一．概述：
电缆与架空线相比有下列优点：
1．占地面积小，地下敷设不占地面空间，可避免在地面设电杆、导线，有利于安全和市容美观。
2．运行可靠，不受外界环境的影响，可避免风灾、水灾、风筝、鸟类等造成的短路与接地故障。
3．人身安全可靠，地下敷设可有效的避免线路断线造成的人身触电事故。
4．电缆的电容量大，有利于提高电网的功率因素。
由于电缆埋入地下，而且有些传输电缆还比较长（几公里），所以当电力电缆发生故障而影响正常供电时也给查找电缆故障点带来一定的困难。其主要原因在于电缆埋入地下，看不见，摸不着，有时在电缆敷设位置不清时将更难处理。过去在没有*的测试设备的情况下，查找一个电缆故障点往往需要几天或十几天时间。并会造成难以估量的停电损失。因此电缆故障的查找是多年来捆扰供电部门的重要问题之一。
二．
电缆故障的原因分析：
电力电缆发生故障的原因是多方面的，但常见的故障原因主要有以下几种：
1．机械损伤：很多故障是由于电缆安装时不小心造成的、或靠近电缆附近施工作业造成的。
2．电缆外皮的电腐蚀：如果电力电缆埋设在有强力地下电场的地面下（如大型航车，电力机车轨道附近），往往出现电缆的铅包外皮腐蚀致穿，导致潮气侵入，绝缘破坏。
3．化学腐蚀：如电缆路径穿过酸、碱性的地区，煤气站的苯蒸气往往造成电缆的铠装和铅皮大面积和长距离的被腐蚀。
4．地面下沉：此现象往往发生在电缆穿越公路、铁路、林区及建筑群时，由于地面的下沉、树根的生长而造成电缆垂直受力变形。导致电缆铠装、铅皮破坏甚至折断而造成各种类型的故障。
5．电缆绝缘物的流失：电缆敷设时地沟凹凸不平，或处在电杆上的户外头，由于电缆的起伏、高低落差悬殊，高处电缆的绝缘油流向低处而使高处电缆绝缘性能下降，导致故障发生。
6．长期过荷运行：由于过荷运行，电缆的温度会随之上升，尤其在炎热的夏季，电缆的温升常常导致电缆薄弱处首先被击穿，在夏季，电缆故障多的原因正是如此。
7．震动破坏：铁路轨道下运行的电缆，由于剧烈规律的运动导致电缆外皮产生弹性疲劳而破裂，形成故障。
8．拙劣的技工：拙劣的接头与不按技术要求敷设电缆往往是形成电缆故障的主要原因。
9．在潮湿的气候条件下作接头，使接头的封装物内混人水蒸气而耐不住试验电压，往往形成闪络性故障。
10．外力损伤：近年来由于城市建设施工，大型施工机械的使用，而施工人员又不了解施工现场的地下情况而造成的电力电缆被铲断或挖坏。
当欲快速定位故障时，所有的这些资料都是重要的。由于制造缺陷而造成的电缆故障是不多见的。因而，对电缆故障的分析，如果考虑到上述的情况和细节，将使电缆维修技术人员得到巨大的好处。
三．脉冲法测试原理：
几个基本的概念：
动力电缆在高频运用状态下的传输特性：
高频电波在电缆传输过程中，其幅度、相位和速度等参数将有规律的发生变化，而非我们正常所想象中的情况。所以我们将利用电波在电缆中传播的微观变化规律，利用雷达测距原理来确定电缆故障点的距离。因此我们必须树立起长线理论、阻抗概念与反射系数的概念。
长线概念：
长线是指导线的几何长度比其所传输的电磁波的波长还长或者与之相近似的传输线。一般认为线长L>λ/10既可认为是长线。
长线的特性参数：
1、特性阻抗Z0：电缆的特性阻抗与电缆的截面积、尺寸及周围的介质有关。同轴电缆的特性阻抗一般为40—100欧姆，电力电缆一般为10—50欧姆。
2、传播速度：Vp电波在电缆中传播时，将以一定的速度向前传播，而传播速度与电缆的介质材料有关。
对于油浸纸电缆其传播速度为160M/us，不同的电缆介质其传播速度也不同。
3、反射系数：反射系数与负载阻抗有着密切的，根据分析可知终端反射系数K2为
K2=（ZL-Z0）/（ZL+Z0）
其中ZL为负载阻抗。
由上述公式我们可以得出以下结论：
当故障点短路时，故障点阻抗ZL=0
K2=（ZL-Z0）/（ZL+Z0）=-1出现负反射，幅度等于入射幅度。
当故障点开路时，故障点阻抗为无穷大ZL=∝
K2=（ZL-Z0）/（ZL+Z0）=1出现正反射，幅度等于入射幅度。
当故障点的阻抗等于或接近于电缆的特性阻抗时ZL=Z0
K2=（ZL-Z0）/（ZL+Z0）=0无反射。
而故障点阻抗介于0-Z0之间时
K2=（ZL-Z0）/（ZL+Z0）=-1~0
出现负反射，幅度小于入射幅度。
而故障点阻抗介于Z0~∝之间时
K2=（ZL-Z0）/（ZL+Z0）=0~1
出现正反射，幅度大于入射幅度。
总结电缆故障测试原理要点主要有以下几点：
1、电波在长线传播中是以一定的速度进行的，并且各点的幅度不同。
2、电波传播中如发生阻抗不匹配将发生反射，低阻或短路时反射系数为－1~0之间，高阻或开路反射系数为0~1之间。
3、不同的电缆的传播速度不同。
4、障距离由S=T×V/2计算得出。
