电力电缆故障点查找方法及其现场应用

电力电缆故障点查找方法及其现场应用

摘要：自从电被人类发现并使用之后，给工业的发展和社会的进步带来了翻天

覆地的变化，现代社会的正常运转已离不开电能的供给，城市化进程的加速促使

电力电缆被运用到电力系统和生活中的各个领域，所以谨防电缆故障，保证供电

的稳定性十分重要，本文通过阐述电力电缆对于社会发展的作用，对常见的电力

电缆故障点进行了分析总结，并提出了一些查找办法，从而进一步提升电力系统

的供电可靠性。

关键词：电力电缆；故障点查找；现场应用

电力电缆故障的原因包括端部绝缘破坏、外力破坏、绝缘受潮、过热过电压

等因素。外力因素导致的电力电缆故障查找难度较低，可以直接根据造成影响的

外界因素、区域进行排查，但是电缆自身原因导致的故障必须应用仪器进行检测，如果排查方法不当导致排查时间的延长或是故障点误判，影响故障处理的进度。

因而探究电力电缆故障点的查找方法具有积极的现实意义。

1 故障点粗测方法

在电力电缆故障点查找中预定位和精确定位是最为重要的两个步骤，预定位

过程中需要应用到阻抗法、低压脉冲反射法以及脉冲电流法等粗测距离方法。

1.1 阻抗法

对测量端到故障点的阻抗进行测量计算后，以线路参数为基础列出相应的故

障点求解方程，在此基础上计算故障距离的方法就是阻抗法。阻抗法的原理较为

简单且实现难度不高，可以直接根据现有的电缆线路集中参数进行模型的建立，

因而在电力电缆故障点预定位中也会经常应用该方法。电桥法是实现阻抗法故障

测距必要方法，该方法应用难度低且测量精度较高，但是电桥法的适用性较差，

在闪络性和高阻故障中，电阻过大而电桥电流较小，就无法得出理想的测距结果。

1.2 行波测距法

明确电缆中行波的传播速度后，测量行波传播时间，确定电缆故障点位置的

方法就是行波测距法，行波测距法的种类较多，常见的包括脉冲电压法、低压脉

冲反射法、脉冲电流法和多次脉冲法。脉冲电压法多用于闪络及高阻故障中，主

要是利用电缆故障点在高压信号下的闪络放电现象来进行测距，因而也被称为闪

测法，该方法耗时短、精度高且操作简单但是安全性相对比较差。低压脉冲反射

法多用于低阻故障测距中，该方法不需要参考电缆基础资料，且可以通过对反射

脉冲极性的分析明确故障类型，但是其适用性范围比较小。脉冲电流法即通过对

故障点高压下电流行波信号往返测量点与故障点的时间的计算来判断故障距离，

该方法由于采用了线性电流耦合器因而不需要与高压回路进行直接的电气连接，

安全性和适用性都更好。多次脉冲法通过对多两次或以上的低压脉冲波形的叠加，得出交叉点即故障点的位置，该方法信号波形较为清晰，测量精度也更高，但是

需要使用到较多的仪器设备，容易受到外界环境因素的影响，增加耗时，首次脉

冲之后施加后续脉冲的难度较高。

2 故障点精确定位方法

电力电缆的精确定位需要在粗测距离的基础上进行，技术人员要根据粗测距

离给出的故障点范围，利用检测仪器和自身感应进行仔细的查找和判断。常见的

故障点精确定位法包括声测法、声磁同步法以及音频法等。

2.1 冲击放电声测法

当电力电缆发生故障时，可以对其施加一个高幅度的冲击电压，在冲击电压

的影响下故障点会产生放电现象并产生清晰的放电声，定点仪的声电转换器可以

将传至地面的微弱声波进行转换和放大，通过对放电声的定位便可以找到故障点。声测法多应用于粗测大概确定故障点的距离后进行定位。对故障电缆施加冲击高

压出现放电声后需要用沿电缆路径利用定点仪进行测听，声音最大的位置便是故

障点。

2.2 声磁同步法

这是在声测法改进得来的故障点定位方法，也就是通过接收电磁波和声波的

同步性判断电缆上出现故障的位置。在故障点查找过程中，如果同时接收地振波

和放电电磁波表明相关位置有放电声波的存在，当电磁信号和地振波信号同步时

则可以确保地振波的可行性，进而可以判断出电缆故障点的位置。凭借较高的故

障点判断准确性和较低的操作难度，声磁同步发在电力电缆故障点查找中的应用

也日渐增多，目前很多厂家的定点仪都是以声测同步发为基础的。

2.3 音频法

音频法可以在声测法无法发挥作用电缆短路故障下进行定位。电力电缆不同

芯线中电流流动的磁通相位差和故障点的磁通变化规律是音频法应用的基础。音

频法定点仪鱼药具备探测线圈、音频发生器、接收器、变压器以及指示仪表。当

电缆出现短路故障时，发生器输出音频电流，当经过故障点是电流会发生变化，

于此相对应的电磁波音频也会突变，这时所能检测到的信号最大的位置就是发生

故障的位置。在相间低阻短路以及断线故障中应用音频法具有较高的适用性，但

是受到信号频率、电缆长度等的影响高阻和单相接地故障中该方法实现难度较高。

3 故障点查找方法的现场应用

在实际的电力电缆故障处理中，检修人员必须要遵循相应的检修流程，明确

故障点查找的注意事项，避免不当操作造成的故障点判断差错或者故障处理不及

时等问题。

3.1 电力电缆故障点查找步骤

一般来说电力电缆故障点的查找可以分为五大步骤，具体包括：（1）确定电缆基本情况，技术人员需要对发生故障电缆的长度、出厂相关资料、接头位置等

基本情况进行调查和明确，为后续的故障点查找工作奠定基础；（2）诊断电缆

故障性质，利用仪器对电缆的绝缘性、导电性等相关性能进行测量，判断故障的

成因，选择合适的故障点查找方法；（3）粗测定距离，技术人员通过故障信息

分析、芯线上的测试信号以及在线测量等方法初步对故障的距离进行估算，为后

续故障点的精确定位提供基础；（4）故障点精确定位，在粗测的基础上利用感

应法、同步法、声测法以及时差法等确定故障点的精确位置；（5）故障点定位

误差分析，受到运行时间、运行环境以及其他因素的影响，首次精确定位的故障

点可能会有误差的存在，为了避免假信号的影响需要将精确定位的步骤重复多次，分析故障点查找的误差，总结查找经验。

3.2 故障点查找注意事项

首先，运行部门需要建立电力电缆运行数据库，将电力电缆的敷设路径图、

接头位置分布图等基础运行资料提供给故障处理技术人员，尽可能缩短故障点查

找耗时。其次，需要注意，如果故障点与测试端的距离过近会导致测试盲区的出现，因而在实际的故障处理中电缆的两端可以都进行测试，提高测试波形判断的

成功率。此外如果利用二次脉冲法粗测的结果无法得出典型的波形，可以用高压

脉冲按照5～10min的时间进行多次的充放电并在放电声出现后采用二次脉冲法。最后，粗测之后技术人员需要利用测试仪器在粗测结果范围内进行重复的查找，