电缆故障测试技术.
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、传统技术的应用 所谓传统技术是指用电桥法来解决电缆故障的方
法，我国第一代电缆故障测试方面的专家们均熟 悉并熟练掌握了此项技术，现在使用此方法的人 已不多见。无论是电阻电桥法，还是电容电桥法， 甚至后来的高压电桥法，缺点是要求电缆必须有 一个好相，若三相均坏则无法组成“桥”根本不 能进行测试。
1、电阻电桥法
上个世纪七十年代以前，世界各工业发达国家都 广泛采用此种方法，被称为“经典”方法。几十 年来几乎没有什么质的变化，对于短路故障及低 阻故障的测试甚为方便。
C
R1
A
A
L全长
E
R2
D
Lx
Lo
1-1 电阻电桥法测试连线图
C R1
R L全长+Lo
A
A
B
R2
Rx
D
E
图1-2 等效电路
3、高压电桥法
电阻电桥法和电容电桥法解决的电缆故障类 型很单一，局限性很大。通常电缆出故障往往都 是综合性的，而且大多数故障都是泄漏高阻(已形 成固定泄漏通道的一类故障)或闪络高阻(未形成 固定泄漏通道的一类故障)。为了解决实际面临的 难题，人们想到了通过提高直流电桥输出电压(通 常可达10kV)，使故障点击穿，形成瞬间短路，测 量出故障点两侧段电缆的直流电阻值，推算出故 障点距离，即： Lx 2L全长
三、电缆故障性质判别及测试步骤
第三章 电力电缆故障粗测（预定位）方法
一、测试原理
二、测试方法 三、粗测中无波形故障的处理 第四章 电力电缆故障精测方法 一、电缆路径的查找 二、精确定点 三、不同性质故障的定点 第五章 FCL系列电缆仪性能、特点及使用方法 第六章 电缆故障测试结果误差分析 第七章 实测波形图例及分析
论）即：
Lx K L全长
其中：R1、R2为已知电阻， C
K
R2 R1
R1
L全长
A
mA
A
50HHz ～ R2
D
Cx
Lx
Co
Lo
图1-3 电容电桥法测试连线图
C
R11
Xco
A
A
B
图1-4 等效电路
R21
Xcx1
D
～ 50Hz
依据上式，已知电缆全长就可算出故障点距 离。由于此类故障实际中出现机会较少，所以不 常使用。
电力电缆故障的检测是一个世界性的课题。 上个世纪三十年代，国外刊登了一篇论文《电缆 中击穿点之故障探测》，首先提出了用高压冲击 来使故障点放电，用冲击电流表粗测电缆故障的 论点，这一观点为以后电缆检测技术的发展和手 段的丰富奠定了基础。
电缆故障检测设备是伴随着先进电子技术的 出现而诞生的。电缆故障检测技术的发展经历了 一个漫长的过程。上个世纪七十年代以前，主要 是采用电桥法和低压脉冲法（又称时域反射法）。 电桥法及低压脉冲测距法在测量电缆的接地故障 和开路故障方面，可以说是相当完善了。然而对 于高阻故障（泄露高阻和闪络高阻）的寻测，采 用上述方法则是无能为力的，必须另辟蹊径。尽 管后来又出现了用高压电桥（输出高压10kV）测 高阻故障，但大多还需“烧穿”，故障可测率很 低。
第一章 电缆故障测试技术发展历史及今后方向
改革开放20多年来，我国国民经济迅猛发展， 各种类型的电力电缆在全国的各工矿企业、事业 单位得到了广泛的应用，特别是近几年城网和农 网改造以来，城市美化日益突出，大量的架空线 路下地，使得电缆的用量进一步加大。供发电、 石化、钢铁、机场、港口、油田等许多供电场合， 几乎全都采用了电力电缆供电。好处：安全方便、 线损小、受自然的影响小。但是在供用电力电缆 过程中，一旦发生故障，很难较快地寻测出故障 点的确切位置，不能及时排除故障恢复供电，往 往造成停电停产的重大经济损失。所以，如何用 最快的速度、最低的维护成本恢复供电是各供电 部门遇到故障时的首要课题。
k 1
其中：R1、R2为已知电阻，K R1 高压电桥法测电缆故障连线图与R低2 压电阻电桥
法相同。此种方法的优点是再也不用“烧穿”法 先降低故障相绝缘电阻，使其变成低阻才能测试， 即大家常形容的“边烧穿边粗测”。
二、现代新技术的应用