前面讲了电缆故障测试的原理，总结了4条基本的概念，这是测试电缆故障的基本思想，下面所讲的是前面所讲内容的延伸。
首先讨论一下电缆故障的性质和分类：
电缆故障一般可分为短路故障、低阻故障、高阻故障和开路故障。
短路故障比较容易理解，既电缆*短路，电缆故障点阻抗为零。
低阻故障一般可认为100欧姆以下的故障为低阻故障，注意：该分类是以电缆的特性阻抗而区分的。
高阻故障则指故障点电阻大于100欧姆的情况。
开路故障则指电缆*断开的情况。
而高阻故障中又可分为泄露和闪络型故障。
泄露故障是指故障点存在一定的电阻，几K到几百兆之间，高压实验时泄露超标或高压根本就加不上去的情况。
闪络性故障则是故障点的电阻为无穷大，但在做高压实验时，当电压加高到某一数值时，泄露突然增加，产生放电，高压表指针摆动，而当电压调低后泄露又恢复正常的情况。
了解了电缆故障的情况以后，就可以对症下药的解决问题了。
高压冲闪测试中一些特殊的情况：
一．靠近终端的故障：
当故障点在终端附近时，会出现故障点在未击穿之前已有中断反射波形出现，故在我们的仪器上会看到在上升脉冲之前有一个小的负向反射脉冲，这个负向脉冲就是电缆终端的反射脉冲。此脉冲的形成机理为：当球间隙放电而产生的高压负向脉冲到达终点的瞬时，而此时故障点还未被击穿，电缆终端呈高阻状态，根据前面讲的反射理论，高阻的反射系数为+1，所以会产生一同相脉冲并向电缆端头反射，从而形成在电缆故障点被击穿前的负向脉冲，所以我们在电缆故障测试中一般看到在故障波前沿有负向波存在，可判断该故障点距电缆的终端不远。
二．故障点在始端附近的情况：
当故障点在电缆的始端附近时，采集的波形将出现以下特点：
1采集波形在开始就迅速上冲。
2在前部出现密集的小波，这是由于*个脉冲还没有完成而后续波形挤压所至而形成连续小幅度脉冲。
3在一群小波之后基本上为一条直线，一般没有余弦大震荡存在。这是由于在整个回路中感抗太小所至。当采集到具有以上特点的波形时可基本判断故障点在端头附近。距离可采用经验公式累计计算。在密集小波中选取3-5个波，看一下显示距离，再用所选波的数目去除以距离，可得出故障点的距离。这种测量一般误差较小，适用于故障距离小于50米的故障点判断。
三．故障点不放电的情况：
当放电球间隙调的太小或电容能量不足时有时可能会出现球间隙放电而故障点不放电的情况。故障点不放电则故障点就没有反射波形，也就无法测出电缆故障点的距离，采集的波形特点为逐步上升的抛物线充电波形，在此上升的曲线中叠加有一些小的负向脉冲，此负向脉冲为电缆终端的反射波形。
造成电缆故障点不放电的一般可分为以下几种情况：球间隙调节太小，导致在电压不高的情况下球间隙被击穿，而此电压不足以击穿电缆的故障点。解决的办法通常采用拉大球间隙、提高工作电压的办法来解决。但应注意提高电压应根据被测电缆的绝缘耐压来确定，一般zui高电压应小于被测电缆耐压的2.5倍。
高压冲闪测试中储能电容的容量对有效的将电缆的故障点的击穿有着重要的意义。如果储能电容的容量不足，在电容所储能量不足以使电缆故障点有效击穿，故障点将没有反射波形，而形成不放电波形。根据测试经验，对于1000米以下的电缆，电容的容量应在1.5微法左右，zui小不得小于1微法。对于1000米以上的电缆可考虑按每1000米/1微法增加。而对于380伏特的低压电缆。由于电压限制，可考虑按每1000米4-8微法配置。
四．安全性问题：
在采用高压冲闪法测试电缆故障时由于测试电压等级较高，所以在测试应特别注意现场的安全性，在测试中应注意以下几个问题：
1.地线的接线问题：由于本系统在放电过程中电流极大（大约为2万伏特等级的短路电流），所以系统的接地线应可靠。
2.由于放电回路的电流极大，容易在接触不良的状态下产生地线电位抬高，造成设备损坏或人员触电，所以放电回路的地线应与测量回路的地线应分别接地。
3.在所有接线完成后应仔细复查后，再通电实验。
4.在做高压冲闪电压采样时，在接好高压系统后先不接入测试仪，做高压空打实验，在进一步检查地线系统无放电现象、高压系统正常的情况下再接入电缆故障测试仪进行高压采样。
5.在使用高压组件箱中球间隙做定点放电时应将输出端直接接到球间隙的放电端，并将线圈和分压电阻断开。
6.其他高压操作的安全问题可参阅国家有关高压电气实验的安全标准。
下面要讨论的是另一种新的测试方法，叫高压冲闪电流采样法。
高压冲闪脉冲电流采样的过程，就是利用电流传感器将电缆故障测试中故障点击穿放电的瞬态电磁波的传输过程记录下来。并根据故障点放电脉冲在测试端与故障点来回反射时间计算出电缆故障的距离。
所需设备配置为高压电压发生器（俗称高压PT），一般电缆故障测试配置为3KV左右，控制保护器，高压脉冲电容，放电球间隙，电流采样器DL等组成。电流传感器的作用是通过空间的电磁耦合，将测试过程中电容C放电回路中的瞬间电流变化信号传导电缆故障测试仪中去。
