电缆耐压故障定位_电缆耐压实验原理

文章导读:

• 1、电缆故障定位
• 2、电缆故障定位仪如何定位故障点？
• 3、电缆故障定位的方法有哪些？
• 4、电缆故障定位究竟用什么方法更快更准确呢
• 5、电缆故障定位仪定位故障步骤是怎么样的，怎么操作？
• 6、电缆故障定位仪的主要工作原理？

电缆故障定位

电缆故障定位的一些技巧

在利用回波法进行电缆故障定位时， 有时通过转移故障相，接线方式，往往会将复杂的故障转变为简单的故障，快速确定故障位置，为现场线路的抢修赢得时间，这对于供电使用部门意义重大。

低压电力电缆一般为多芯电缆，敷设后连续使用中出现故障后，一般都呈现两芯及多芯相间或相对地短路故障。有时在检测到某一芯采集到的故障波形不理想时，可考虑将接线转换到其他故障线芯上进行故障波形检测，往往会出现意想不到的效果，采集和检测到的波形，会变得比较典型和规则，于是就能很快确定电缆故障点的具体位置。

长期的电缆客户现场测量过程中发现，小截面铜芯直埋电力电缆(35mm2及以下)及铝芯电缆发生故障后，可能同时伴随短路及断线故障，现场检测时，根据各故障芯故障性质的不同将短路故障转换为断线故障测量，往往会事事半功倍。

对于内衬层采用挤包铠装的中压直埋电力电缆，故障原因大多为外部机械损伤所致，在绝缘线芯发生故障的同时，内衬层可能已经破损。在遇到电缆绝缘故障比较特殊，利用专业电缆故障仪采集波形困难时。可考虑利用声测法，将高压脉冲直接施加在电缆的钢带和铜屏蔽层之间，往往会很快定点。

在现场测量过程，在利用声测法进行低压电缆故障定点时，将高压线和地线接在坏相与金属屏蔽或铠装之间时，由于二者绝缘电阻呈现低阻金属性连接状态，声音很小，无法利用探头进行侦听定点，效果不理想。通过多次现场实际听侧，发现将放电球隙之间的距离适当加大，同时将高压和接地线改接在发生故障的两相之间，往往放电声会变大，很快确定故障点。

电缆故障点快速精确定位的方法

电缆故障点精确定位的方法，其中故障电缆的总长度为已知数据，其特征在于，包括如下步骤：去除故障电缆上的负载，将两端线芯分开,?并悬空，以所述故障电缆其中一端的位置作为检测点;用数字式绝缘电阻测试仪测量所述分开的各线芯间，以及各线芯与屏蔽钢带间绝缘电阻，从而确定故障线芯，即所在故障的线芯;然后再测量故障线芯间以及各故障线芯与屏蔽钢带间的直流电阻;测得的直流电阻均小于或等于1?kΩ的，采用电缆故障定位电桥和波反射电缆故障定位仪分别测量任一故障线芯来确定故障点与检测点之间的电缆长度值，从而确定故障点位置;两装置测出的故障点位置相差大于容差距离的，此时以波反射电缆故障定位仪的测试结果为准，相差小于或等于容差距离的，将两装置测出的故障点位置之间的范围确定为故障点范围;测得的直流电阻均大于1kΩ的，使用波反射电缆故障定位仪测量任一故障线芯来确定故障点与检测点之间的电缆长度值，从而确定故障点位置，并以此故障点位置为圆心，容差距离为半径，确定故障点范围;测得的的直流电阻大小不一的，使用波反射电缆故障定位仪测量任一故障电芯来确定故障点与检测点之间的电缆长度值，从而确定故障点位置，并以此故障点位置为圆心，容差距离为半径，确定故障点范围;上述容差距离均为5m;c)用电缆故障定位电源在检测点位置对故障线芯间或故障线芯与钢带间施加脉冲电压;在步骤b)中确定的故障点范围内根据声音判断寻找故障点准确位置或者使用电缆故障定点仪，在步骤b)中确定的故障点范围内，用声磁同步法，查找电缆故障点准确位置。

电缆故障点的查找方法：

　1.低压脉冲法(简称脉冲法)

