电缆故障查找的方法和注意事项

电缆故障查找分为粗测和精测，所谓粗测，也就是利用一定的仪器对电缆故障进行测量，测出故障点距始端的距离；所谓精测，就是利用仪器对故障进行定点，找出故障的准确位置。

（一）电缆的粗测方法

1.直流电桥法

直流电桥法是至今仍广泛应用的一种测距方法。也被业界称为经典方法。基于电缆沿线均匀，电缆长度与缆芯电阻成正比的特点，并根据惠斯登电桥的原理，可将电缆短路接地、故障点两侧的环线电阻引入直流电桥，测量其比值。由测得的比值和电缆全长，可算出测量端到故障点的距离。

电桥法的优点是精确度高，波形容易判断，对操纵人员要求不高，在连线时一定要注意尽可能减小连接点的阻值，还需要清楚电缆的长度，否则将对测量结果造成很大的误差；缺点是由于受仪器输出电压所限，测量范围有限，面对高阻故障无能为力。目前也有部分厂家正在努力研发克服输出电压低这一瓶颈，使得这一方法测量范围有了一定的突破。

2.脉冲法

脉冲法能较好地解决高阻和闪络性故障的探测，而且不必过多地依赖电缆长度、截面等原始资料，因而得到越来越多的应用。

所有这些仪器的基本探测原理均是将电缆认为均匀长线，应用行波理论进行分析研究，并通过观测脉冲在电缆中往返所需要的时间来计算到故障点距离。

1）低压脉冲反射法。低压脉冲法是向故障电缆发射低压脉冲的测距方法，可以用来探测断线和低阻短路故障。

2）高压脉冲反射法。高压脉冲法主要用来探测高阻性短路或接地故障及闪络性故障。这些故障通常发生在中间接头或终端头。高压脉冲法是一种无须烧穿故障点的测距方法，应用日渐广泛。

（二）电缆的精测方法

定点的方法有许多种，包括声测法、感应法、探针法和电流方向法等。在此主要介绍声测法、感应法。

1.声测法

目前使用的试验接线，记录的是冲击电压波形，如直流闪络法（直闪法）就是其中的一种。直流闪络用声测法确定故障点的具体位置。测距只能估计故障区段，实际工程中要求更精确地判断故障地点以减少挖掘量。因此，在开挖前要先定点，即用仪器在可疑地段寻测，确切判定故障的实际位置。测量的绝对误差应不大于1m。对长度仅为数十米的短电缆，可不必初测而直接定点，且故障多在终端头。即使长达数百米的电缆，如需烧穿测距，也宜在烧穿前用声测法测量定点，以防电阻降得过低破坏了声测的条件。

声测法灵敏可靠，较为常用，除接地电阻特别低（小于50Ω）的接地故障外，都能适用。

声测法所用的声波接收器由电压晶体拾音器、放大器和耳机组成。当放电能量足够大时，简单的振膜式听棒就可直接听音，而不受电磁干扰，相当准确。这种听棒实际上就是一根金属管，一头接触地面，另一头做成喇叭形，上覆铁皮薄膜以供测听。测听时应仔细辨别声音大小，最响点才是故障点。

为了收获足够的声能，仅靠整流装置输出的约0.1A的电流是不够的，故接入高压电容器储藏电能，在故障点间隙击穿时电容瞬间冲击放电，电容量越大储能就越大，可保证在放电瞬间释放出足够的能量。通常选用C=1～10μF，球间隙放电电压调到20～30kV（对6～10kV电缆），放电时间间隔为1.5～6s。放电太快易损害设备，太慢则不易与环境噪声相区别。

采用声测法应注意以下几点。

1）被试电缆应能承受所选的试验电压不致产生新的故障，试验设备应有足够容量，特别是硅二极管，过载能力很低，要有充分的裕度。如试验设备容量不够，可采取加压15min间歇5min的方法，同时监视调压器和电源线的温度。

2）由于在放电瞬间有大冲击电流从故障点流经护层，使护层电位瞬间抬高，因此除故障处放电外，有时在其他接地点也会有杂散和寄生的放电，例如在电缆裸出部分的金属夹子等处，应注意分辨。

3）由于冲击放电的大电流，流过主地网引起的电压升高可能危及与地网相连的其他设备，所以变压器和电容器不但应可靠接地，而且要与电缆内护层直接相连。

4）断线和闪络故障常发生在中间接头中，因此，在用脉冲法确定大致地段后，可用声测法定点，并着重检查中间接点。

2.感应法

用感应法确定短路点位置。音频电流感应法适用于电阻较低的相间故障，包括两相短路、两相短路并接地、三相短路、三相短路并接地。但通常不能用于单相接地故障，因为电缆头金属护套一般均在两端接地，因此从信号发生器来的音频电流在故障点分成两边往回流，在接地点任一侧的信号都不发生变化。

3.实际应用技巧(www.xing528.com)

