电力电缆故障的测试方法
电力电缆故障的粗浅方法与精测方法，即高、低压脉冲法与声测定位法、跨步法。
由于输电线路越来越多地使用电力电缆，使得电缆的生产厂家急剧增多，市场的竞争日趋激 烈。市场竞争的激烈，带来的直接后果是电缆质量下降，从而引发电缆的平均故障率要高的多； 同时由于电缆多为地埋形式，出故障后人很难直接观测到。因此，查找电缆故障便成了电缆行业 较突出的问题。本文仅就电缆故障的测试方法做一较全面的论述。
1 电缆故障测试方法概论
    电力电缆故障的粗测方法较多，这里主要介绍最常用的且很有效的一种测试方法——脉冲法。
1.1 低压脉冲法
    此方法主要用来测试电缆的相间或相对地低阻故障；电缆的芯线、金属屏蔽层开路故障；以及 电缆的实际长度、校验电缆的传输速度、显示电缆中的部分中间接头位置等。也可直接用该方法 判断电缆中是否存在低阻或开路故障。
    低压脉冲法是由仪器产生一组间断脉冲信号加到故障电缆上，当遇到故障后产生反射波，仪器 的发射脉冲可正可负。其测试波形见图2。
    t1时刻为仪器的发射脉冲； t2为电缆中间接头反射， t3为开路故障点反射， t4为电缆全长开路反射。实际中，电缆中间对接头有时为反极性反射，若为T型接头则必为反极性反射。
    电缆的中间接头一般反射幅度较小。开路故障必为同极性反射。电缆全长反射相当于电缆断线开 路故障的特例，电缆断线故障不存在全长反射。 t3为低阻故障反射与仪器发射脉冲反 极性。若电缆为低阻故障短路故障，测试波形中不存在t4 电缆全长反射。由分析知：S（t1-t2）为电缆中间接头到测试端的距离，S（t1-t4） 为电缆长度。SDCA系列智能电缆故障闪测仪产生的双竖线游标将自动显示相关距离，一般先将第一个游标对准仪器的发射脉冲，再将另一个游标对准相关的反射脉冲拐点，预置好被测电缆的传输速度V。
在分析低压脉冲法测量波形时应牢记：极性、时间、幅度3要素。
1.2 高压脉冲法（闪络法）
1.2.1 直流高压闪络测量法（直闪法）
本方法主要用作测量电缆的闪络性高阻故障，也可用以测量电缆中阻值很高的泄漏性高阻故障。电压法（DUM）：测量线路及测试波形。
    VT、GB分别为调压器和高压试验变压器。一般要求其容量≮1.5kVA，整流硅堆D应根据GB的容量及最高电压选择，如1.5kVA/50kV试验变压器应要求D的反向耐压＞150kV、整流电流＞ 50mA。隔直流电容C＞0.1μF，耐压应不小于给电缆所加的直流高压，R1 、R2 为电阻分压器。水电 阻R1为40～80k Ω 。 取200～680 Ω 。调整好仪器，从0开始给电缆加直流电压，当电压加到某一值时，泄漏电流突然增大，此时仪器显示出了图3（b）所示的近似衰减方波，故障点到测试端距离为： S(t1-t2)=S(t1-t3)=S(t1-t4)
    电流法（DIM）：测量线路及测试波形。
    由LP电流取样器取代 电阻分压器，相当于电流互感器，测试波形，
    近似于衰减的脉冲波。极性可正、负，故障点到测量端的距离为：
S(t1-t2)=S(t2-t3)=S(t3-t4)
    电流电压法（DIUM）：测量线路与图4基本相同，但LP变成电流电压取样器。故障点到测试端的距离为 S(t1t2)=S(t1-t3)
分析3种直闪法各有优缺点，DUM可以被完全取代，DIUM相对于DIM具有较强的抗干扰性能，故 障可测率也相对较高，安全性好。
    1.2.2 冲击（SHOOT）高压闪络测量法
    本方法主要用以测量电缆的泄漏性故障,特别是泄漏性高阻故障,也可用来测试其它类型故障。
电压法（SUM）：最常用的典型SUM测量线路及测试波形（L法）
    VT、GB、D、C的容量相对直闪法大，VT、GB＞3kVA，C起贮能作用,一般要求＞2μF， 耐压不低于电缆所加冲击电压大小。Js为球隙，用以改变加到电缆上的冲击电压高低和放电间隔 时间。L为取样电感，R1 、R2 为分压电阻，作用与直闪法相同。先调好球隙间距（20-30kV/cm）及仪 器。从0V调节VT，使球隙以3～6 S间隙放电（不能超过电缆所允许的耐压值），SDCA仪器将记录 到如图6(b)所示的波形，故障点到测量端的距离为：S（t2-t3）。
    电流法（SIM）：测量线路：测试波形通过LP互感器取出，故障点到测试端距离为：S（t2-t3）=S（t3-t4）
