众所周知,电力电缆供电以其安全、可靠等优点,在电力系统中获得了越来越广泛的应用。电缆多埋于地下,发生故障时,寻找起来特别困难,不但浪费大量的人力物力,而且还可能会造成难以估量的停电损失。对于电缆故障的测试,从理论和仪器2个方面来讲,已经有了十分成熟的探测技术。下面结合在测试过程中的实例,再一次对电缆故障测试技术进行小析。
　　(一)电力电缆的基础结构
　　电缆主要是由导体、绝缘层和护层三部分组成。导体是传导电流的通路。常用的电缆线芯材料采用的是铜和铝,具有较高的导电性能和较小的线路损耗。绝缘层起隔绝导体上高电压对外界的用。
　　(二)电力电缆故障产生的原因
　　电缆故障的原因大致可归纳为以下几类:
　　(1)机械损伤;(2)绝缘受潮;(3)绝缘老化变质;(4)过电压;(5)设计和制作工艺不良;(6)材料缺陷;(7)护层的腐蚀;(8)电缆的绝缘物流失。
　　在分析电缆故障发生的原因以及寻找故障点时,要注意做好电缆安装敷设及故障修复过程中的记录工作。记录应主要包括以下内容:
　　1)线路名称及起止地点。
　　2)故障发生时间。
　　3)故障发生的地点及排除经过。
　　4)电缆规范:如电压等级、型式、导体截面、绝缘方式,制造厂名及购置日期等。
　　5)装置记录:如安装日期及气候,各个对接头、三通接头的设计型式、绝缘种类、热处理温度及精确位置。
　　6)电缆的埋设情况:如电缆弯曲半径的大小,路径的走向,有无反常的敷设深度或者有特别的保护措施,如钢板、穿管和排管等;电缆敷设中的技工和技术人员的姓名(这也常常是提供重要线索的来源之一)。
　　7)周围环境情况:如临近故障处的地面情况,有无新的挖土、打桩或埋管等工程,泥土中有无酸或碱的成分,是否夹有小石块,附近地区有无化学工厂等。
　　8)运行情况:如电缆线路负荷及温度等。
　　9)校验情况:包括试验电压、时间、泄漏电流及绝缘电阻的数值、历史记录。
　　由于制造缺陷而造成的电缆故障是不多的,分析了解可能造成电缆故障的原因,对寻找电缆故障点是很有帮助的。例如,通过测距知道了电缆的故障距离,而在对应位置上,发现近期进行过城建施工,就可以怀疑为在施工的过程中损伤了被测电缆而引起了故障,往往不需要费很大功夫,就能很快地对故障进行定点。
　　(三)电缆的故障类型
　　分为单相短路接地、多相短路接地、开路故障、开路并接地故障、闪络性故障等5个方面。
　　(四)对电缆进行故障测试的步骤:
　　运用电缆测试仪器对电缆进行故障测试有下面三步:首先对故障性质的判断,其次对故障测距,最后对故障进行定点。
　　1、 对电缆故障性质的判断:当电缆发生故障时,首先应判断是哪类性质的故障。根据故障发生时的现象能初步判断出故障性质(接地、短路),通过初步测试后还必须测量电缆线芯之间和线芯对地的绝缘电阻和进行“导通试验”。进行“导通试验”时,将电缆的末端三相短接,用万用表在电缆的首端测量芯线之间的电阻。
　　2、 故障测距:目前最常用的故障测距方法是低压脉冲反射法和脉冲电流法。
　　3、 故障定点:最常用的方法是音频信号法和声磁同步法。根据科汇公司仪器,对现场实测举例如下:
　　例子一:某日,辖区内某配电室6千伏电缆发生接地故障,利用科汇电缆测量仪器,在配电室内对故障电缆进行周期性高压脉冲测试,接线如图
