KDL电缆故障测试系统
黄俊伟
摘 要：电缆是电力系统的重要组成，随着电网运行时间的延长，受损伤、绝缘老化等因素影响，电缆故障率持续上涨。因此，对电缆故障进行检测非常重要。下面，本文从配网电力电缆常见故障表现、故障原因出发，总结配网电力电缆故障的监测技术。
关键词：电力电缆；故障；监测技术
随着我国电网的发展，电能需求量逐年上涨。近年来，为节约土地资源，电缆多使用地下铺设的方式，间接增加故障检测和维修难度，一旦故障点定位偏差，就很难进行抢修。因此，提升配网电力電缆故障监测技术非常重要。
1、配网电力电缆常见故障表现
1.1附件故障
所谓的附件故障多指配网电力电缆附件出现击穿、放电等问题，主要表现为：在对附件结构进行半导体剥离时，损伤电缆附件，使得表面依附大量杂质和灰尘，加快故障发生速度；附件制作期间，连接处多存在质量问题，致使实际工作时出现缺陷，增加电阻数值，情况严重时造成火灾；安装工艺不规范，比如密封、接头不规范，一旦工作结束后受潮气影响，就会降低工作能力。
1.2绝缘故障
配网电力电缆运行一段时间后，极易出现绝缘故障，时间越长故障率越高。一般来讲，绝缘材料具有保护、防触电的效果，但是受外界环境影响，多会出现破裂、老化现象，降低绝缘性能，损坏绝缘材料和设备[1]。配网电力电缆的绝缘故障中，绝缘老化是常见现象，从某种程度上降低材料的保护性能和安全性。
2、配网电力电缆故障原因
2.1电力电缆及附件质量因素
电缆线路质量直接影响着线路的运行情况，导致线路出现质量问题的因素包括：①电缆制造期间未严格按标准和规定生产，或部分厂家为追赶工期抢工，致使电缆生产时出现厚度不均匀、绝缘偏心等问题；②附件制造流程不符合要求，导致附件出现制造缺陷、绝缘填充剂等情况；③受专业限制，部分人员并不了解电缆专业知识，再加上不了解电缆接头、保护器、蛇形敷设等概念，导致电缆线路出现设计上的问题，长期运行还会引发质量问题。
2.2外界因素带来的破坏
外界因素带来的破坏是引发电缆故障的主要因素，尤其是城市化建设进程加快，市政工程、房地产工程、道路开挖等项目开展中，极易损坏电力电缆。外界破坏事故包括：①直接破坏，比如敷设电缆时，由于牵引力大，导致转弯处的电缆在外界力量影响下损伤外保护套和绝缘层；②自然损伤，受电缆自身振动、热胀冷缩等因素影响，使电缆在上下桥、管口等部位出现损伤[2]。
2.3安装与施工质量的影响
多数情况下，电缆安装、故障直接影响着施工质量，由于施工环境不好，而电缆、附件对温湿度、灰尘等有着严格要求，而这些因素又很难控制，再加上施工人员操作技能差、工作水平低，导致施工中出现质量问题，主要表现为：电缆外保护套破损，敷设期间用力较大，增加事故风险；温湿度偏差大、潮气严重，电缆附件制作期间温湿度过大，会使得绝缘不受潮，无法满足运行需求，为日后的安全运行埋下隐患；未严格按工艺、要求施工，导致接头密封不好，投入运行后极易遭受水分侵蚀，引发漏油、发热等问题。施工质量带来的缺陷多不会立即显现，但是若缺陷严重，投入运行前或运行2年后就会出现故障。
3、配网电力电缆故障监测方法
3.1故障测距
配网电力电缆的故障测距，是故障定位中的重要指标，通过对故障进行测距，能准确、快速的找寻故障点位置。在对电力电缆故障进行监测时，测距是比较重要的部分，不但能提升故障定位水平，还能改善故障检测流程，提高维护工作效率。
3.2在线监测
