核心提示：　　隨著城市建設(shè)的發(fā)展，電力電纜在城網(wǎng)供電中所占的比例越來越大，在一些城市的市區(qū)己逐步取代架空輸電線路隨著電纜數(shù)量的多及運行時間的延長，電纜的故障也越來越頻繁由于電纜線路的隱蔽性、個別運行單位的運行資

　　隨著城市建設(shè)的發(fā)展，電力電纜在城網(wǎng)供電中所占的比例越來越大，在一些城市的市區(qū)己逐步取代架空輸電線路隨著電纜數(shù)量的多及運行時間的延長，電纜的故障也越來越頻繁由于電纜線路的隱蔽性、個別運行單位的運行資料不完善以及測試設(shè)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(shè)備，準確、快速地查找電纜故障，縮短故障停電時間，成為電纜運行人員非常關(guān)心的問題本文介紹目前國內(nèi)外電纜故障測試的新技術(shù)及本局電纜故障測試的經(jīng)驗1電力電纜故障分類電力電纜故障按性質(zhì)可分為串聯(lián)（斷線）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（無金屬護套或屏蔽）主絕緣故障根據(jù)測試方法不同，按故障點的絕緣電阻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）故障3者之間沒有絕對的界限，主要由現(xiàn)場試驗方法區(qū)分，與設(shè)備的容量及內(nèi)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（精定位）各種故障及其相應的測試方法見表1表1電力電纜故障及檢測方法故障類型預定位方法精定位方法斷線故障魯?shù)蛪好}沖反射法▲電橋法聲磁同步法低阻故障魯?shù)蛪好}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）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(xiàn)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(qū)比電流法少一倍，但接線復雜，分壓過大時對人及儀器有危險；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題但儀器有盲區(qū)，且波形有時不夠明顯，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(jié)合高壓發(fā)生器沖擊閃絡技術(shù)，在故障點起弧的瞬間通過內(nèi)部裝置觸發(fā)發(fā)射一低壓脈沖，此脈沖在故障點閃絡處（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)一測量脈沖通過故障處直達電纜末端并發(fā)生開路反射，比較兩次低壓脈沖波形（見）可非常容易地判斷故障點（擊穿點）位置，是目前最先進的基礎(chǔ)測試方法基于二次脈沖法設(shè)備有奧高電壓技術(shù)強調(diào)起弧與觸發(fā)脈沖配合，由內(nèi)部通信裝置對沖擊電流進行阻尼，同時增加沖擊電流的沖擊寬度；而Seba則采用穩(wěn)弧儀，強調(diào)延長電弧時間，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(tǒng)原理見該設(shè)備與國產(chǎn)電流或電壓法測試儀相比，具有以下優(yōu)點：二次脈沖原理圖結(jié)構(gòu)緊湊，接線簡單，切換容易，安全可靠自動匹配自動判斷，并可打印或存盤引入“tm*測試可消除盲區(qū)將預先測試脈沖波經(jīng)過儀器到達引線末端的時間”tm*值輸入到系統(tǒng)中。在同一種方法中*tm*為定值，與波速度選擇無關(guān)。所測波形中tm時刻點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)及與運行時出故障的自動定位測試將電纜的GIS（地理信息系統(tǒng)）與GPS（全球定位系統(tǒng)）聯(lián)合應用，實現(xiàn)實時、動態(tài)的在線監(jiān)測及將是未來的發(fā)展趨勢。目前日本部分重要的電纜線路裝有在線監(jiān)測及故障測試系統(tǒng)，監(jiān)測系統(tǒng)會測出電纜的故障位置自動發(fā)射給衛(wèi)星系統(tǒng)，用戶終端即可知道故障實際位置，實現(xiàn)全自動化管理4配置電纜故障測試設(shè)備的幾點考慮高性能設(shè)備價格高，但服務范圍達到一定規(guī)模時，故障停電損失遠大于儀器價格。

　　為能應付所有可能出現(xiàn)的電纜故障，測試單試儀、預定位設(shè)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，但在實測中受地下平行金屬管線干擾，其損差較大Seba公司新產(chǎn)品采用雙感應線圈將最大法波最小法的倒轉(zhuǎn)波疊加處理可解決干擾問題高壓沖擊發(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。但對較長電纜線路、間歇故障絕緣電阻特別大、或低壓電纜故障測試時，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不能過大（不應超過預試電壓的5（%~ 70%），只有增大電容量，沖擊能量才增大，使故障點起弧時間長，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延弧裝置或加寬沖擊脈沖延長起弧時間功能，且觸發(fā)脈沖配合較好，電容量4 F已足夠。國產(chǎn)設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)備測試了近30次絕緣故障，成功率達100%，且均在12h內(nèi)定出故障點。測試的主要經(jīng)驗是：電纜在驗證時必須要求提供完整的電纜資料（長度、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時）兩者可結(jié)合使甩低壓電纜接頭施工時地線連接不規(guī)范，測試時應注意電纜地線與接地分開。當電纜一端測不到明顯波形時，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而在預定位測不出波形時，可加大沖擊電壓或調(diào)節(jié)觸發(fā)時延以得到波形。對于間歇性故障，當采用沖擊電壓不能擊穿時，可用常規(guī)直流耐壓試驗擊穿。

　　位應配備測試設(shè)備，如電理唄J路徑測褓喊H.AU h郵下轉(zhuǎn)第1忍頁）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(diào)頻電源高電壓技術(shù)但由于重量大，可移動性差，主要用于試驗室變頻諧振試驗系統(tǒng)不但能滿足110kVXLPE電纜的耐壓要求，而且具有重量輕、可移動性好的優(yōu)點，適宜現(xiàn)場試驗。

　　通過調(diào)研和論證，山東電力研宄院選擇了長沙電力試驗開發(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(diào)頻的方式實現(xiàn)諧振，頻率的調(diào)節(jié)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(xiàn)與運行工況下相似的場強，實踐證明是行之有效的方法。

　　3現(xiàn)場驗收試驗實例山東電網(wǎng)用變頻諧振試驗裝置對110kV交聯(lián)聚乙烯電纜進行了現(xiàn)場交流耐壓驗收試驗。其試品型號為YJLW03；額定電壓為64/110kV；導體規(guī)格為1爪七<300爪爪2銅導體；電容為0.1391尸/1<；單根電纜的長度為1.495km試驗標準：在電纜芯線和金屬鎧裝層之間施加交流電壓110kV（=萬U0），保持5min由于中間升壓變壓器輸出電壓為15kV，無法滿足110kV試驗電壓的要求，需要用串聯(lián)電抗器進行串聯(lián)諧振。由于流過串聯(lián)電抗器的試驗電流超過了其額定電流，因此需要加入并聯(lián)電抗器進行補償，即組成串一并聯(lián)諧振回路，試驗接線原理圖如圖中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通過改變投入并聯(lián)補償電抗器的數(shù)量，在滿足試驗設(shè)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，或者說試驗電壓遠遠高于中間變壓器高壓側(cè)的輸出電壓，因此在估算諧振頻率時可以簡化，相當于L1和L2與Cx并聯(lián)，則有串一并聯(lián)諧振試驗接線圖試驗中的實際諧振頻率為55Hz，說明按照上述簡化進行諧振頻率的估算是比較準確的6根電纜分6次試驗，耐壓時間5min全部通過4結(jié)語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(xiàn)場竣工驗收試驗不宜采甩交流耐壓試驗是現(xiàn)場檢驗交聯(lián)電纜的敷設(shè)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，通過電抗器串并聯(lián)的方式可以滿足110kV和220kV高壓交聯(lián)電纜現(xiàn)場交流耐壓的要求