电缆故障查找方法及精确定位

１）单相 接地 故障 的测 量 测试 单相接地 故 障接 线如 图１所示 。
ｌ 电缆 故 障 的 成 因及 性 质
造 成 电缆故 障 的原 因 主要 有 以下 几种 ： （１）外 力损伤 。 电缆 的很 多故障 是 由于 敷设安 装 时造 成 的 机械 损伤 或敷 设后在 电缆 线路上 施工造 成 的外 力损 伤而 直接 引起 的 。有 时虽 然损伤 轻微 ，但在 几个 月 甚 至几年 后其 损伤 部位 的绝缘将 逐渐 降低而 导致击 穿 。 （２）绝缘 受潮 。 附件 密 封 不 良或本 体 有 小孔 及 电缆 长 期 在 潮 湿 的 环 境 中运 行 导 致 电缆 绝 缘层 受 潮 ， 电缆 绝缘 性 能 降低 。 （３）长期 过 负荷 运行 。 由 于 过负 荷运行 ，电缆 的温 度会 随之升 高 ，尤其在 炎 热 的夏 季 ， 电缆 的温 升 常常导致 电缆薄弱 处和对 接 头 处 首 先被 击 穿 。 （４）制造 质 量 、设 计质 量 、施 工 质 量不 符合 标准 。设计 和制作 工 艺不 良，不按规 程 要求 制 作 ，也 往 往 是 形 成 电缆 故 障 的重 要 原 因 。 （５）化 学腐 蚀 导致 电缆故 障 。 电缆保 护 层受 地下 酸 碱腐蚀 而导致 绝缘被 破坏 。
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简化 后得 ：Ｌｘ－
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２）两相 短路 故障 的测 量 基本 上和 测量单 相接地 故 障一样 ，所不 同之 处 就是利 用两短 路相 中的一 相作 为单相接 地故 障 中的 地线 ， 以接通 电桥 的 电源 回路 。其测 量方法 和计 算 方法 与单相接 地故 障完全相 同 。 ２．２脉 冲法 脉冲法 是应用 行波 信号进 行 电缆故 障测距 的测 试方 法 ，分 为低压脉 冲法 、闪络法 、二 次脉冲 法 。 １）测试原 理 在测试 时 ，从 测试 端 向电缆 中输 入一 个脉冲 行 波信 号 ，该信 号沿着 电缆传播 ，当遇 到 电缆 中的 阻
根 据仪 器和设 备 的测 试原 理 ，电缆故 障初测 可 分 为 电桥法 和脉冲 法两大类 。 ２．１ 电桥法
用直流 单桥 测量 电缆故 障是测试 方法 中最 早 的 一 种 ， 目前仍广 泛应 用 。尤 其在较 短 电缆 的故 障测 试 中 ，其 准确度 仍是 最高 的。 电桥 法适 用于低 阻单 相 接地和 两相短路 故 障的测量 。
电工 电气 （２０１２ Ｎｏ．８）
电缆故障查找方法及精确 定位
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电缆故 障查找方法及精确定位
张俊
（苏 州供 电公 司 ，江 苏 苏 州 ２１ ５ ００４）
０ 引 言
２ 电缆故障查找方法
随着城 市建 设 的发展 ，电力 电缆输 电线路 不断 延伸 与扩 展 ，同时在 市 区原有架 空输 电线路逐 步 由 电缆取代 更新 ，所 以供 电网络 中 电力 电缆所 占的分 量越 来越 重 ，数量也 日益增 多 。与此 同时 ，电缆本 身随运 行时 间累计增 加 ，带来绝 缘老化 、受潮 腐蚀 及 外力 损伤 的概率 也增 多 ，导 致 电力 电缆运 行 中故 障次数增 加 ，给工农 业生产 和 民生造成 重大损 失和 不 安全 局面 ，所 以，一方 面要 防患于 未然 ，采 取积 极 的组 织措 施和 技 术措 施 来保 证 电缆 的正常 运行 ， 另一 方面 ，一旦发 生 电缆运行 事故 ，能迅速 寻找 出 故障 点及 时处理 ，消除 故障 ，恢复 正常供 电，尽 可 能将 事故损 失减少 至最低 。
