前言
这年来，随着社会科技的发展，对电缆的需求也越来越大，因此，增加了线路通道力面的压力。为减轻这一压力，地理电缆的传输方式被广泛使用，虽然暂时解决了问题，但新的问题又随之而来，出现电缆短路、断路、高阳泄露等故障，给人们的用电和通讯带来了很大困扰。电阻电桥法、电容电桥法、高压电桥法这些传统检测已经完全不适用了，也相应被市场淘汰。既然过去的不适用了，就会有新的检测方法，信息技术发展越来越快，社会趋于社会网络化、数字化和智能化。新的智能电缆故障测试仪的使用，不仅可以减小测试误差，还能不断提高测试效率，安全问题也得到了相应解决。
1电力电缆故障分析
1.1操作方面造成的故障
随着我国基础工程建设步伐逐渐加快，在电力系统中电力电缆的铺设工程施工作业尤为重要，是日后电力电缆能够充分发挥作用的重要基础保障。但现阶段我国电力电缆铺设施工作业中却存在诸多问题与弊端。首先，由于操作失误与不当对电力电缆造成的损坏极为突出。具体体现在施工作业人员的工作方式与责任态度上，施工人员在对电力电缆进行铺设施工中没能对设计图纸进行认真研究与考量，只是单一盲目地进行布网施工，对施工现场存在的隐患问题没能及时发现，在进行机械设备操作中极易造成对电力电缆的摩擦性破坏。其次，较轻的摩擦破坏并不能对电力电缆造成较重的直接伤害，但由于破损面的扩散与物质侵蚀，长期下去容易造成对电力电缆的腐蚀，进行导致电力系统全盘崩溃与故障的产生。
1.2绝缘体方面造成的故障
“绝缘体”是电力电缆的重要保护层与防护体，对电力电缆的整体工作运行与稳定安全起到至关重要的影响作用。但由于绝缘体物质的特殊性，导致其造成的故障问题频出。首先，主要体现在高温与强电压的作用影响下，极易造成绝缘体本身的电阻率与阻燃性发生突变性改变，这种突发性改变对绝缘体本身危害极大，更对绝缘效能的发挥起到较大的削减作用。同时，对介质的消耗磨损程度也会逐渐增大，进而导致绝缘体老化、崩溃现象的产生，这种绝缘体老化现象是电力电缆的重要故障之一。
2电缆探测基本原理与常见方法
2.1电缆探测基本原理
在电缆的入地端加上一个正弦波，保持该正弦波的频率不变，那么由电磁感应原理可知，整根电缆上会产生频率相同的感生磁场。使用相关设备来对这个感生磁场进行捕捉，并将其转换为对应的电信号，电信号中包含着电缆路径等信息。
图1电缆故障探测定位基本原理图
2.2电缆探测常用方法
（1）夹钳法
夹钳法是对电缆加载发射机信号的首选方法，夹钳模式是一种特殊的感应模式，发射机通过夹钳产生的磁场信号输出汇集于具有集流作用的夹钳内部，再通过电磁感应原理，在所包围的电缆中产生回路电流信号。当使用夹钳模式时，电缆两端必须接地，这样才能使加载的电流形成电流回路。
（2）雷达反射法
此方法主要用于测量电缆的短路现象和开路故障，具备一定的优势，简洁、快速和安全。这种方法还能测量出电缆中电波的传播速度和电缆总长度，是区别电缆中间接头、T型接头、终端位置的正确方法。
但它也有一定的局限性，对电缆长度不同的测量需要用不同的脉宽，不能准确测出故障点的精确位置。为解决这个问题，可以将脉冲宽度分为几个不同的档位，同时使用加长电缆测试，然后在最后的结果中直接减去所加长度。
（3）直流高压闪络法
此方法的优势是准确度高、波形好，主要用于测试闪络性故障，即故障点处没有出现电阻现象或电阻值飙升，但此时的电压值很高，会出现所谓的闪络现象。在测试时，特别要注意不断测试逐渐升高的不同电压。当电压上升到一定值时，故障点就会出现闪络，仪器就开始形成波形。不同的取样方式，最后显示的波形也不同。电压取样测试显示的是方波，而电流取样测试显示的是矩形波。最后测试出来的故障点距离可以用一个公式来计算：L＝VT，其中，T为电波来回一次所需时间，V为电缆的传播速度。如果是其他类型的电缆，不能使用上面的答案，需要重新计算。
（4）冲击高压闪络法
由于直流闪络法的适用范围有限，所以，当故障点的电阻值都很小，增大电压时，整流器输出的电流有较大的压降，使得故障点的电压升不上去，故障点就不会形成闪络过程，也就不能再使用直流闪络法了，这时可以选择冲击高压闪络法，取样的方法有两种，电感冲闪法和电阻冲闪法。采用电感冲闪法测试时，先接通电源整流器对电容器充电，当电压增加到一定数值时，球的间隙就会被击穿，电容器的电压就会传送到电缆的测量端。当电压到达最大值时，故障点就会放电，这时要使故障点保持放电，才能保证有足够高的电压，还稳定保持一段时间。如果要算出故障点与测试端的距离，就要测出第一个拐点到下一个拐点运动所需时间。在这个过程中，需要用闪侧仪来看电压波形变化。此外，为确保产生的反射波不被测试端的大电容短路，要在电缆和球间隙中间连接一串电感线圈，组合成电感微分电路。电阻冲闪法。此方法所形成的波形是方正的，测试过程变化也很明显，易于观察记录，其测试结果也很准确，比电感冲闪法好，与直流高压冲闪法是一样的方法。这种方法更吸引人，可以消除电感冲闪无法避免的余弦大振荡。这种方法有很大优势，唯一的不足是适应性不强，在不同的环境中不能都用此方法来测试。
