如何进行电缆故障测寻？

仿真动画　电缆线路低阻故障查找

电缆发生故障后，一般要经过电缆故障性质判断、电缆故障测距、电缆路径探测及电缆故障精确定点4个基本的探测步骤。

（1）电缆故障性质判断

如果电缆路径全线巡查不能发现电缆故障点，则需要利用绝缘电阻测试仪、万用表等仪器对电缆故障性质进行判断，根据故障性质选择合适的故障探测方法。电缆故障性质判断用仪器如图4.20所示。

图4.20　电缆故障性质判断用仪器

仿真动画　电缆线路高阻接地查找

①用兆欧表进行绝缘电阻测量，通过绝缘电阻值找出故障相，判断故障相是短路、接地故障，还是高阻故障、低阻故障。在低阻时，进一步用万用表进行电阻值的确认。

②用回路电阻测试仪或直流电桥、万用表测量导体回路电阻，通过直流电阻值判断是否为断线故障。实际中，断线故障一般伴随有接地故障的出现。

③如果绝缘良好、无断线，进行耐压试验，判断是否有闪络性故障，这种故障比较少。

（2）电缆故障测距

电缆故障测距就是测量故障点与测试点之间的距离，测量的是电缆的长度而不是电缆路径的实际位置，是电缆故障点精确定位的一种辅助手段。目前，电缆故障的测距方法主要有低压脉冲反射法、脉冲电流法、脉冲电压法及二次脉冲法。因脉冲电压法存在安全隐患，故现已逐渐停止使用。

据故障性质的不同，故障测距的方法也不相同。一般情况下，开路断线故障及低阻故障的测距方法选用低压脉冲反射法，高阻故障及闪络性故障的测距方法选用脉冲电流法或二次脉冲法。电缆故障测距用仪器如图4.21所示。

图4.21　电缆故障测距用仪器

仿真动画　电缆线路死接地故障查找

1）电桥法

电桥法适合低阻单相接地和两相短路故障的测量。它是利用电桥平衡的原理，通过同一条电缆线路不变的情况下，导体电阻与长度成正比的特点，将故障电缆长度与完好部分电缆长度比转换为仪器可读数的电阻比，从而得到故障点位置。电桥法测量单相接地故障接线如图4.22所示。

如图4.22所示，将找到的故障相与非故障的其中一相短接，电桥两臂分别接故障相和非故障相，通过可调电阻器，使电桥平衡，检流计指示为0。在已知电缆实际全长的情况下，则可计算故障距离为

图4.22　电桥法测量单相接地故障接线图

一般测量电缆线路的实际全长采用低压脉冲法测量。

2）低压脉冲法

微课　低压脉冲法检测电缆故障

低压脉冲法适用于测量电缆的低阻接地与开路故障、测量电缆线路长度和波速度。测试时，从测试端向电缆中输入一个低压脉冲信号，该脉冲信号沿着电缆传播，当遇到电缆中的阻抗不匹配点（如开路点、短路点、低阻故障点和接头）时，会发生反射脉冲，传播回测试端。假定从仪器发射出反射脉冲到仪器接收反射脉冲的时间差为Δt，已知脉冲电磁波在电缆中传播的速度为v，可计算出故障点距测量端的距离为

需要说明的是，开路断线故障反射脉冲与发射脉冲极性相同，短路或低阻故障的反射脉冲与发射脉冲极性相反，如图4.23所示。

图4.23　发射脉冲与反射脉冲波形

如图4.24所示为典型的低压脉冲反射波形。可知，中间接头反射较故障反射弱。因此，在波形分析时，要注意区分接头和故障的反射波形。

图4.24　低压脉冲反射波形

3）脉冲电流法

脉冲电流法有直流高压闪络法（直闪法）和冲击高压闪络法（冲闪法）。(www.xing528.com)

