《电缆故障测试技术》PPT课件

一个好相，若三相均坏则无法组成“桥”根本不
能进行测试。
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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
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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 位、极性及幅度等物理量的变化，来测得电波传 输到故障点的时间再计算出故障点的距离。
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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。
高阻故障，但大多还需“烧穿”，故障可测率很
低。
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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
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
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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
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C R1
R L全长+Lo
A
A
B
R2
Rx
D
E
图1-2 等效电路
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
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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
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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，
成测试功能，显示方式也大多采用液晶（LCD） 及显像管（CRT）。
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
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
k 1
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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
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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
Lo
图1-3 电容电桥法测试连线图
C
R11
Xco
A
A
B
R21
Xcx1
D
～ 50Hz
图1-4 等效电路
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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。
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
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
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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
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
论）即：
Lx KL全长
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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