当线路输入一个脉冲电波时，该脉冲便以速度V沿线路传输，当行Lx距离遇到故障点后被反射折回输入端，其往返时间为T，V为电波在线路中的传播速度，与线路一次参数有关，对每种线路它是一个固定值，可通过计算和DFDL-S 电缆故障测试仪实测得到。将脉冲源的发射脉冲和线路故障点的反射波以一显示器实时显示，并由仪器提供的时钟信号可测得时间T。

对电缆的低阻性接地和短路故障及断线故障，及冲法可很方便地测出故障距离。但对高阻性故障，因在低电压的脉冲作用下仍呈现很高的阻抗，使反射波不明显甚至无反射。此种情况下需加一定的直流高压或冲击高压使其放电，利用闪络电弧形成瞬间短路产生电波反射。

　2.直流高压闪络法(简称直闪法)

当故障电阻极高，尚未形成稳定电阻通道之前，可利用逐步升高的直流电压施于被测电缆。至一定电压值后故障点首选被击穿，形成闪络，利用闪络电弧对所加入电压形成短路反射，反射回波在输入端被高阻源形成开路反射。这样电压在输入端和故障点之间将多次反射，直至能量消耗殆尽为止。

3.冲击高压闪络法(简称冲闪法)

当故障电阻降低，形成稳定电阻通道后，因设备容量所限，直流高压加不上去，此时需改用冲击电压测试。直流高压经球间隙对电缆充电直至击穿，仍用其形成的闪络电弧产生短路反射。在电缆输入端需加测量电感L以读取回波。其原理线路见图4所示，电波在故障点被短路反射，在输入端被L反射，在其间将形成多次反射。因电感L的自感现象，开始由于L的阻流作用呈现开路反射，随着电流的增加经一定时间后呈现短路反射。而整个线路又由电容C和电感L又组成一个L—C放电的大过程。因此，在线路输入端所呈现的波过程是一个近于衰减的余弦曲线上迭加着快速的脉冲多次反射波。从反射波的间隔可求出故障的距离。

电缆故障定位仪如何定位故障点？

若现场环境噪声很大（如车辆流量大的公路旁、走的人多的街道或在工地附近等）。闪络冲击放电时，除故障点传来的振动波外，还有汽车引擎声、喇叭声、脚步声、说话声、机器轰鸣声……。这些噪声将严重地影响电缆故障定点仪计数屏的读数稳定性。读数似乎杂乱无章。其实，还是有其规律性的。仔细观察读数便可发现，计数屏的读数总有一个相对稳定的最大读数，无论噪声干扰如何变化，只要噪声不是连续的，最大读数的出现率非常高。此读数即电缆故障定位仪的使用说明及注意事项是故障点的距离。对计数屏上经常出现的无规律小读数（环境噪声干扰），不必理会。随着探头接近故障点，其最大读数会逐渐减小。当稳定的最大读数变到最小时，此处即为故障点精确位置。

如果电缆故障定点现场有连续的较大噪声，如电动机、鼓风机、排风扇、发电机、真空泵等发出的声音，将会导致数显失效，无论探头放置何处，数显屏总是出现零点几米（甚至0.1米）小数值。此时只能利用定点仪的声、磁同步探测功能听测与数字屏刷新计数同步的地震波，用人的判断力去区分环境干扰噪声，以振动波的最大点去确定故障位置，不必去关心数显屏的读数。

电缆故障定位现场的电缆故障点位于埋地穿管之中。冲击放电时，在穿管的两个端口处声音最大，而在管子中央部位可能听不到声音，便有可能出现两管口有固定读数，而在其余地方（如管子中央部位或远离管口）仅显示满亮200.0米，此时便可根据两个稳定读数点的数值变化规律判断管中故障位置。只要挖出穿管，便可以用探头在管子上实施精确定位。此时的误差一般不会超过10％。

