电力电缆故障测寻技术

五、故障寻测步骤

第一步：电缆故障性质的确定

测试故障之前要确定：故障电阻是低阻还是高阻；是闪络性还是泄漏型型故障；是开放性的还是封闭型的；是接地、短路、断线还是它们的混合；是单相、两相还是三相故障。判断故障性质最好用万用表确定高阻还是低阻故障。以确定测试方法。

第二步：故障距离粗测

利用低压脉冲法先测定被测电缆的全长和短路、断路故障的距离。对于高阻故障，可用高压智能电桥，高压闪络法（电流取样法、电压取样法）、三次脉冲法测出故障点距测试端的距离。之所以称为粗测，是因为无论何种方法测出的数值仅表示被测电缆（故障）的地下长度，由于地下的预留长度不能精确估计，此长度不能代表地面的距离。只能算是故障点的大致范围。

第三步：测寻电缆的埋设路径，便于在电缆的正上方进行精确定位。

第四步：精确定点

对电缆施加冲击高压（或脉动高压），利用故障点的放电声波，在粗测故障距离范围内，用声测法（声磁同步法）或跨步电压法进行精确故障点定位。

六、故障距离测试方法

电力电缆故障的测距方法从基本理论上可分为两大类：一类为时域反射原理，即通俗所说的雷达反射原理；包括低压脉冲法、高压闪络法、三次脉冲法。二类为电桥原理：包括电阻电桥法、高压电桥法。

（一） 测距方法的选择

电力电缆的故障是有很多不同性质，要想更快、更准的测量出测试端到故障点的距离，那就要选用合适的测距方法，下面介绍一下个测距方法的应用范围：

1、低压脉冲测试法

用低压脉冲法可以直观地看到低阻、短路故障及断路故障。据统计这类故障约占电缆故障的10%。对于判断结构较为复杂的电缆线路往往具有相当重要的参考价值（如线路上有T接头，或中间有环型接头等）。

低压脉冲法应用范围：

1)主要用于测试电力电缆的开路（包括断线）、相间或相对地泄漏性低阻故障（包括短路）；同轴线及两芯以上电线电缆的开路、低阻故障。

2)测试已知绝缘介质电缆的全长。

3)校准已知长度电缆的电波传输速度。

4)判断电缆开路故障和短路故障的属性。

5)测试电缆中间接头的位置。

采用此种测试方法的代表仪器为：DZY-2000电缆故障测试仪

2、高压闪络电流法

电力电缆的高阻故障（高阻故障：故障点的直流电阻大于该电缆的特性阻抗的故障为高阻故障）几乎占全部故障率的90%以上。在未经"烧穿"处理之前，绝大部分故障都不适合直接采用低压脉冲法或电桥法测试，这往往给现场电气工程技术人员在故障处理方面带来很多困难。虽然有一部分高阻故障利用交流或直流"烧穿"设备可以使故障点因电流通过而发热碳化使电阻值变低，以适合低压脉冲或电桥法测量。然而大量的实践证明，并不是所有的高阻故障都能用"烧穿"法烧成低阻故障的。有的接头故障长期烧而不穿，有的阻值甚至越烧越高。为了解决这样的问题就必须采用高压闪络测量法。

采用此种测试方法的代表仪器为：DZY-2000电缆故障测试仪

3、三次脉冲法

主要用来测试高阻及闪络性故障的故障距离，使用这种方法测试电缆故障距离需要满足如下条件：一是故障点处能在高电压的作用下发生弧光短路放电；二是测距仪能在弧光放电的时间内发出并能接收到低压脉冲的发射信号。

其方法是首先在不击穿被测电缆故障点的情况下，测得低压脉冲的反射波形，紧接着用高压脉冲击穿电缆的故障点并产生电弧，同时触发中压脉冲来稳定和延长电弧时间，再发出低压脉冲，从而得到故障点的反射波形，两条波形叠加后可以发现波形的发散点就是故障点的位置。由于采用了中压脉冲来稳定和延长电弧时间，它比二次脉冲法更容易得到故障点波形。另外，相对于二次脉冲法由于三次脉冲法不用选择二次脉冲的延迟时长，操作起来也更加简便可靠。

采用此种测试方法的代表仪器为：KC-900电缆故障快测仪

4、电桥法

一般用于测试故障点绝缘在几百千欧姆以内的电缆故障的距离，另对于电缆护套故障，因条件要求一般采用此方法。

采用此种测试方法的仪器有：HDQ-15高压电桥电缆故障测试仪、HDQ-30高压电桥电缆故障测试仪

（二） 低压脉冲法

1、测试原理

低压脉冲法用于测量电缆的低阻、开路或短路故障，将脉冲信号自测试端送入被测试电缆，该脉冲将沿电缆传播当遇到阻抗不匹配点（故障点或中间接头）时，由于阻抗失配形成反射，脉冲返回到测量端并被记录下来。根据脉冲入射到返回所经过的时间ΔT和电波在电缆中的传播速度V，可以计算出传播路径的长度，进而得到测试点到故障点的距离S，具体计算公式为： S = 1/2× ΔT × V

通过反射脉冲的极性可以判断故障的性质。对于开路故障发射脉冲与反射脉冲同极性；而对于短路或低阻故障发射脉冲与反射脉冲反极性。

由上式可看出，脉冲在电缆中的传播速度对于准确地计算出故障距离很关键。在不清楚电缆的传波速度的情况下，如已知被测电缆的长度，根据发射脉冲与电缆终端反射脉冲之间的时间ΔT，可推算出电缆中的波速：V=2×S /ΔT。

2、低压脉冲测试波形

测试时，在电缆故障相上加上低压脉冲，该脉冲沿电缆传播直到阻抗失配的地方，如中间接头、T型接头、短路点、断路点和终端头等等，在这些点上都会引起电波的反射，反射脉冲回到电缆测试端时被电缆故障测试仪接收。电缆故障测试仪可以适时显示这一变化过程。

根据电缆的测试波形我们可以判断故障的性质，当发射脉冲与反射脉冲同相时，表示是断路故障或终端头开路。当发射脉冲与反射脉冲反相时，则是短路接地或低阻故障。

凡是电缆故障点绝缘电阻下降到该电缆的特性阻抗，甚至电流电阻为零的故障均称为低阻故障或短路故障（注：这个概念是从采用低压脉冲反射法的角度，考虑到阻抗不同对反射脉冲的极性变化的影响而定义的）。

下面给出一个电缆特性阻抗的参考值：铝芯240平方毫米截面积的电力电缆的特性阻抗约为10Ω：铝芯35平方毫米截面积的电力电缆的特性阻抗约为40Ω。其余截面的铝芯电力电缆的特性阻抗可据此估算。

凡是电缆绝缘电阻无穷大或虽与正常电缆的绝缘电阻值相同，但电压却不能馈至用户端的故障均称为开路（断路）故障。

故障距离是由发射脉冲与反射脉冲之间的时间差得来的，这就涉及到电波在电缆中的传播速度问题，从有关的理论和实验中得知，电波在电缆中的传播速度只与介质有关，而与其横截面积大小无关。因此只要知道电缆的介质传播速度和电缆故障测试仪接受到的发射脉冲到反射脉冲的时间差，就可利用下式计算出故障距离S= V•△t /2。