电力电缆故障点定位方法及仪器

电力电缆故障点定位方法及仪器

电力电缆故障点有短路及断路两大类，定位方法也有电桥法及波反射法两大类，由测试角度看可细分为下述几类：

（一）、短路（击穿）

1．低阻短路

或称金属性短路，通常由线芯及金属屏蔽层连接引起的。按波反射法分，100Ω以下才能被称低阻短路，可使用低压脉冲法粗测定位。难点在于精测定点，此时，脉冲引起的声音很小，可采用护套的跨步定位法，音频法作为辅助手段。

2．高阻短路

又可分为可变型高阻及线性高阻。

前者涵盖大部分电缆击穿点，冷态或低电压测量时，电阻较大由几十kΩ到几百MΩ,但随着电压上升,电流急增,等效电阻下降很快,高压电桥,稳定电弧法都是可靠的定位方法,定点使用脉冲声测法,不难解决。线性高阻短路比较少见,但很棘手.如终端或中间接头中浸水,三芯低压电缆两芯在相邻的不同位置破损,相当于相间或相对地串有水电阻,随着电压升高电流呈线性上升,电阻几乎不下降,甚至电缆可长期运行,但放心不下。这类故障的定位只能用高压电桥,定点往往比较容易。只要在附件位置重点查找即可,若在电缆上则需要高压烧穿源将之变为可变高阻短路后进行。

3．闪络型短路

电缆故障后，故障点是很高的电阻，尚能承受相当高的电压，这类故障往往发生在电缆直流耐压试验中。若使用高压电桥或稳定电弧波反射法能顺利找到该类故障，由于在脉冲作用下，声音很大，定点亦不难。

对于ＰＶＣ电缆或无铜带屏蔽的低压电缆，由于波特性不好（衰减很大），无论电阻高低，都可采用电桥法定位。

（二）、断路

电力电缆截面较大，断路故障十分少见，往往同时短路，波反射法是首选，定点则可用脉冲声测法，音频探测法。

测试方法略述如下：

一、电桥法

利用故障点两侧的电缆成芯电阻与比例电阻构成Marray电桥，结合四端法电阻测量的引线，可得高精度定位比例。电桥法通常被认为不适宜高阻，慧东电气采用开关电源技术作为高压恒流源，并解决了电源对电桥高灵敏放大的干扰难题，将电桥置于高压侧，彻底解决了电桥法用于高阻定位的局限性，使电桥法无盲区、精确、方便的特点得以发挥，是慧东电气的一大贡献。

二、波反射法

利用波反射的时间差定位，适用范围广，但对高阻故障往往精度差，慧东电气现有的稳定电

弧波反射仪器比较低压窄脉冲在烧弧前后的不同，可方便地解决方法难以定位的问题，定位不再是三分仪器七分经验，而是十分仪器无须经验了！

下表为各种故障点定位方法及仪器型号，各种仪器详细说明彩页备索：

说明:*用低压大电容电源可产生较大声音,或反复冲击使金属性短路变为非金属性短路。

**低压电缆不宜用高压脉冲，选15kV/8μF的脉冲电容可产生较大的声音。

110kV XLPE 电缆护套缺陷点定位方法仪器及经验

上海慧东电气设备有限公司

孔德武华一威张顺利

摘要：本文简述了护套缺陷定位的原理，电阻比例法的几种典型线路及为此专门设计的仪器特点。特别介绍了几种特殊的定位方法。如多点缺陷，穿管电缆管内缺陷点定位等等。

一、概述

伴随城网改造的全面展开，许多供电局，施工方甚至设计单位都是首次碰到110kV XLPE电缆，由于时间紧迫及经验不足，造成许多电缆敷设后护层耐压通不过（10kV/1min）。而电缆护套在工厂内必须通过直流25kV/5min的耐压试验，目前大多数单位采用HDPE护套料，工厂耐压时泄漏电流低至几十μA。因此敷设后的缺陷大多由敷设中，包括填土及盖板过程中外力损伤所至。

护套损伤如此普遍，几乎无一幸免，遇到有些小工程不用查缺陷，反倒有中奖的幸福感。现在，我们将护套定位设备列入了附件安装必备工具清单，附件安装前的定位工作也几乎成了例行工序。上海慧东代理供应日本藤仓公司高压附件，并设计生产了护套定位仪。完成了几十项高压电缆工程，其中大多数有护套定位工作。有时应供电局要求，也为其它的安装工程进行的救火式定位服务。

本文不揣粗陋，总结了一些定位经验，就教于诸位专家，希望在交流中得到更大提高。

二、定位的原理与设备

定位由粗测估算和精测定点两步完成。

粗测法的原理为电阻比例法。如图1，B相电缆全长为L，护套有缺陷，距测量端

X距离为Lxp，金属护套对大地有一电阻Rp。金属护套层（其材料为铅或铝，或不锈钢）与铜芯相比，电阻较大，通常为0.1Ω级，均匀分布，因此XP及PY之间金属护层的电阻之比即为长度之比。考虑到电阻值较大，可采用普通的电流电压法，计算得到该阻值。

通常Rp数值差异很大，由几乎为零到几MΩ都有可能，与缺陷类型，敷设环境有关，当然也与施加电压有关。典型情况如闪络型缺陷，随着电压升高，缺陷点起弧，电阻值由维持电压及电弧电流决定，由起始的几十MΩ骤降至几Ω。由此可见，准确测量金属护层的电阻，关键是要降低Rp，使几十mA的稳定电流通过XP护层段，产生电压降，由电压表测得电压值Vxp,再由Y端加相同电流，测得Vpy。由此算得缺陷点长度Lxp。

Lxp=L*Vxp/（Vxp+Vpy）

为此，我们设计了专门的高压恒流源，采用成熟的开关电源技术，由PWM（脉宽调制技术）控制输出电压，电流及最大的功率。全桥逆变产生的几百伏中频交流电压，经过中频变压器升压，整流输出负极性直流电压。高压部分采用固体绝缘封装在接地的金属外壳中，高压由具有铜丝屏蔽的橡胶高压电缆输出，控制部分和高压部分装在同一便携式铝合金箱中，轻巧，坚固，便于携带。

主要技术指标如下：

1、定位精度

利用电压比较法粗测定位精度±2%L

利用跨步电压法精测定点精度±30cm

2、耐压试验容量

试验电压：0～12kV连续可调，负极性

输出电流：10kV时60mA

有连续输出及脉冲输出两种方式

电源及精测定点设备，分装在两个铝合金箱中。

电源箱

长×宽×高 36cm ×30cm×32 cm

重量 12.5 kg

包括：电源主体电源线

电压表接地线

附件箱

长×宽×高 64 cm×28cm×32 cm

重量 9.5 kg

包括：二根探棒

一套专用测量线

四个或六个专用接线环

三、面板说明

1、接地柱：使用中应可靠接地，

确保人身及设备安全。

2、保险丝：4A

3、电源插座：AC220V

4、输出电压表：单位kV

5、输出电流表：单位mA

6、电源指示灯：电源正常，电源

开关打开后该灯亮，否则应检查电

源电压，或保险丝。

7、工作方式：断续开关：打到‘连

续’，高压连续输出。打到‘短脉