通过在线监测的应用，能更好监管故障，这里所说的监测是对局部放电故障的监测。所谓的在线监测是在电缆结构内选择、安装传感器，通常是接地箱、交叉互联箱等，利用传感器的耦合方法，采集系统中的电流量，然后再输送至监测中心，实时监督电力电缆的运行情况[3]。在线监测中心则根据相关信息评估电缆的运行状况，比如：电磁耦合法就是在线监测的常用方法，基于该方法所产生的局部放电在线监测系统比较多。
3.3常用监测技术
配网电力电缆故障发生期间，线路中的参数多会出现变化，通过相关的监测技术能获得相关参数，并将其作为基础推算故障，便于准确判断故障的发生位置和类型。
3.3.1万用表法
配网电力电缆故障监测中，在万用表法中短接了电力电缆终端，而终端测量短接的电阻值，若测量电阻值大而且无穷，说明电力电缆系统中存在开路故障；若电阻值高于线芯的2倍左右，说明系统内部出现了似断非断的故障。如果使用的结构属于三芯电缆，接入金属屏蔽层后需格外考量终端位置，并短接屏蔽层，随后再用万用表接入开始位置，直接测量实际电阻值，便于掌握绝缘层的电阻值。对于不具备金属屏蔽层的情况，仅测量相间电阻即可，从而准确判断电力电缆的质量和性能。
3.3.2二次脉冲法
二次脉冲法多用于闪络性的故障监测中，通过和高压发生器的相互配合冲击闪络，故障点多表现为瞬间变化，随后出现低压脉冲信号，二次脉冲操作后比对波形，以此规划故障点位置[4]。
3.3.3电桥法
电桥法操作简便、适用范围广泛，只能判断电力电缆是否出现故障，无法甄别故障类型。电桥法所产生的电流小，选用的仪表仪器多具备良好的灵敏度，从而降低故障监测误差。电桥法使用过程中，应重视非故障电缆相电阻的测量，并同时测量电桥法接入前后的电阻值，比对之后推算出的故障发生点。
3.3.4低压脉冲法
低压脉冲法的使用，需要在故障电缆结构中适当增加脉冲信号，待脉冲信号到达终端位置、故障点、接头位置后，就会因相关参数的变化受到影响，引发信号反射、折射等情况，这时可借助仪器接收低压脉冲，以此计算整个故障区域。在诊断配网电力电缆故障时，低压脉冲法多用于开路故障、低阻故障的检测中，但是实际应用具备一定的局限性，这就要求根据实际合理选用监测仪器，以获得更加准确的数据[5-6]。
3.3.5冲击闪络法
通常情况下，配网电力电缆故障点受到冲击闪络法影响后，多会形成高压脉冲信号，同时还会出现击穿放电的现象，也就是常见的闪络现场。在监测配网电力电缆故障时，该方法的适用范围广泛，能灵敏检测闪络故障、高阻故障，便于评估电力电缆的运行情况。
4、小结
综上所述，配网电力电缆常用故障为绝缘故障、附件故障，由外界因素、附件质量、施工质量等因素引发，从某种程度上影响着电缆线路运行。因此，工作人员需充分了解配网电力电缆故障表现和原因，便于提升故障监测水平，保证电力电缆的安全运行。与此同时，还要落实电缆故障的监测技术，优化电力电缆的运行环境，以此保证电网的安全性，从根本上规避故障问题的发生，进而提升电网的运行水平。
参考文献：
[1]耿玲，陆辰缘，杨启明，等.配网电力电缆故障监测技术的研究[J].自动化应用，2017，15（12）：75-76，103.
[2]张艳.对配网电力电缆故障探测的方法探析[J].中国科技纵横，2016，36（20）：107，109.
[3]吴锦秋.10kV配网电缆故障分析及防范措施[J].科技与创新，2015，29（17）：128-129.
[4]朱正塔.10 kV配网电缆故障及防范措施探讨[J].科技资讯，2016，14（29）：57-58.
[5]林宇欣.城市配网中电缆故障的快速查找、判别及处理[J].企业技术开发（下半月），2016，35（8）：120-120，142.
[6]柯俊贤.配电网电缆故障点的定位方法探究[J].通讯世界，2017，22（11）：147-148.