仿真动画　电缆线路闪络故障查找

①直闪法测试接线如图4.25所示。在测试端对电缆线路故障相施加直流电压，当电压升到一定值时，故障点发生闪络放电，利用闪络放电产生的脉冲波及其反射波在仪器上记录的时间间隔Δt，从而计算出故障点距离。

②冲击高压闪络法测试接线如图4.26所示。通过高压直流设备首先对电容C充电，当电容C上电压高到使球间隙击穿，电缆回路导通，电容C对电缆放电，相当于直流电源电压突然加到电缆上去，故障点击穿放电，电弧短路，把所加高压脉冲电流波反射回来。通过测量故障点放电产生的电流波信号在测试端和故障点往返一次的时间Δt，就能计算出故障点距离。

4）二次脉冲法

二次脉冲法测试接线如图4.27所示。利用冲击高压或直流高压击穿故障点，故障点出现弧光放电，弧光电阻很小，因而燃弧期间故障点维持着低电阻状态，可通过在电弧存在和电弧熄灭时分别发射低压脉冲，记录两次的反射脉冲，反射脉冲分别为低阻和高阻的情况。因此，故障点的波形不同，通过比较则可找到故障点。

仿真动画　电缆线路稳定性高阻故障查找

图4.25　直流高压闪络法测试接线图

图4.26　冲击高压闪络法测试接线图

图4.27　二次脉冲法测试接线图

例如，某10kV电缆长度473m，故障点位置在112m处，电缆测距波形图如图4.28所示。

图4.28　电缆测距波形图

（3）电缆路径探测

对电缆台账不全、路径信息不明确的电缆，在故障点精确定位前，需要首先进行电缆路径的探测。常用的路径探测方法主要有音频信号感应法、脉冲磁场方向法和脉冲磁场幅值法。实际工作时，电缆的路径探测是一个相对独立的过程，可在故障测距后进行，也可作为电缆路径全线巡查的辅助手段，提前到与了解电缆情况的步骤同时进行，以节省故障查找的时间。

（4）电缆故障精确定点

在测得电缆故障点的距离后，首先根据电缆的路径走向，判断出电缆故障点的大致位置，然后通过故障定点仪进行电缆故障点精确定位。故障点精确定位优先选用声磁同步法，这种方法是目前可靠性与精度最高的方法。电缆故障声磁同步定点仪如图4.29所示。如果低阻故障为金属性短路或死接地时，用声磁同步法及声测法无法找到故障点，此时可选用音频信号感应法或跨步电压法进行精确定位。

图4.29　电缆故障声磁同步定点仪

图4.30　声磁同步法原理

1）声磁同步法

用传感器同步接收故障点放电产生的脉冲磁场信号与声音信号，测量出两个信号传播到传播器的声磁时间差，通过判断声磁时间差的大小来探测故障点精确位置的方法，称为声磁同步接收定点法（声磁同步法），如图4.30所示。同一个放电脉冲产生的声音信号和磁场信号传到探头时就会有一个时间差，其值就能代表故障点距离的远近，找到时间差最小的点，就是故障点的正上方。

2）跨步电压法

对故障点为护套破损类的开放性故障，可采用跨步电压法。在高压信号作用下，故障点两侧的电位呈喇叭状分布，用测量设备测量信号的幅值和方向，首先在未故障位置确定表针摆动方向，由于故障点前后方向相反，因此，找到表针摆动方向相反的点则越过，直到找到前后表针摆动方向不动的点，从而找到故障点，如图4.31所示。

仿真动画　电缆线路外护套故障查找

3）音频电流信号感应法

音频电流信号发生器向待测电缆中加入音频电流信号，故障点周围就会产生同频率的电磁波信号，通过探测被测电缆路径上的电磁场信号强弱，故障点的信号强于周围的信号，从而找出故障点。根据传感器感应线圈放置方向的不同，可分为音谷法和音峰法两种，如图4.32所示。

仿真动画　电缆线路混合型故障查找

图4.31　跨步电压法原理

图4.32　音频电流信号感应法原理