（国网北京市电力公司检修分公司北京市100071）
摘要：近年来电力能源行业发展迅速，电缆得到了大规模的运用，遍布人们的生产生活领域，随之所产生的问题也越来越突出，像对电力电缆故障查找，近些年就显得尤为重要。在实践研究中发现，高压电缆与低压电缆各有其特点，本文详细分析了出现电缆故障的原因，对如何查找电缆故障点提出诸多方案。以期能给未来的高压电力电缆接地故障查找提供一定的借鉴。
关键词：高压电力电缆；接地故障；查找技术
高压电力电缆接地是短路和断路两种电缆故障结合的特殊情况。高压电力电缆接地故障分为三种情况，完全接地，低电阻接地和高电阻接地。完全接地和低电阻接地在本质上是一样的，即电力电缆直接形成了回路或者由于较高的电压击穿电阻形成回路导致整个电路形成闭合回路，高电阻接地，通常电阻在500k欧以上，使电路形成断路，造成电力传输故障。
1高压电力电缆接地系统的接地方式
（1）护层两端接地
电缆金属护层在两个终端位置直接接地的连接方式是护层两端接地，电缆运行时，护层上的环流与导线的负荷电流基本相差不大。当电缆线路短导致传输功率很小时，其金属护层上的感应电压也很小，护层中的环流也因为金属护层两端接地形成通路后而变小，造成电缆的载流量影响不大，损耗不显著。与金属护层的损耗相比，金属护层两端接地后，不需装设保护器，减少维护工作量是合理的。为了使得循环电流的经济密度达到标准，尽量缩小电缆接地引线的截面积。
（2）护层一端接地
一端接地，一端经护层保护器接地就是护层一端接地。如果架空线路和电缆线路联合在一起，接触地面的位置一般装设在架空线路端，保护器的另一端。这种方式常用于500m以下的线路上面，当雷击的时候，很大的过电压会发生在金属屏蔽开路端，使得到了大于侵入波的60%，尤其是短路电流流经芯线和短路事故时，大幅的感应电压也很可能会发生在不接地端。使得电缆外护层毁坏的原因是因为它不能承受这种过电压，这样会导致金属护层的多点接地。所以，较短的线路距离是常用这种方法的，而且护层任一非接地处的正常感应电压较小。
（3）护层中点接地
采用这种方式是因为线路过长且感应电压过高时候，可能使护层绝缘击穿而造成金属护层多点接地。而有一种方式可以看作一端接地线路长度的两倍，它就是中点接地法。因为它在线路的中间将金属护层接地，把保护器装在电缆两端，并均对地绝缘。
（4）护层交叉互联
电缆线路分成很多大的部分，每部分上面分成长度相等的三小段，用绝缘接头把他们相连，护层三相之间用换位箱，也就是同轴电缆经接线盒完成换位连接，然后护层保护器装在每个换位箱内，每大段的两端护层分别互联并接地，这就是所谓的护层交叉互联。当排列方式不对称，如水平排列时，中相感应电压与其他两相相比比较低，虽然三个小段的金属护层有着同样的长度，但是他们的向量和有一个很小的合成电压，这使得环流会在金属护层内形成，因为大的电阻会在大地和接地极上面，所以得到的电流不大。
（5）电缆换位、金属护层交叉互联
将电缆线路金属护层交叉互联、同时再将三相电缆本体进行交叉换位的连接方式的这种方式，叫做电缆换位、金属护层交叉互联。此时，三相电缆金属护层电位所产生的相量和是零，并且环流也为零，因此这种方式优于单独的护层交叉互联。适合用在隧道等电缆本体比较容易换位的宽敞地方。
2高压电力电缆接地系统的接地作用