　　并利用T-903 耦合采取故障波形,发现T-903在高压放电瞬间重启。反复数次,无法提取波形。经过测试人员研究,由于电缆不足300米,并且电缆路径明确,所以决定对故障电缆直接进行声磁同步测试。走出配电室门口,沿电缆路径进行测试,反复2次,未查询到故障点。由于在居民区内,往来车辆众多并且除近在一高压水塔,严重影响了声音的测听。于是测试人员在配电室门口重新研究测试方案。突然发现配电室门口下面电缆通道有放电声,再经过仪器测量,声磁同步仪器波形最大,掀开电缆盖板,能明显的发现放电故障点。虽然本次测量带有运气性质,但也给我们以后的测试增加了经验。首先T-903 的重启就已经表明了故障点距离高压脉冲放电处不会太远,当时忽略了这个现象,并且越过故障点测试,肯定声磁同步仪器不会有什么反应。
　　例子二:2006年8月23日晚23时左右,我们所管辖的某低压配电室突然停电。这个配电室所有出线均系电缆出线,强送进线开关时,再次出现跳闸。于是将所有的出线开关断开,空送进线开关,强送成功。在送出线开关运输专线时,再次出现跳闸。于是将运输专线断开后,其余线路送电正常,运输专线又分南路和北路,将两路断开,空送主线路送电正常,合上南路开关送电既正常,当合北路时配电室再次出现跳闸。逐判断故障在北路。用ZC-7型1000V 兆欧表进行摇测时,得出如下数据:“A(黄)-PE1MQ,B(绿)-PE零MQ,C(红)-PE零MQ,A(黄)-N1MQ以下,B(绿)-N 零MQ,C(红)-N零MQ,N-PE 零 MQ ”用500型万用表所测数据如下:“A(黄)-N500KQ,B(绿)-N10以下,c(红)-N100KQ”。通过以上初测, 可以判断B 相与N相形成直接短路且接地(金属性),C相为高阻性接地。用淄博科汇公司的T-302高压信号发生器与T-504电缆故障定点仪进行测量,因为我们没有探测路径的音频探头,首先我们采用声磁同步法寻找路径、并进行初测。通过初测我们发现该电缆走向为正S型且周边环境恶劣,电缆的东边是一条车流量很大的公路,西边是车场,来往车辆不断。电缆全长 200余米, 约有60%的在水泥地下,其余部分不是在房内就是在生活垃圾下,周围的噪音大于70分贝。在进行第一测试时,采用B-N线,加压5KV,当行至第三个转弯处时T-504的波形出现异常但不是很明显,从耳机中能听到不明显的咕咚声,未敢作出决断(因在测试点旁边有一个正在烧水的锅炉)。第二次测试时采用A-N线,加压5KV,当行至150m左右时T504同步显示灯出现频闪,将测试地点地面的花砖去掉后同步显示灯正常。
　　两次测试都是无结果,于是改用T-903电力电缆故障测距仪进行测距,测试相为A-N、BN。将两次测试的结果进行比较计算后得出结果在82m左右。于是我们又采用T-302 高压信号发生器与T-504 电缆故障定点仪进行测量,这次采用C相 (C-N100KQ)符合要求,经过讨论决定将电压升至8KV,很快在第三个转弯处的房内,靠近墙边处T-504的波形出现密集型锯齿波,同时耳机内传出清晰的咚咚声,敲开地面发现事故点。事故地点距地面约60cm, 离墙约40cm,地面水泥厚约30cm,离电缆约20cm左右是一口排污井。
　　通过以上2个例子得出如下结论:对于处于恶劣环境的故障电缆必须进行故障测距,故障测距是故障定点的关键。对于处于复杂路径和环境中的故障电缆,仅仅依靠测量仪器是远远不够的,还必须依靠丰富的测量经验,当然,经验都是在一步一步的测量中取得的。在这里,我们仅仅举了在测试中的2个简单例子,具体故障的测试还是要根据实际情况做出合理的测试方法。