行 波 在 电缆 中传 播 的速 度 ，简 称 为波 速 度 。 分 析表 明波速 度 只与 电缆 的绝缘介 质材 料有 关 ，而 与 电缆线 径 、线 芯 材料 以及 绝 缘 厚度 等 几 乎无 关 。 油浸纸 绝缘 电缆 的波速度 一般 为 １６０ｍ／ｔ－１Ｓ，而 对于 交联 电缆 ，其 波速度一 般在 １７０～ １７２ ｍ／ ｓ之间 。
电缆故 障性质 主要 有 ： （１）低 阻接地 故障 。 （２） 高 阻接地 故 障 。 （３）短 路 故障 。 （４）断线 故 障 。 （５） 混合 故障 。
图Ｉ测试单相接 地故障接 线 图 若 电缆 长 度 为 ，故 障 点 距 离 起 始 端 距 离 为 ， 则当 电桥 平衡 时 ，有 ：
２）低 压脉冲 法 低 压脉冲 法主 要用 于测量 电缆 断线 、短路 和低 阻接 地 故 障 的距 离 ， 同时 还 可 用 于测 量 电缆 的长 度 、波速 度 和 识别 定位 电缆 的 中间头 、Ｔ形 接 头与 终端头 等 。 ３）闪 络 法 对 于 闪络 性故 障和 高阻故 障 ，采 用 闪络法 测量 电缆故 障 ，可 以不必经 过烧 穿过程 而直接 用 电缆故 障闪络 测试 仪进行 测量 ，从而 缩短 了电缆故 障的测 量时 间。其基 本 原理和低 压脉 冲法 相似 ，也 是利用 电波在 电缆 内传播 时在 故障 点产生 反射 的原 理 ，记 录下 电波在 故障 电缆测试 端和 故 障之 间往 返 一次 的 时 间 ，再 根 据 波 速 来 计 算 电缆 故 障 点 位 置 。 由于 电缆 的故 障 电 阻很 高 ，低 压 脉冲 不 可 能在 故 障 点 产 生 反射 ， 因此 在 电缆 上 加 上 一 直 流 高 压 （或 冲 击 高压 ），使故 障 点放 电而形 成 一突 跳 电压 波 ，此 突跳 电压 波 在 电缆 测 试端 和 故 障点 之 问来 回 反射 。 用 闪 络测 试 仪 记录 下 两 次 反射 波 之 间 的 时 问，用 Ｌ＝ｖＺＸｔ／２这 一公式 来计算 故 障点位置 。 ４）二次脉 冲法 二 次脉 冲法 是近几 年来 出现 的 比较 先进 的一种 测 试方 法 ，其 基 本原理 是 ：通 过高 压发 生器给存 在 高阻或 闪络 性故 障 的电缆施加 高压 脉冲 ，使 故障 点 出现 弧光放 电，由于弧 光 电阻很小 ，在燃 弧 期 间原 本 高 阻或 闪络性 的故 障就变 成 了低 阻短路 故 障 。此 时 ，通 过耦 合装 置 向故 障 电缆 中注 入一个 低压 脉冲 信号 ，记录 下此 时 的低 压脉 冲反射 波形 （称 为带 电 弧波 形 ），则 可 明显地 观 察到 故 障点 的低 阻反 射脉 冲 ；在 故 障 电弧 熄 灭 后 ， 再 向故 障 电 缆 中注 入 一
一 ５８ ２０１２ Ｎｏ．８）
抗 不 匹配点 （如开 路点 、短路 点 、低 阻故 障 点和 接 头 点等 ）时会 产 生 波 反射 ，反 射 波将 传 回测 试 端 ， 被 仪器 记录 下来 。假设从 仪器 发射 出脉冲 信 号到仪 器 接 收到 反射 脉 冲信 号 的 时 间差 为 △ｔ，也 就是 脉 冲 信号 从测试 端 到阻抗不 匹配 点往返 一 次的 时间为 △ｔ，如果 已知 脉 冲行 波 在 电缆 中传 播 的速 度 是 ， 那 么根据 公式 Ｌ＝ｖ６ｔ／２即可 计算 出阻抗 不匹配 点距 测试 端 的距离 ￡的数值 。