3无损探伤信息分析装置的研究与应用
3.1装置基本原理
已知当导体上通以高频电流时，在其周围空间会产生电场与磁场，电磁场在空间的分布与导体中电流、电压有紧密的联系。在R﹥﹥λ/2π的区域称为远区，在该区域内电磁场能离开导体向空间传播，它的变化相对于导体上的电流电压就要滞后一段时间，此时传播出去的电磁波已不与导线上的电流、电压有直接的联系了，该区域的电磁场称为辐射场。通常的发射天线正是利用辐射场的这种性质，使传送的信号经过发射天线后能够充分地向空间辐射。电力电缆的结构特点是平行（或双绞）双线结构对称，线上对应点电流大小和方向相反，且两线间的距离<λπ，所以传输的50HZ及其谐波信号在传输线上只有能量的传输而没有辐射，当电缆出现开路、短路、接地、低阻、高阻闪络及高阻泄漏性等故障时，就必然破坏了传输线的这种对称性，造成发射场信号矢量变化，等效于二导体成一定的角度分开，或是将其中一边去掉等状态，都能导致导体对称性破坏而产生有效的电磁场辐射，通过专用的工频定向耦合天线及高灵敏度长波（低频）接收机配合频域示波器，就能够准确的接收这一信号并间接分析出电缆的故障点、故障类型、故障原因等，实现电力电缆的无损探伤目的。
3.2技术创新点
（1）工频定向耦合天线，设计一种通过天线插入电感线圈以增大有效接收电平的方法，天线信号集中加载在天线的适当部位，即中部插入一个定向毫亨级工频电感线圈，这个电感线圈的感抗可以抵消这点以上天线振子在该点所呈现的全部或部分容抗，从而加大了加感点以下的天线电流，即提高了天线的有效接收电平，同时滤掉工频以上的高频干扰信号，实现对隐患电缆微弱辐射频率的耦合接收。
（2）高灵敏度长波（低频）接收机。超外差接收机广泛应用于微弱信号的接收，并且已推广应用到测量技术等方面，有效解决了原来高频放大式接收机输出信号弱、稳定性差的问题，且输出信号具有较高的选择性和较好的频率特性，易于调整，随着集成电路技术的发展，超外差接收机已经可以单片集成，通过前端带通滤波器的设计，可以实现0-525KHZ范围的长波低极频可靠接收，实现电缆辐射50HZ及其100HZ、400HZ等谐波频段的分段采集。
（3）实时式频域示波器主要的功能是在频域里显示输入信号的频谱特性，其基本工作原理是把定向天线接收的电缆缺陷辐射模拟信号经模数变换电路变换成数字信号后，加到数字滤波器进行傅里叶分析；正交型本振用正弦和余弦信号得到的分析结果是复数，可以换算成幅度和相位。通过分析归纳总结该信号的频谱特征，如带宽、幅值、主瓣频点、矢量方向相位等，其低阻、高阻闪络及高阻泄漏性等故障均有显著不同，从而实现及时发现和定位的目的。
3.3 装置的优点
（1）准确、及时、无损的发现和定位在线运行的站内电力电缆故障及隐患，包括低阻、高阻闪络及高阻泄漏性等类型，不影响现场在线运行其它设备，毋需拆解、断电、开挖寻找故障点，便携式设计，体积小重量轻，使用快捷方便。
（2）利用装置的信号辐射非接触性和接收持续性，实现对电缆隐患点的连续在线监护，可以发现部分损坏、材料老化、时有时无的一类软故障，消除重大安全隐患。
（3）除了具备电力电缆无损探伤的基本功能，利用电力火花辐射信号的丰富包络线，还可以发现站内设备的开关、接触器、变压器、传感器等击穿、闪络、电晕等隐患，方便直观准确，提高人工绩效，减少设备停运时间。
（4）将电力电缆探伤频谱数据整理、存储、归类，便于建立相关运行档案，为电缆的寿命预测、采购预判、性能要求等提供科学的量化依据，扩展创新功能，提高电站现代化管理水平。
结语
综上所述，电缆测试仪使用的是计算机技术和数字化信息处理技术，所以，它的测试结果误差小，具有精确度高、测试效率高、安全性高和操作简单的特点。但因为电缆类型不同，绝缘方式差异，电压等级不同，还有测试环境的变化，所以需要灵活运用以上测试方法克服这些问题。
参考文献：
[1]倪少军.高压电力电缆故障分析及探测技术应用[J].科技创新导报,2018,44(9):1197-1197.
[2]谢碧华.电力电缆故障探测技术的应用[J].广东科技,2019(12):223-225.
作者简介：张家顺（1987-）男，云南大理人，本科，工程师，主要研究方向输变电专业管理；
解立秀（1994-），女，云南曲靖人，本科，助理工程师，主要研究方向为变电综合自动化、继电保护以及交直流系统；
熊云慷（1989-），男，云南怒江人，本科，工程师，主要研究方向为变电综合自动化、继电保护以及交直流系统；
何林涛（1995-），男，云南大理人，本科，助理工程师，主要研究方向为变电综合自动化、继电保护以及交直流系统；
牛奎（1997-），男，云南曲靖人，本科，主要研究方向为变电综合自动化、继电保护以及交直流系统。