对T1进行调整，增大T1电压使电容充电，电容电压升高到一定程度后合上S开关，线路中的电容就会对故障电缆放电，从而出现发射脉冲，发射脉冲的能量使故障点发生闪络，出现短路，之后再按照低压脉冲中的方法进行计算。
5 结 语
电力行业中电线电缆的故障测寻方法主要有直流闪络法、低压脉冲发射法、冲击闪络法、电容法及电桥法，根据这些测量原理设计的多种故障测距仪有着广泛的应用，能够基于故障的特点，对故障点进行快速、准确的测定，减少电力运行部门员工检查和巡视的工作量，有效的提高了电力管理的工作质量，增大了供电部门的效益，带来巨大的社会经济效应，因此，在电力管理运行工作中，一定要充分掌握故障测距仪的工作原理，提高电缆故障的处理效率，优化电缆故障处理工作。
参考文献：
[1] 黄卫东.10 kV电力电缆故障的类型及故障点查找分析[J].机电信息，2011，（15）.
[2] 牛庆征.10 kV电力电缆常见故障、故障点查找方法及防治措施[J].科技创新导报，2010，（15）.
[3] 陈建平.电力电缆故障分析及查找方法[J].山东煤炭科技，2010，（4）.
[4] 卢山.10 kV电缆故障点测寻方法和现场应用实例[J].湖北电力，2011，（1）.
关键词：电力电缆；故障类型；测量方法；适用范围
中图分类号：TM247 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）26-0078-02
随着人们对电力需求量的不断增大，供电方式也发生了很大的变化，传统的架空线供电方式逐渐被电缆供电方式所替代。据相关研究显示，10 kV配网线路调查结果中电缆的使用量比架空线路的使用量要大得多。然而因为电力电缆的应用的增多，导致电缆故障大幅度上升，因为电缆一般都埋在地下，属于一种埋在地下的输送电力方式，不利于运行管理部门进行检测，增大了管理的难度，影响电网的供电可靠性。本文基于电缆结构的基本特征，对造成电缆的事故原因和类型进行分析，探究处理电缆故障的具体应对措施，从而最大限度地降低电缆故障的发生机率，确保电网安全稳定的运行。
1 电缆故障的成因
1.1 外力破坏
在所有电缆故障中，外力破坏占有很大的比重，机械设备的直接破坏是导致电缆受外力损伤主要原因，导致绝缘受损或短路。电缆上壤直埋敷设方式引发的外力损伤最为常见，因此，在敷设过程中要对电缆盒进行混凝土保护，用明显的标志将电缆路径标示出来，避免出现外力破坏的现象。
1.2 电缆的生产质量问题
铜是电线电缆主要使用的导体材料，因为铜价格的上升，使得生产成本增大。企业面对竞争激烈的市场，为了获得更大的利益，不按照国家规定的电缆标准进行检测，最大限度的减少成本投入，以规定的负公差为标准进行生产，导致电缆质量不高，安全性得不到保障。如果在生产环节出现失误，会导致电缆存在缺陷。
1.3 电缆的运行管理问题
在电缆运行管理过程中，用户超负荷使用及白蚁腐蚀等破坏，会使电缆出现脆化、腐蚀、枯干的现象，大大缩短电缆使用时间。因此运行管理部门要定期对电缆进行巡检，做好预防工作，采取相应的措施减少电缆出现故障的几率，保证电缆线路的安全运行。
2 电力电缆故障的分类
2.1 从故障的性质来分类
根据故障的性质不同，可以将电缆故障分为五种形式。
①断线故障。
②高电阻故障，线路中的绝缘电阻的阻值较大，一般
>100 kQ。
③低电阻故障，线路中的绝缘电阻的阻值一般<100 kQ。
④短路故障，线路中的绝缘电阻的阻值为0或几乎为0。
⑤闪络性故障，线路中的绝缘体在低压下呈现绝缘状态，在高压下突然击穿，又能保压。
2.2 从故障的相数短路来分类
根据短路相数的不同，可以将电缆故障划分为以下三种：
①单相短路故障，指的是电缆中出现故障的为单根相线导体。
②两相短路故障，指的是电缆中出现故障的为两根相线导体。
③三相短路故障，指的是电缆中出现故障的为三根相线导体。
3 故障电缆的鉴定
确定10 kV电力电缆故障类型时，首先要通过兆欧表（>
