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摘要：电力电缆比架空线路的操作更方便、安全性更高、占用空间更小，诸多优势决定了电力电缆在城市发电站、地下电网、工矿企业、过海过江的水下输电线中被广泛应用。尽管电力电缆优势突出，但在实际应用中，仍会因为各种主客观原因发生故障，因此，电力电缆的诊断技术及故障检测技术就显得尤为重要。论文介绍了电力电缆诊断检测技术的发展与应用。
关键词：电力电缆；诊断检测；发展趋势
1导言
电力电缆无论是架设在机器设备上，还是被埋设于地下，一旦使用时间过久，难免会发生故障，影响市民的正常生活工作、企业的生产经营，如果故障严重还有可能造成重大火灾伤亡事故。埋设在地下的电力电缆具有极大的隐蔽性，故障的检测以及距离的准确定位有难度，给电缆的检修工作带来障碍。鉴于电力电缆在整个城市中的巨大作用极其自身的特点，电力电缆的诊断检测技术备受业内人士关注。
2电力电缆诊断检测技术概述
2.1传统检测技术
直流叠加法、直流成分法和tgδ绝缘介损法都是常用的传统电力电缆检测方法，尽管不能全盘否认它们的应用价值，但是这些技术的确给电力故障的判断提供了参考依据，然而传统技术终究无法适用于特高压电力电缆的检测和诊断，在适用范围方面大打折扣。
2.2新型检测技术
2.2.1电缆接头检测技术
有一项运行中电力电缆的故障统计调查，超过90%的电缆故障发生在电缆接头上。处于运行中的电力电缆，过负荷与接触电阻都会令接头的温度上升，以至于接头迅速老化，从而发生故障。应用电缆接头检测技术检测接头的温度，再根据实时的接头温度进行分析，工作人员可以更全面地了解电力电缆的运行状况，提前做好防护措施降低故障的发生率。
2.2.2超高频检测技术
如果电力电缆只是局部的放电脉冲频率较高，那么要获取局部的放电信号就需要提高检测工具的采样频率，控制来自外界的噪音感染。超高频检测技术利用宽频带局部放电传感器，加上电磁耦合方法的应用，能够检测位于10~28MHz频段之间的局部放电现象，且检测效果令人满意。
2.2.3电磁耦合技术
这是一种通过测量回路与电磁耦合线二者的作用，把交联聚乙烯电力电缆的接地线局部放电电流信号和上文所述的2种线路相互连接起来的技术，能够使局部信号放大，控制噪声的干扰。
3电力电缆诊断检测技术的发展与应用
3.1在线检测技术
3.1.1小波变换
该技术需要用到滤波器，有的研究给出了2种测量故障距离的方法———单端检测和双端同步检测；有的研究通过小波变换单端行波测距，使行波传播速度与行波达到时间的选择问题得以解决，经大量实践证实，该技术的单端行波测距的精确度完全可以达到故障现场对精准故障定位的标准；还有的研究讲解了电缆故障的在线监测以及电缆精确测距方法，深入探讨了小波变换技术中的电缆故障测距。
3.1.2实时专家系统
这是基于网络远程服务发展而来的一种解决电缆故障测距技术，有研究指出，继电保护基础上的专家系统，可通过C语言集成诊断来明确电力电缆的故障类型极其电流有效值，最终准确定位出故障发生点。
3.1.3因果网络
节点征兆、起始原因、状态和假设共同组成因果网络，征兆节点代表的是状态节点的征兆，比如，保护动作是断路器跳闸的征兆；起始原因代表的是最初引起电缆故障的原因；状态节点代表的是领域内某部分的状态，比如，断路器的挑战，假设节点代表的是研究系统的诊断假设。有学者扩展因果网络后，利用报警信息时序特性约束概念构建起新的时序因果网络，并且给出了基于该网络的电力电缆故障诊断技术。
3.2离线检测技术
3.2.1低压脉冲法
