電纜故障定位

電纜故障定位測試發射脈衝和反射脈衝之間的距離就是測試端到故障點的距離。

基本介紹

• 中文名：電纜故障定位
• 外文名：Cable fault location
• 測試距離：測試發射脈衝和反射脈衝之間
• 測距方法：脈衝法、測試高阻故障等
• 幅值：最大200V左右
• 路徑查找：音頻路徑法、電磁預定點法等

定位技術

目前國內外關於電纜測試的技術日新月異，有不少新原理的測試技術，同樣的原理，各個廠家實現方式又各有不同，起的名稱五花八門，因為新技術國家沒有相應的標準，使用方技術人員也無法分清。現總結歸納如下：

測距

1.1 脈衝法：

1.1.1 測試低阻、短路、開路故障及全長：低壓脈衝法。

用儀器本身發出的脈衝信號（脈衝寬度及幅度可以調節，幅值最大200V左右），施加電纜芯—芯或芯—地間，脈衝信號在遇到低阻、短路、開路故障時就可以產生反射信號。

全長波形及判斷與開路故障相同。

低壓脈衝法由於簡單、易用，已在脈衝法測試儀器中成為最基本的功能之一。

1.1.2 測試高阻故障（高壓脈衝法）：

方法	介紹
雙衝擊延弧法; （三次脈衝法）	此方法的核心為： 1、將衝擊與延弧電路分為兩部分，衝擊迴路主要進行故障點的衝擊擊穿，故障點處獲得的衝擊能量大。; 2、當衝擊電壓下降並穩定時，用延弧電容通過延弧電路施加小電流使故障點閃絡擊穿時間延長，並載入低壓脈衝測試信號測試故障點距離（短路波形）。由於有專門的延弧電路，使延弧時間達到數十毫秒，這樣更容易得到有效波形。; 將測得的故障短路波形和全長開路波形自動疊加後的變化點（離散點）便是故障點。; 雙衝擊延弧法與三次脈衝法區別在於信號採集及處理的方式不同。; 三次脈衝法最早由德國賽巴（SebaKTM）提出。因整體設備體積大、重量重，目前只在德國賽巴（SebaKTM）的電纜測試車上有套用。
多次脈衝法; （弧反射法、; 二次脈衝法）	在衝擊電壓作用下，故障點被電弧擊穿短路的同時，傳送一個（或多個）低壓測試脈衝，即可在短路點得到一個短路反射的回波，即反射回波的極性與發射脈衝的極性相反。當故障點短路電弧熄滅後，再發射一個低壓測試脈衝，可測得電纜的開路全長波形。前後兩次採集到的波形同時顯示在一個屏面上並自動靠攏、對齊、疊加。開路全長波形與發射脈衝同極性，故障反射波形的極性與發射脈衝極性相反，且一定在全長距離以內。故障點以前的兩個測試波形，在規律上重合得很好，一旦越過故障點，兩個波形就產生明顯離散，不再重合。兩條曲線的離散點就是故障點距測試端的距離。; 二次脈衝法因電路簡單，故障點擊穿後的波形也很好，目前在國內逐漸得到廣泛套用。但因衝擊電容也兼作為延弧電容使用，使延弧時間大大縮短，有時不易得到有效波形，多次脈衝方法在這方面有較大改善。
直流延弧法	測試原理基本同多次脈衝法，不同處在於給電纜施加的是直流高壓，非衝擊高壓。
電流取樣法; （脈衝電流法）	採集的是衝擊時故障電波在電纜里來回反射的電流信號。為國內外多年採用的經典方法之一，特點是衝擊能量較大，但很多故障波形識別需要較豐富的經驗。
電壓取樣法; （衰減法）	採集的是衝擊時故障電波在電纜里來回反射的電壓信號。為國內外多年採用的經典方法之一，特點是衝擊能量較大，但很多故障波形識別需要較豐富的經驗。

1.2 高壓電橋法：

基於MURRAY電橋原理而設計，採用四端法電阻測量原理，定位精度高。電橋置於高壓側，而操作鈕安全接地。徹底解決了電橋法用於高阻定位的局限性，使電橋法無盲區、精確、方便的特點得以發揮。