2 500 V）对线路中的绝缘电阻进行测量，各种类型绝缘电缆阻值的合格标准见表1，即10 kV电缆换算到长度为1 km，温度为20 ℃。
如果不满足20 ℃的条件，就需要根据aR1L/1 000=R公式进行换算，其中，a为绝缘电阻温度系数，详见表2；L为测量电缆的长度，单位：m；R1为实际绝缘电阻的测量值，单位为MΩ；R为温度为20 ℃时，10 kV电缆换算到长度为1 km的绝缘电阻值，单位：MΩ。
通过测量电阻值的大小来分析故障的类型，如果怀疑电缆出现故障，但根据测量电阻值不能判断时，可以通过直流耐压试验来鉴别，如果电缆绝缘检测过程中出现以下现象，即可找出电缆绝缘的故障部位：①时间越长，泄露电流值越大；②试验电压增大的同时，泄漏电流值快速增大；③泄露电流不稳定。
4 10 kV电力电缆故障的测量方法
4.1 电容法
电容法适用于存在屏蔽结构电缆的断线故障，当电缆中有屏蔽结构时，屏蔽层同电缆导体就会形成电容，电缆长度越长，电容的容量越大。如果电缆出现断电故障，故障点将导体分为两段，两段电缆电容分别为C1和C2，得出C1L/（C1+C2）=L1和L/（C1+C2）=L1/C1两个公式，在故障电缆的两端，通过电容表测量出C1和C2，即可算出电容法计算故障点距离。
4.2 电桥法
电桥平衡原理是电桥法的基础，主要包括：
①电容电桥法，在电缆发生开路故障时直流电桥测量臂未能构成直流通路，所以非常适用。
②高压电桥法，发生高阻故障后，普通仪表很难将电桥中较小的阻值测量出来，因此要借助高压设备击穿故障点，从而降低故障电阻。
③低压电桥法，该方法在低阻故障中非常适用。平衡电桥电路原理图。
4.3 直流闪络法
同低压脉冲法的原理相同，直流闪络法主要是对闪络性故障进行测量。线路中电压增大到一定程度后，可以瞬间击穿绝缘体，绝缘物质大量放电或导电，出现类似短路的现象，但随着电压的降低，绝缘逐渐恢复正常，这是闪络性故障最大的特征。采用电流脉冲的检测方式，结合图3对直流闪络法进行说明，闭合S后对T进行调整，逐渐增大电压，当故障相的施加电压同故障点闪络电压相一致时，就会使故障点间隙瞬间放电，产生电弧引发闪络。因为电弧阻值很小，几乎相当于短路，出现闪络现象后故障点视为短路，同低压脉冲法一样，显示器会出现相同的波形，并采用相同的方法进行计算。直流闪络法同低压脉冲法的不同点是显示器显示的第一个脉冲，即为故障点发射点，而低压脉冲中显示器显示的反射脉冲才是故障点发射点。
4.4 冲击闪络法
测寻电线电缆故障最常用的方法就是冲击闪络法，能够用于闪络性、断线、短路、电阻接地故障等多种绝缘故障的检测，应用范围非常广。冲击闪络法的原理为对故障点电缆发射高压脉冲，脉冲巨大的能量能够使故障点瞬间击穿，发生闪络，呈短路状态。如图3中将S打开，对T1进行调整，增大T1电压使电容充电，电容电压升高到一定程度后合上S开关，线路中的电容就会对故障电缆放电，从而出现发射脉冲，发射脉冲的能量使故障点发生闪络，出现短路，之后再按照低压脉冲中的方法进行计算。
5 结 语
电力行业中电线电缆的故障测寻方法主要有直流闪络法、低压脉冲发射法、冲击闪络法、电容法及电桥法，根据这些测量原理设计的多种故障测距仪有着广泛的应用，能够基于故障的特点，对故障点进行快速、准确的测定，减少电力运行部门员工检查和巡视的工作量，有效的提高了电力管理的工作质量，增大了供电部门的效益，带来巨大的社会经济效应，因此，在电力管理运行工作中，一定要充分掌握故障测距仪的工作原理，提高电缆故障的处理效率，优化电缆故障处理工作。
参考文献：
[1] 黄卫东.10 kV电力电缆故障的类型及故障点查找分析[J].机电信息，2011，（15）.
[2] 牛庆征.10 kV电力电缆常见故障、故障点查找方法及防治措施[J].科技创新导报，2010，（15）.
[3] 陈建平.电力电缆故障分析及查找方法[J].山东煤炭科技，2010，（4）.
[4] 卢山.10 kV电缆故障点测寻方法和现场应用实例[J].湖北电力，2011，（1）.