第一步先用测距仪测距离。其实，先要判断电缆故障是高阻还是低阻或者是接地，根据这个条件采用不同的测试方法。如果是接地故障，就直接用测距仪的低压脉冲法来测量距离；如果是高阻故障就要采用高压冲击放电的方法来测距离，用高压冲击放电的方法测距离时又要许多的辅助设备：如高压脉冲电容、放电球、限流电阻、电感线圈以及信号取样器等，操作起来既麻烦又不安全，具有一定的危险性，更为繁琐的是还要分析采样波形，对测试者的知识要求比较高。

第二步是查找路径（如果路径清楚这一步可以省掉）。在查找路径时，要给电缆加一信号（路径信号发生器），再用接收机接收这个信号，沿着有信号的路径走一遍，就确定了电缆的路径。但是，这个路径的范围大致要在1～2m之间，不是特别准确。

第三步是根据测出的距离来精确定位。其依据是打火放电产生的声音，当从定点仪的耳机听到声音最大的地方时，也就是找到了故障点的位置。但是，由于是听声音，所以，受环境噪声的影响，找起来相当费时间，有时要等到晚上才可以进行。当遇到交联电缆时，就更费时间了，因为，交联电缆一般都是内部放电，声音非常小，几乎听不到，最后只有丈量了。

因此，用这种方法可以解决大部分的以油浸纸作绝缘材料的电力电缆故障，对于近几年出现的以交联材料和聚乙烯材料作绝缘材料的电缆故障，测试效果不是太理想。原因是打火放电所产生的声音往往很小（电缆外皮没有损伤，只是电缆内部放电），遇到这种情况时，就只有用其他方法来解决了。

在多年的实际工作中，我们发现高压电缆和低压电缆的故障各有许多不同之处。高压电缆故障多以运行故障为主，且大多数是高阻故障，而高阻故障又分泄漏和闪络两大类型；而低压电缆故障只有开路、短路和断路三种情况（当然，高压电缆也包括这三种情况）。

4.低压电缆在实际使用过程中的特点

1）敷设的随意性比较大，路径不是很明白。

2）敷设时不像高压电缆那样填沙加砖后深埋，相反埋深较浅，易受外力损伤而出现故障。

3）电缆一般较短，几十米到几百米不等，不像高压电缆往往在几百米到几公里。

4）绝缘强度要求低，处理故障、做接头时，工艺较简单。

5）绝大多数电缆在故障点处都有十分明显的烧焦损坏现象。故障点在电缆外皮没有留下痕迹的情况，十分罕见。

6）所带负载变化较大，而且往往相间不平衡，容易发热，由此引发的故障多为常见。

5.低压电缆故障类别

低压电缆绝缘要求较低，同时运行过程中电流较大，出现故障后有明显的特征，具体归类如下：

第一类故障：整条电缆被烧断或某一相被烧断，此类故障造成配电柜上的电流继电器动作，电缆在故障处损坏相当严重。

第二类故障：电缆各相都短路，同样，此类故障造成配电柜上的电流继电器和电压继电器都动作，电缆在故障点损坏也很严重（可能是受外力引起的）。

第三类故障：电缆只有一相断路，电流继电器动作，故障点损伤较轻但表露较明显，可能是该相电流太大或者是由电缆质量造成的。

第四类故障：电缆内部短路，外表看不出痕迹，此类故障一般是由于电缆质量造成的，比较少见。

第一类故障和第二类故障如果电缆较短时（小于500m）可直接使用故障定位仪进行故障定位，无须测距仪配合，只需手持接收机沿路径（路径可边走边测）走上一遍，即可确定故障点。

第三类故障：由于电缆在故障点处损坏较轻，发射机发出的信号不强，用定位仪故障定位时，指示范围较窄，这时可先用测距仪测出故障点大概距离，再用定位仪定位也很方便。

第四类故障：此类故障是目前所有电缆故障中最难测的一种故障，此时可用测距仪分别在电缆两头对电缆进行测试，再拿测试结果和实际长度相比较，就可将故障点确定在一个很小的范围内（1～3m），此时将电缆挖开后再找出可疑点，或干脆将这一段电缆锯掉（因为低压电缆很便宜，绝缘要求低，接头好做），或用定位仪在这一段范围采用音频定位，也可确定故障点。

目前，广大的电力电缆故障测试仪的用户所使用的以“冲闪法”为基础的电缆故障测试仪，在解决低压电缆的低阻故障和接地电阻为零的故障时，一般都能用测距仪较方便地粗测出故障点的距离（此类故障点的距离测试是无须高压放电设备的，用的是低压脉冲法），但故障点定位还是要用打火、放电、听声音这一方法，同时该类仪器的路径仪和定点仪是分开的，这就造成了找准路径时无法同步定点，而定点时又往往走偏路径，而且该类仪器的路径仪由于原理所限，找电缆路径时，很难找到电缆的准确路径，一般是在1～2m的宽度之间。

电缆故障查找，是电缆行业技术含量较高的工作，仅仅依靠原理和仪器是远远不够的，它需要操纵人员在平常工作中积累丰富的经验。测试仪器的厂家、种类、档次也千差万别，在此就不一一叙述。