若故障电缆位于电缆沟的排架上（或电缆架上），且是封闭性故障（即电缆外皮未破，冲击放电时，故障点的跨步电压法使用现场闪络仅在芯线与外皮之间，外面看不到火花）。冲击放电时，在电缆本体上有长距离的较强振动，用声测法和同步定点法都无法确定振动的最大位置。此时常规定点仪将完全失效，而数显同步电缆故障定点仪便可发挥其特长了。只要将探头放置在具有强烈振动电缆本体附近（千万不能放在电缆本体上），数显屏将会在冲击闪络的同时记录下探头距故障点的距离，操作者便可很快根据距离指示数，将探头放置在故障点附近，寻找数显屏最小读数所对应的位置，此位置便是精确的故障点。注意，有时会出现冲闪时电缆全线都有微小振动的现象，各处强度几乎一样，只是接头处可能声音稍大些。这是进行冲击放电时电缆出现所谓的“电动机”效应，千万不要被此声音迷惑。故障点的振动声应该很大，与全线“电动机”效应振动的微小振动声音有明显差别。可以不必理会此种微小振动，径直去找明显的较大的振动波（电缆故障点发出的）。值得注意的是由于电缆故障定点仪电磁传感器灵敏度较高，定点仪主机过分靠近运行电缆时，附近电缆的工频辐射会严重干扰计数器，其现象是计数器的后两、三位数码管会不停地闪动，无法正常计数。此时，只要将主机旋转90度，用主机侧面对准电缆，且远离运行电缆，便可减少工频辐射干扰，使计数屏正常读数。在进行电缆故障的精确定点时，首先应保证冲击高压产生设备的冲击电压应足够高，使故障点充分击穿放电（可从球隙放电的声音大小及清脆响亮程度判断，也可从电缆仪屏幕上的波形有无大振荡波形判断）。为促使故障电缆的故障点放电声足够大，可以加大冲击闪络电压的能量。其方法是适当提高冲击电压，并且尽可能加大储能电容的容量，如加大到2?5μF。这样可以使故障点放电时产生更大的声波振动，增大定点仪探头探测的距离。加快定点速度及提高准确性。对于低压动力电缆。粗测与定点方法完全与高压动力电缆相同。所不同的只是所加冲击电压较高压电缆低得多。据经验，一般冲击电压最高可以加到10KV以上，只要保证电缆端头三叉处不被击穿放电即可。

由于所加的是脉冲冲击高压，其持续时间一般仅有1?3mS。尽管瞬时功率较大但平均功率却很小。10KV的冲击高压对低压电缆一般情况下是完全无损伤的。据全国各地对于低压动力电缆的故障检测成功实例说明，低压动力电缆在故障定位时，冲击高压加到10KV左右是没有什么问题的，定点安全、准确而快速。

最后要说明一点的是，无论高压动力电缆还是低压动力电缆，在故障点破裂受潮和故障点金属性接地情况下，冲击高压闪络时，故障点一般不会产生闪络性放电。所以，一般定点仪听不到放电声，造成定点失败。此时应换用别的方法（跨步电压法）实施定点，不要轻易怀疑。

现场无法定点的情况还很多，如故障点位于大量堆积物下；在高速公路车流量较大的地方；反常的埋设深度；人无法到达的禁区；江河海湖的水下等等。具体情况具体对待，无法定点不等于仪器有问题，要相信仪器的正确读数。

电缆故障定位的方法有哪些？

当在电缆中的某个局部点处，绝缘已经恶化到发生击穿的程度，允许电流浪涌到地，该电缆被称为故障电缆，并且最大泄漏的位置可以被认为是灾难性的绝缘故障。在获得所有间隙并且电缆已经隔离以准备电缆故障定位后，强烈建议遵循固定的攻击计划来定位故障。在诊断任何复杂问题时，按照设定的逐步程序将有助于达到解决方案，或者在这种情况下，有效地精确定位故障。

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一般初始分析和测试完成，有两种类型的电缆故障定位仪器可用：

时域反射计（TDR）

脉冲反射方法，脉冲回波方法或时域反射计是应用于所谓的电缆雷达或TDR的术语。该技术于20世纪40年代后期开发，可以连接到电缆的一端，实际上可以看到电缆并测量电缆变化的距离。最初的首字母缩略词RADAR（RAdio Detection And Ranging）被应用于检测远程飞机的方法，并通过分析无线电波的反射来确定它们的距离和速度。机场雷达系统和警用雷达枪使用这种技术，其中一部分发射的无线电波从飞机或地面车辆反射回接收天线。

