前言：电力电缆作为电力系统基础架构之一，随着供电压力飞跃式增长，其故障问题屡见不鲜，造成的损失令人痛心。实际应用中电力电缆工作环境、任务目的等各不相同，出现的故障问题难以规范分类、检修。因此，如何快速探查故障、分门别类检修就成了重中之重，以此来确保及时发现并排除电缆故障，保障电力系统安全稳定运行。文章分析了常见电缆故障及成因，对现行电缆故障精确定位方法原理及作用进行探究。
1、电力电缆故障原因及定位流程
1.1常见电力电缆故障原因
第一：运输过程中挤压变形、铺设时不合规操作以及地面沉降等自然灾害均会造成损坏。第二：电压传输超负荷导致电缆绝缘层烧损，造成短路等事故。第三：电缆绝缘老化及在运输、施工、使用过程中受环境潮湿影响。
1.2常见电力电缆故障判断
电缆故障分单相接地、线芯断线及相间短路三种[1]。以三芯电缆为例，会出现以下情况：一芯或两芯接地，两相芯线间短路，三相芯线完全短路，一相或多项芯线断线。
对于直接短路或断路故障用万能表乐意直接测量判断。而非直接短路和接地故障，需通过兆欧表遥测芯线间或对地绝缘电阻，根据阻值判断故障类型。
2、电力电缆故障粗定位方法研究
2.1阻抗法
在知晓电力线路铺设参数的前提下，可采用阻抗法对电力电缆故障进行粗定位。电桥法是阻抗法的代表方法，具有原理与操作简单，检测精度高等优点，早期应用广泛。但随着电网电缆铺设地复杂化与多样化，电桥法只适用于特定故障定位，再加上需要在明晰电缆详细参数地前提下才能使用，近年来已经逐渐淡出公众视野。
2.2行波法
行波法是目前应用最为广泛的电缆故障粗定位方法，包括低压脉冲法、脉冲电流法以及二次脉冲法三种。最早应用的是低压脉冲法，能够通过仪器自动计算实现脉冲数据记录与测算，反馈故障定位信息，效率大大提高，但其无法识别电缆高阻故障。
脉冲电流法弥补了低压脉冲法难以定位高阻故障的缺陷。通过对故障电缆施加高压，使故障点击穿并产生脉冲电流，然后利用高性能监测终端监测并提取故障行波信号完成定位。脉冲电流法包括直闪法和冲闪法。直闪法常用于检测闪络击穿故障，结果较冲闪法更为准确。
20世纪90年代，二次脉冲定位方法被提出。其原理为：发送低压脉冲来测量和检查电缆长度，获得准确全长后，再发送高压脉冲击穿故障点，最后通过低压测试脉冲在击穿故障点形成反射进行定位。该方法适用于大多数类型的电缆故障，安全性高，精度理想[2]。原理图如下：
3、电力电缆故障精确定位方法研究
3.1声测法
电力电缆故障点在通电工作过程中会发出与正常运行状态不同的声音。如果电缆敷设较浅或保护层损坏，外部会产生强烈放电声，人工核检就能辨别。但若是电缆护套没有烧穿，产生的声音较为细微，单纯依靠人耳听力难以达到故障定位诊断要求。此时需要通过高精度声音接收仪器来测量微弱的声音振动信号，将其转换并放大，然后才能变成可听见的声音，实现精确定位。声测法原理简单，声测仪器价格相对低廉，且运用该方法的定位精度高。但是，声测法存在易受到噪声干扰的缺点。当现场环境噪声较大时，无法使用声测法进行故障定位。
3.2声磁同步法
考虑到声学测定方法易受噪声干扰，有必要结合其他技术手段进行辅助定位，声磁同步法应运而生。当电力电缆被脉冲高压固定时，放电时，不仅会在电缆故障点产生声波振动，还会在电缆本体上产生辐射到周围的脉冲电磁波，可通过磁性天线接收。由于磁场信号抗干扰能力较强，声磁同步检测方法比单一的声学测量方法更准确、可靠，因此得到了更广泛的应用。众所周知，和声波传播速度相比，电磁波的传播速度无疑更快。检测异常情况时，检测电磁波要比检测声波来得更加迅捷。实际故障定位时，电缆故障点正上方处检测到电磁波及声波的时间差相对较小，由此可以准确判断电缆故障点位置[3]。声磁同步法工作原理如下图所示：
3.3跨步电压法
对于电缆故障点护套保护损坏的开路故障，故障点附近会发生电压变化，一般采用跨步电压法进行故障定位。高灵敏度电压表测量接地表面两点之间的电压，当插入电压表接地的探针前后位置保持不变时，故障点前后针摆动方向不同。根据电压表指针晃动方向，就能得出故障点方位。
结语
因电力电缆在受用过程中不可避免会产生故障。为了尽可能避免故障危及供电网络、保障用户用电权益，电力电缆故障定位、诊断与检修就成了电力系统日常维护地重要工作内容。目前，电力电缆故障定位诊断方法逐渐多样化，能够准确迅速地排查电缆故障，但还缺乏有效的预防预警手段，仍需不断深化研究与拓展。
参考文献：
[1]张浩然,金辰.电力电缆故障定位方法研究[J].电力设备管理,2020(05):170-171.
[2]肖遥,马明,田家龙,刘海亮.电力电缆的故障定位方法[J].集成电路应用,2020,38(03):60-61.
[3]田二伟,刘持涛,林顺富.基于差分和变换的电力电缆故障行波定位方法[J].上海电力大学学报,2020,36(05):461-465.