    电流电压法（SIUM）：测量线路与图7基本相同，所不同的是把LP换成电流电压取样器，测试 波形与图6相似，但比图6的拐点更加明显。故障点到测试端的距离为S（t2-t3）。
三种方法的优缺点与直闪法相同，这里不再赘述。
1.2.3 二次脉冲法
    二次脉冲法是闪络法的一种不同连线方式或工作方式,其目的是改善测试波形，提高仪器的抗 干扰性能，但从理论及实际操作上讲，不存在比其它3种方法更多的优越性。
2 电缆故障的精测方法
2.1 声测定位法
    测量线路。给故障电缆加冲击高压，用“定点仪”（包括探头，接收放大器、耳机等） 在电缆埋设路径的可疑地方收听故障点放电产生的声波，其声音最大点为电缆故障点。定点仪归 纳起来有3种:
1）声波法：只接收故障点放电产生的声波，由声音大小判断故障点位置，这种定点仪已淘汰。
2）声磁同步法：利用故障点放电同时产生的电磁波和声波确定故障点。电磁波起辅助作用：用来
    证明听到的声音是否是故障点的放电声；判断给电缆所加的冲击高压是否正常；用来查找电缆的 正确走向。目前常用如“SDCT-3“或“SDCT-4型定点仪”属此类。
3）数字式定点仪：以数字的形式显示出“定点仪”所处的位置与故障点的相对距离。但使用要求 环境相对安静，否则效果较差。如“SDCT-5同步接收定点仪”属此类。
2.2 跨步法
    主要用来查找66kV以上电缆的护套故障,测量线路
    给电缆加一个断续的调制信号，用2个探针相距1m触地面，当在故障点一边时表头指针朝一个 方向摆动，当在故障点的另一边时,表头指针朝反方向摆动。当跨在故障点中间时表头指针不摆 动。 3 电缆路径的探测
    探测电缆路径的理论依据是电磁感应原理。“电缆路径仪”的输出加到电缆 的其中一相，输出信号为间歇的交流信号。在现场，“接收器”通过探棒接收电缆所幅射的电磁 信号。当探棒垂直地面，接收器接收到的最小信号的各点连线即为电缆的埋设路径。现场使用比 较方便。
4 电缆故障测试中的一些实际问题
    4.1 不同耐压等级电缆故障测试 根据电缆的结构及故障类型，把电力电缆分为低、中和高压3种类型。一般来说，低压电缆通 常没有金属外护套或金属屏蔽层，相对地故障一般是相对大地，采用闪络法测量较困难。可选择 相、相测量（粗测），或直接进行定位，冲闪电压可取电缆耐压的数倍，球隙放电间隔约5～10s 为好。6、10、35kV中压电缆故障一般都较典型，可采用低压脉冲法或闪络法测量，闪络电压不要 超过电缆的额定试验电压。 66kV及以上电缆通常故障点表现形式为主绝缘故障和外护套故障。绝缘故障的测试方法与中压 电缆相同，但“闪测仪”通常的配置在耐压上存在一定的问题，应注意谨慎使用。外护套故障通常采用“跨步法”直接定位。
    4.2 不同绝缘介质电缆故障测试
    电力电缆因绝缘介质不同而有不同的结构形式。这里主要以油浸纸介质和XLPE两种常用电缆为 例说明故障测试中的一些问题。
油浸纸电缆故障点在中间接头时粗测较困难，而用沥青或环氧树脂灌封接头，两端本体铅包用 一条短连线相连，故障点放电很难形成短路电弧。

    XLPE电缆故障相对比较难测，归纳起来主要有以下几点：
a） 运行中出现泄漏性故障，当采用某种方法测试时，故障电阻消失，用直流高压做泄漏试验，电缆耐压正常。
b） 当进行电缆故障定位时，电缆上到处有响声。
c) 电缆存在明显的泄漏性高阻故障，但无论采用什么方法都找不到。
d） 当对电缆故障进行烧穿时，故障电阻非但不降低，反而升高很多。
    出现上述现象归纳起来有以下几个原因：
a） XLPE电缆的绝缘材料为固体材料，与油浸纸介质比较有其特殊的一面。如气隙放电，偶极子 （如:水份）极化等，这些在油浸纸介质电缆中是不存在的。
b） XLPE电缆的质量问题不易显露，很难界定，如电缆中某一段无半导电层或没有铜屏蔽层等很 难发现。
c) 电缆接头制做工艺，如终端头连接地线不准确，应该是铜屏蔽层，而不是金属护层，或接触 不良等；又如中间接头没有铜屏蔽层或铜屏蔽层未与本体连接或接触不良等。
可以肯定的讲，只要XLPE电缆质量合格，电缆接头制作规范，一般来讲，故障测试非常容易。但 要特别注意是：XLPE电缆故障应谨慎使用“烧穿法”，且不可长时间冲击放电测量。
    4.3 故障点难测的几种情况
a）没有良好的接地回路
b）故障点处大面积受潮
c）封闭性短路故障
d）穿管电缆