通过前面的分析，我们了解到电桥法实质上只能 解决电缆部分故障的测试。而电缆的故障千奇百 怪，三相全坏的情况常有发生。为了解决诸多难 题，同时也为了方便各种故障的测试，因此，通 过西安电子科技大学(原西北电讯工程学院)和西 安供电局科研人员的合作攻关，我国才有了真正
电力电缆 故障测试技术
闵争斌 西安福润德电子科技有限公司
目 录
第一章 电力电缆故障测试技术发展历史及今
后方向
一、传统技术的应用
二、现代技术的应用
三、今后发展方向:虚拟仪器,多次脉冲
第二章 电力电缆故障测试中应注意的几个问
题
一、电缆故障产生的因素
二、电缆故障测试所需的设备及用途
在国外，六十年代末期英国首先研制出了世 界上第一台电缆故障闪测仪。我国在七十年代初 期由西安电子科技大学（原西北电讯工程学院） 和西安供电局联合研制出了我国第一台贮存示波 管式电缆故障检测仪DGC—711，91年推出智能 型电缆仪，即采用单片机技术，实现简单编程完 成测试功能，显示方式也大多采用液晶（LCD） 及显像管（CRT）。
电阻电桥法顾名思义，即利用电桥平衡原理，
以电缆某一好相为臂组成电桥并使其达到平衡，
测量出故障点两侧段电缆的直流电阻值，同时将
电缆视为“均匀的传输线”，那么电阻的比值与
电缆长度的比值成正比，以此推导出故障点距测
试端的距离（在此略去计算公式的推导，只给出
结论）即：
Lx 2L全长 k 1来自 其中：R1、R2为已知电阻通过上式可以看出，只 要知道电缆的准确长度L全长，就能精确算出故障 点的距离。
2、电容电桥法
当电缆是开(断)路故障时，若再采用测量电阻电
桥法将无法测出故障点的距离，因为直流电桥测
量臂未能构成直流通道。在此只能采用交流电源，
根据电桥平衡原理测量出电缆好相及故障相的交
流阻抗值。由于电缆被视为“均匀的传输线”，
其上分布电容与电缆长度成正比，以此推算出故
障点的距离（在此略去计算公式推导，只给出结
意义上的电缆故障检测仪。 仪器的基本原理应用 了微波传输(雷达测距)理论，即脉冲法。无论低 压脉冲法还是高压脉冲法均是依据微波在“均匀 长线（电缆）”传输中，因其某处(故障点)特性 阻抗发生变化对电波的影响来微观地分析电波相
法，我国第一代电缆故障测试方面的专家们均熟 悉并熟练掌握了此项技术，现在使用此方法的人 已不多见。无论是电阻电桥法，还是电容电桥法， 甚至后来的高压电桥法，缺点是要求电缆必须有 一个好相，若三相均坏则无法组成“桥”根本不 能进行测试。
1、电阻电桥法
上个世纪七十年代以前，世界各工业发达国家都 广泛采用此种方法，被称为“经典”方法。几十 年来几乎没有什么质的变化，对于短路故障及低 阻故障的测试甚为方便。
C
R1
A
A
L全长
E
R2
D
Lx
Lo
1-1 电阻电桥法测试连线图
C R1
R L全长+Lo
A
A
B
R2
Rx
D
E
图1-2 等效电路
3、高压电桥法
电阻电桥法和电容电桥法解决的电缆故障类 型很单一，局限性很大。通常电缆出故障往往都 是综合性的，而且大多数故障都是泄漏高阻(已形 成固定泄漏通道的一类故障)或闪络高阻(未形成 固定泄漏通道的一类故障)。为了解决实际面临的 难题，人们想到了通过提高直流电桥输出电压(通 常可达10kV)，使故障点击穿，形成瞬间短路，测 量出故障点两侧段电缆的直流电阻值，推算出故 障点距离，即： Lx 2L全长
三、电缆故障性质判别及测试步骤
第三章 电力电缆故障粗测（预定位）方法
一、测试原理
二、测试方法 三、粗测中无波形故障的处理 第四章 电力电缆故障精测方法 一、电缆路径的查找 二、精确定点 三、不同性质故障的定点 第五章 FCL系列电缆仪性能、特点及使用方法 第六章 电缆故障测试结果误差分析 第七章 实测波形图例及分析
论）即：
Lx K L全长
其中：R1、R2为已知电阻， C
K
R2 R1
R1
L全长
A
mA
A
50HHz ～ R2
D
Cx
Lx
Co
Lo
图1-3 电容电桥法测试连线图
C
R11
Xco
A
A
B
图1-4 等效电路
R21
Xcx1
D
～ 50Hz