将低压脉冲信号经测试端输入进电缆中，通过仪器把发射脉冲、接收至故障点反射脉冲二者的时间差△t（μs）记录下来，再计算出故障距离。如果电力电缆中信号的传播速度是v（m/μs），那么电缆故障距离l=v×△t/2。
3.2.2脉冲电压法
该方法接收的信号是故障点由于放电所产生的脉冲信号。利用高压设备让电缆发生故障处放电，从而产生脉冲信号，再利用仪器在测试端接收来自故障处的放电信号，通过接收信号的时间来计算故障点的距离。但是该方法因为没能完全隔离高压部分和测试仪之间的电气，也许会有安全隐患。
3.2.3脉冲电流法
该方法的原理相当于脉冲电压法，但它应用了电流耦合器，因此，能够完全隔离高压部分的电气，安全性基本可以保证。
3.2.4二次脉冲法
这是一种非常先进的故障测距方法，技术原理为：通过对故障电缆施加高压，让其形成高压电弧，之后故障点就会变成低阻短路故障，然后再应用低压脉冲法对其检测。
3.3电力电缆故障定点技术
3.3.1声测技术
利用放电装置让故障点放电发生振动，振动传至地面后利用振动拾音器接收来自故障点的声音信号，之后就可明确故障点的具体位置，一切高压脉冲信号之后故障点可产生放电声音的电缆故障检测都可以应用声测技术。
3.3.2声磁同步技术
故障点在放电时会同时产生声波和电磁波，由此可以准确定位故障点。在故障电缆上加入高压脉冲信号，放电时，故障点会同时产生声音信号与脉冲磁场信号，但是它们的传播速度不同，利用它们最小的传播时间差来定位故障点。
3.3.3音频感应技术
技术人员要用耳朵辨识出声音信号是强是弱，最终判断出电缆故障的发生位置。将1kHz或者其他频率的音频电流信号加在电缆两相之间或者金属护层和相之间，音频电磁信号由此产生，并在距离较近的开路故障点正上方或是金属性短路故障点形成信号最强的磁场，可借此定位故障点。
3.3.4跨步电压法
在大地和电缆故障点施加直流高压信号，故障点的大地表面就会形成点位分布，且呈喇叭状。大地表面的两点电压需要用灵敏度极高的电压表测量，故障点前、后电压表指针全部指向相反的方向，由此可定位故障点。
3.3.5全球定位系统行波故障定位技术
电力电缆发生故障后，线路上会出现运动速度不变的电流行波和电压，利用现代性波定位来检测可以找到精确的故障点。输电网GPS行波测量网络由记录仪和调度通信共同构成，用该网络来测量故障行波波头到达各变电站所需要的准确时间，然后通过调度来对故障点进行定位。
4电缆故障测试设备的配置
目前国内市场电力电缆测试行业中，主要有2类：便携式电缆故障测试仪及组合型电缆故障测试仪，应根据电力电缆的实际使用情况进行选配相应电缆故障测试仪。
便携式电缆故障测试仪，一种是采用低压脉冲法、脉冲电流法及二次脉冲法测试故障距离，采用声磁同步法探测故障点的仪器。定点时显示磁场波形和声音波形，同时也有路径查找和电缆识别的功能，精度较高；另一种故障点距离测试采用脉冲电压法或低压脉冲法，故障点位置探测采用声测法的仪器。定点时故障点的位置判断主要依靠耳机监听故障点放电声音，因而精度较差。
组合型电缆故障测试设施，通常采用四种方法测试故障距离，分别为脉冲电流法、低压脉冲法、二次脉冲法及多次脉冲法，故障点位置探测采用声磁同步法或跨步电压法，并配套电缆识别仪和路径仪等相关设施，设备容量大，有利于故障点的定位。
结束语
电力电缆是否运行稳定，关系到人们的日常生活与企业的生产经营。重视电力电缆的故障检测和诊断，结合实际情况灵活运用检测技术，准确定位电力电缆故障点，及时维修，做好安全防护措施，对电力系统的整体运行极其重要。随着电子信息科技的高速发展，电力电缆诊断检测技术也应顺应时代潮流，与时俱进地向着数字化、智能化及自动化的方向稳定发展。
参考文献:
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