感应电压由于超高压交流单芯电缆在磁力线的作用下一定会受到流过导线的电流（或短路电流）等因素影响。感应电压会产生在金属护层上面，尤其是当电缆遭受过电压或发生不对称短路故障时，将击穿护层绝缘。保障电力电缆线路安全运行的重要措施之一是电力电缆接地系统。电力电缆线路利用大地作为回路可以在多种情况下进行，故障或者正常情况下都可以满足、甚至过电压时候，将电位钳制接在相应位置就可以了。接地电位与接地装置的接地电阻值密切相关，其电阻与很多因素有关，比如接地装置形状、大地电阻率、敷设方式等等，甚至电流频率等等。如果电阻不能达到要求，则在出问题时，接地电位可能有很大程度的升高，一方面，电缆外护层绝缘会由于地电位反击被击穿而使得护层多点接地故障；此外，工作人员会在电位大幅升高后反击相邻电气设备、形成跨步电压和接触电压时候受到身体伤害。因此，尽可能地在各方面条件允许的情况下采取优化措施，采用特殊的连接和接地方式在经济合理时，配设护层保护器，以防止击穿护层绝缘。
3高压电力电缆接地故障查找技术
3.1电缆故障测距技术
（1）低压脉冲发射法
该电缆接地故障方法是一种无损的查找技术，是指在进行检测过程中，将低压电流窄脉冲信号发送到电力电缆中，信号断路点、接头以及短路点在遇到发送的信号后，会将不同类型的波形反馈回来，然后借助微机计算机反射的时间差来测量反射波形的点，对反射脉冲的极性进行识别后既可判断出故障的具体性质。若反射的是正波形表明是断路点；反射的是负波形表明是断路点；反射的是相对比较平缓的真负波形则是电缆的中间接头，常用于低阻故障。低压脉冲反射法在电缆短路、断路和低阻故障测量中应用较广，此外还可用于测量电缆长度、电磁波传播速度以及区分T型接头和终端头等。
（2）电桥法
电桥法的应用在低阻接地故障较为常见，是指借助电桥的运行原理，对电力电缆外部可调电阻阻值进行调节，让电桥两端处在平衡状态，然后利用对其进行计算，从而确定电力电缆故障点的位置。
3.2电缆精确定位技术
（1）声波法
声波法是指通过高压脉冲发生器，将高压脉冲发射到电力电缆中，达到故障位置，释放能量击穿接地点，并发生短暂的响声，然后通过拾音器扩大声响，从而准确判断出接地故障位置。声波法的应用，在高阻接地故障与闪络形故障较为常见。
（2）声磁同步法
常用于低阻接地故障以及高阻接地故障；主要是通过高压脉冲发生器，将高压脉冲发送到电力电缆中，然后将故障点的电磁信号与击穿接地瞬间的声音信号通过电磁探测仪或者是高频拾音器反馈到检测人员手中，为有关人员决策提供参考。
（3）电缆烧穿法
在电力电缆运行过程中，如果使用声波法以及声磁同步法进行检测时，不能瞬间击穿接地点，应通过电缆烧穿法来降低电缆节点电阻，然后再采用声波法或者是声磁同步法对故障位置进行查找。工作原理：通过电缆烧穿仪器向故障电缆发射高压小电流，让电力电缆不间断短路发热，加快外部绝缘热老化与碳化，从而精确判断电缆故障位置。例如某高压电力电缆于2015年故障跳闸，故障位置在C相。为了查找、确定故障性质与故障点位置，首选采用低压脉冲法对电力电缆进行测试，电力电缆总长1754m，与电缆资料吻合。基于本次故障问题属于高阻故障，使用冲闪法与二次脉冲法不能准确查找故障位置，这时应采用电缆烧穿法烧穿故障电缆C相，将残压值控制在预定位的范围内，并详细观察电压泄露和残压电流值，从而确定该电缆C相是泄漏型高阻故障。
结语：
高压电力电缆接地故障分析及其探测技术对保障电力系统供电安全具有重要的意义，在实际测试中，要选择合适的技术手段来确定故障的种类以及故障发生的具体位置。
参考文献：
[1]李向波.试析电力电缆故障测寻技术及应用[J].电子技术与软件工程，2015.
[2]刘颖.10kV电力电缆故障的类型和测寻方法探析[J].技术与市场，2015.