依据上式，已知电缆全长就可算出故障点距 离。由于此类故障实际中出现机会较少，所以不 常使用。
电力电缆故障的检测是一个世界性的课题。 上个世纪三十年代，国外刊登了一篇论文《电缆 中击穿点之故障探测》，首先提出了用高压冲击 来使故障点放电，用冲击电流表粗测电缆故障的 论点，这一观点为以后电缆检测技术的发展和手 段的丰富奠定了基础。
电缆故障检测设备是伴随着先进电子技术的 出现而诞生的。电缆故障检测技术的发展经历了 一个漫长的过程。上个世纪七十年代以前，主要 是采用电桥法和低压脉冲法（又称时域反射法）。 电桥法及低压脉冲测距法在测量电缆的接地故障 和开路故障方面，可以说是相当完善了。然而对 于高阻故障（泄露高阻和闪络高阻）的寻测，采 用上述方法则是无能为力的，必须另辟蹊径。尽 管后来又出现了用高压电桥（输出高压10kV）测 高阻故障，但大多还需“烧穿”，故障可测率很 低。
第一章 电缆故障测试技术发展历史及今后方向
改革开放20多年来，我国国民经济迅猛发展， 各种类型的电力电缆在全国的各工矿企业、事业 单位得到了广泛的应用，特别是近几年城网和农 网改造以来，城市美化日益突出，大量的架空线 路下地，使得电缆的用量进一步加大。供发电、 石化、钢铁、机场、港口、油田等许多供电场合， 几乎全都采用了电力电缆供电。好处：安全方便、 线损小、受自然的影响小。但是在供用电力电缆 过程中，一旦发生故障，很难较快地寻测出故障 点的确切位置，不能及时排除故障恢复供电，往 往造成停电停产的重大经济损失。所以，如何用 最快的速度、最低的维护成本恢复供电是各供电 部门遇到故障时的首要课题。
k 1
其中：R1、R2为已知电阻，K R1 高压电桥法测电缆故障连线图与R低2 压电阻电桥
法相同。此种方法的优点是再也不用“烧穿”法 先降低故障相绝缘电阻，使其变成低阻才能测试， 即大家常形容的“边烧穿边粗测”。
二、现代新技术的应用
通过前面的分析，我们了解到电桥法实质上只能 解决电缆部分故障的测试。而电缆的故障千奇百 怪，三相全坏的情况常有发生。为了解决诸多难 题，同时也为了方便各种故障的测试，因此，通 过西安电子科技大学(原西北电讯工程学院)和西 安供电局科研人员的合作攻关，我国才有了真正
电力电缆 故障测试技术
闵争斌 西安福润德电子科技有限公司
目 录
第一章 电力电缆故障测试技术发展历史及今
后方向
一、传统技术的应用
二、现代技术的应用
三、今后发展方向:虚拟仪器,多次脉冲
第二章 电力电缆故障测试中应注意的几个问
题
一、电缆故障产生的因素
二、电缆故障测试所需的设备及用途
在国外，六十年代末期英国首先研制出了世 界上第一台电缆故障闪测仪。我国在七十年代初 期由西安电子科技大学（原西北电讯工程学院） 和西安供电局联合研制出了我国第一台贮存示波 管式电缆故障检测仪DGC—711，91年推出智能 型电缆仪，即采用单片机技术，实现简单编程完 成测试功能，显示方式也大多采用液晶（LCD） 及显像管（CRT）。
电阻电桥法顾名思义，即利用电桥平衡原理，
以电缆某一好相为臂组成电桥并使其达到平衡，
测量出故障点两侧段电缆的直流电阻值，同时将
电缆视为“均匀的传输线”，那么电阻的比值与
电缆长度的比值成正比，以此推导出故障点距测
试端的距离（在此略去计算公式的推导，只给出
结论）即：
Lx 2L全长 k 1来自 其中：R1、R2为已知电阻通过上式可以看出，只 要知道电缆的准确长度L全长，就能精确算出故障 点的距离。
2、电容电桥法
当电缆是开(断)路故障时，若再采用测量电阻电
桥法将无法测出故障点的距离，因为直流电桥测
量臂未能构成直流通道。在此只能采用交流电源，
根据电桥平衡原理测量出电缆好相及故障相的交
流阻抗值。由于电缆被视为“均匀的传输线”，
其上分布电容与电缆长度成正比，以此推算出故
障点的距离（在此略去计算公式推导，只给出结
意义上的电缆故障检测仪。 仪器的基本原理应用 了微波传输(雷达测距)理论，即脉冲法。无论低 压脉冲法还是高压脉冲法均是依据微波在“均匀 长线（电缆）”传输中，因其某处(故障点)特性 阻抗发生变化对电波的影响来微观地分析电波相