捶击器（浪涌发生器）

这些设备基本上是高压脉冲发生器，包括直流电源，高压电容器和某种类型的高压开关。电源用于将电容器充电至高电压，然后触点闭合将电容器放电到被测电缆中。如果电压足够高以击穿故障，则存储在电容器中的能量通过故障时的闪络迅速放电，从而在地面产生可检测的声音或“重击”。捶击器的重要规格是它可以产生的最大电压以及它为故障提供多少能量。

在聚乙烯电缆开始安装在地下几年之后，证据开始浮出水面，由于绝缘层中的“树状”，这种塑料电缆长时间高压捶击弊大于利。对于PILC电缆而言，情况并非如此，其中通常需要更高的电压和更多的能量来定位故障而不会损坏电缆。关于EPR的树木状况，意见不一。由于这种树状况，许多公用事业公司发布了工作规则，降低了用于故障定位的最大允许电压。

以焦耳（瓦特 - 秒）为单位测量的任何浪涌发生器的能量输出计算如下：E = V2 C2其中E =焦耳能量，C =电容单位为μf，V =电压单位为kV以增加“爆炸”故障只有两个选择是增加操作员可以完成的电压或增加制造商必须完成的电容。图34显示了典型的4微法脉冲发生器的输出能量曲线，该发生器在25kV的最大电压下产生1250焦耳。如果故障定位人员被告知捶击器的输出电压必须限制在12.5 kV（25 kV的一半），则其捶击器的输出能量将减少四倍至312焦耳。

在实际的世界中，300到400焦耳是在地面听到砰砰声的门槛，没有声学放大和很少的背景噪音。如果无法听到故障的砰砰声，唯一的选择是增加电压以便找到故障，进行修理并重新打开灯。

回复者：华天电力

电缆故障定位究竟用什么方法更快更准确呢

电缆故障精确定点通常按以下4个步骤的顺序进行:

判断故障点类型

根据故障的性质，电缆故障可以分为低电阻接地或短路故障，高电阻接地或短路故障、断线故障、断线并接地故障和闪络性故障。

根据故障类型选择合适方法及相应的仪器

针对不同的故障类型采用不同的测试方法对其进行测试。例如针对高阻故障可以使用冲闪法来定位故障位置。

粗测定位

粗测定位方法有电桥法、波反射法两种。目前波反射法定位仪较普及。但是有几种电缆故障很难用波反射法查找，比如高压电缆护套绝缘缺陷点、钢带铠装低压力缆、pvc电缆和短电缆都无法被定位。另外，一些高阻击穿点在冲击电压下无法击穿，也难以定位。

精确定点。

电缆故障可以采用以下四大方法进行精确定点：

（1） 声测法：它是由高压脉冲发生器对故障电缆放电，故障点产生电弧，并产生放电声音，在电缆直埋情况下，产生地震波，定点仪的声测探头拣拾地震波信号并放大后通过耳机或表头输出。

（2） 跨步电压法：它主要针对对电缆外护套绝缘有要求的外护套接地故障定点，现在对部分直埋的无铠装的低压电缆、电线芯线接地故障、也可以采用跨步电压法定点。

（3） 电磁法及音频法：用电磁波定点或采用音频法定点，即是利用电缆故障的前后点电磁波信号或音频信号的变化来确定故障点。

（4） 声磁同步法：是将声测法与电磁波法综合应用。

电缆故障定位仪定位故障步骤是怎么样的，怎么操作？

电缆故障定位仪定位故障步骤是怎么样的，怎么操作？

电缆故障定位仪定点步骤

1、连接传感器和耳机：

将定点传感器接传感器插口，耳机接耳机插口。将工作方式设置为“智能定点”或者“波形定点”方式。

2、选择定点区域：

在定点之前，首先应明确电缆路径。如果图纸资料不完整，应进行路径探测，并做好标志。根据测距结果，考虑电缆头盘余量、地形因素，粗略确定故障点位置，由于不可避免的存在估算误差，一般应在(测距值 ± 50m)之间定点。

在选定的区域，将传感器平放于电缆正上方的地面，方向指向电缆铺设方向，观察波形并用耳机听，开始定点。

3、调整磁场增益：

使当高压发生器开始对故障电缆周期放电后，调整仪器的磁场增益(磁场自动增益 打开后不需要调整增益。手动调整方法见第二章的“磁场自动增益”部分)，使“磁场触发标志”闪烁和高压发生器的放电同步。