電橋出於平衡狀態時故障距離：X=2*L*P‰

路徑查找

2.1 音頻路徑法：

給被測電纜施加音頻信號，沿線用單/多線圈接收機接收電纜發出的電磁信號判斷電纜路徑走向。

2.2 衝擊脈衝法：

給被測電纜施加衝擊脈衝，沿線用線圈接收機接收電纜發出的電磁信號信號判斷電纜路徑走向。

定點

3.1 聲磁同步法：

給被測電纜施加高壓衝擊脈衝，在故障點附近同時接收故障點發出的聲波、電磁波及它們之間的時

間差確定故障點位置。

3.2 跨步電壓定點法：

給被測電纜施加脈動或脈衝信號，如果電纜故障點處存在破損並接大地，在故障點附近就存在跨步電壓現象，故障點前、後電壓方向互反。

3.3 電磁預定點法：

給被測電纜施加高壓衝擊脈衝，根據故障點前後所收到的電磁波信號的差異來判斷故障位置。

3.4 音頻定點法：

給被測電纜施加音頻信號，根據故障點前後所收到的音頻信號的差異來判斷故障位置。一般對於低阻、短路、斷路較為有效。

電纜識別

4.1 音頻電纜識別法：

給被測電纜施加音頻信號，根據測試電纜所收到的音頻信號的差異來判斷那條是施加信號的電纜。一般，音頻電纜識別法只是作為參考。

4.2 衝擊脈衝電纜識別法：

給被測電纜施加脈衝信號，根據測試電纜所收到的脈衝信號的方向差異來判斷那條是施加信號的電纜。衝擊脈衝電纜識別法抗干擾能力較強。

方法選擇

電纜故障測試方法選擇

2.1. 上圖測試流程函蓋220V—220KV電壓等級的路燈電纜、控制電纜、動力電纜及超高壓動力電纜。

2.2. 從測試技術方法及使用人員技術水平角度考慮：

2.2.1 對於路燈電纜、地埋信號電纜、低壓動力電纜：

絕大多數情況電纜已破損並接大地，這時應考慮直接以跨步電壓法直接定點為主測試方法，此法對測試人員技術水平要求較低。

但如果電纜較長（大於400米以上），因為跨步電壓法為沿電纜路徑全線進行測試，有的地方路況人難於進行長距離測試，工作量就較大。這時，可考慮以脈衝法或電橋法測試配合使用。用脈衝法或電橋法測試故障點大致距離，再進行跨步電壓法或聲磁同步等方法定點。這樣可以極大提高效率，但對測試人員技術水平要求高一些。

如果為單芯電纜，無法用脈衝法測距。

2.2.2 對於6KV及以上高壓電纜主絕緣故障：

目前大部分電纜都為鎧裝禁止電纜，故障外護套破損比例為20%左右,很多故障點開挖出來後為內部故障，通過外表目測也無法看到。針對此情況，測距也就顯得尤為重要，沒有故障點的大致距離，如果全線定點就顯得非常盲目，效率太低。

測試故障距離可考慮脈衝法（包括低壓脈衝和多種高壓脈衝法）為主，高壓電橋法為輔的測試原則。這兩個方法各有特點，脈衝法測試成功的機率高，但對測試人員技術水平要求高一些；高壓電橋法測試成功的機率略低，但操作使用非常簡單，而且對於脈衝法較費勁的嚴重受潮或絕緣嚴重不平衡的電纜故障效果非常好。如果將兩個方法結合使用，就能使故障測試的難度大大降低，故障測試效率成倍提升。

定點目前用的最多而且成功率最高的為聲磁同步法。還有跨步電壓法、電磁預定點、音頻法可輔助配合使用。雖然為輔助方法，但可能對某條故障電纜來說卻有特效。

2.2.3 對於35KV以上電纜的外護套故障：

35KV以上電纜的外護套的絕緣有一定要求，這就使得如果有了破損就必須找出來。

故障點的測距為高壓電橋法，用好相作為測試參考相。

故障點的定點用高壓跨步電壓法。

2.2.4 電纜路徑的測試：

電纜路徑的測試目前有音頻法和衝擊脈衝法兩種。

音頻路徑法經過多年使用已基本成熟，如果用管線儀來查找電纜走向則更加方便快捷。

衝擊脈衝法是近年發展的新方法，可以在定點的同時查找電纜走向，而且抗干擾性能較強。