4、调整声音增益：

当磁场增益正常同步后，再调整声音增益。 当“磁场触发标志”指示亮时，声音信号同步采样一次，波形更新。调整声音增益，使声音波形足够大且不失真。智能定点界面调整声音信号强度在40%~90%之间。

声音信号(包括噪声)在不断变化，要随时看到真实的声音波形，需要不断地调整其增益，但根据经验，声音信号增益可以调的较大，只要不是每次都失真即可，不必随时调整。

5、寻找并逼近故障点：

以大约0.5~2m的间隔移动传感器，如果连续几次放电，均没有看到典型声音波形，则应继续向前移动，直至多次放电的声音波形都与典型波形非常相似,而且稳定(除非当时有很大的噪声出现)，说明已经到了故障点的附近，采集到了真正的故障点放电声音信号。这时用耳机听，会在“信号”指示灯闪亮的同时，听到较沉闷的一声“啪”。一般来说，靠观察声音波形得到的响应范围大于听声的响应范围，而且单纯听声较难分辨。

6、测量声磁延时，准确定位：

看到放电声音波形后，再波形显示方式下，按【左右键】调整光标位置，将其移动到声音波形的起始点上，此延时值能代表故障点的远近，但由于很难确知声音在电缆周围复杂介质中的传播速度，也不知道电缆埋设的具体深度，所以不能计算出传感器和故障点之间的准确水平距离。

注意：光标在其它位置时，显示的声磁延时值没有意义。

以较小的间隔不断改变传感器的位置，并测量声磁延时，直至找到延时值小的点，其正下方即是故障点，误差在0.2m之内。

7、电缆短路点怎样检测?利用电缆位置指示进行路径探测：

使用时使传感器方向指向电缆铺设方向和定点前进方向。电缆位置指示如果指示左箭头，则表示电缆位于传感器左边。如果指示右箭头，则表示电缆位于传感器右边。指示原点，则表示电缆在传感器正下方。

8、注意事项：

尽量不要将传感器置于电缆本体上进行定点，否则会在电缆任何位置都能听到微弱的啪啪声，此为大电流瞬间放电形成的电应力造成的震动，整条电缆上均存在，不能利用此信号进行定点。

有时电应力震动也能传到地面。在远离故障点时，如果非常仔细的听，有时能够在电缆全长上都能听到很微弱的啪啪声，且不会随传感器位置的不同而发生变化，此即为电应力震动，其与真正的故障放电声差别很大，注意不要误判。

电缆故障定位仪的主要工作原理？

电缆故障定位仪的主要工作原理？

1、电缆故障测试仪的基本原理。根据故障的探测原理，当仪器处于闪络触发方式时，故障点瞬时击穿放电所形成的闪络回波是随机的单次瞬态波形，因此测试仪器应具备存储示波器的功能，可捕获和显示单次瞬态波形。电缆故障测试仪采用数字存储技术，利用高速A/D转换器采样，将输入的瞬态模拟信号实时地转换成数字信号，存储在高速存储器中，经CPU微处理器处理后，送至显示控制电路，变为时序点阵信息，于是在LCD屏幕上显示当前采样的波形参数。当仪器处于脉冲触发方式时，仪器按一定周期发出探测脉冲加入被测电缆和输入电路，即时启动A/D工作，其采样、存储、处理和显示与前述过程相同。LCD显示屏上应有反射回波。

2、电缆故障测试仪是以微处理器为核心，控制信号的发射、接收及数字化处理过程。

微处理器完成的数字处理任务包括：数据的采集、储存、数字滤波、光标移动、距离计算、图形比较、图像的比例扩展，直到送LCD显示。也可根据需要由通讯口与PC机通讯。

脉冲发生器是根据微处理器送来的编码信号，自动形成一定宽度的逻辑脉冲。此脉冲经发射电路转换成高幅值的发射脉冲，送至被测电缆上。

高速A/D发生器是将被测电缆上返回的信号经输入电路送高速A/D采样电路转换成数字信号，*后送微处理器进行处理。

键盘是人机对话的窗口，操作人员可根据测试需要通过键盘将命令输入给计算机，然后由计算机控制仪器完成某一测试功能。