电缆故障的分析

电力电缆故障测试仪工作原理电力电缆故障测试仪由电力电缆故障测试仪主机、电缆故障定位仪、电缆路径仪三个主要部分组成。电缆故障测试仪主机用于测量电缆故障故障性质，全长及电缆故障点距测试端的大致位置。电缆故障定点仪是在电缆故障测试仪主机确定电缆故障点的大致位置的基础上来确定电缆故障点的精确位置。对于未知走向的埋地电缆，需使用路径仪来确定电缆的地下走向。电力电缆故障进行测试的基本方法是通过对故障电力电缆施加高压脉冲，在电缆故障点处产生击穿，电缆故障击穿点放电的同时对外产生电磁波并同时发出声音。
　　
　　弧反射法(二次脉冲法)在电缆故障定位中的应用的工作原理：首先使用一定电压等级、一定能量的高压脉冲在电缆的测试端施加给故障电缆，让电缆的高阻故障点发生击穿燃弧。同时，在测试端加入测量用的低压脉冲，测量脉冲到达电缆的高阻故障点时，遇到电弧，在电弧的表面发生反射。由于燃弧时，高阻故障变成了瞬间的短路故障，低压测量脉冲将发生明显的阻抗特征变化，使得闪络测量的波形变为低压脉冲短路波形，使得波形判别特别简单清晰。这就是我们称之为的“二次脉冲法”。接收到的低压脉冲反射波形相当于一个线芯对地完全短路的波形。将释放高压脉冲时与未释放高压脉冲时所得到的低压脉冲波形进行叠加，2个波形会有一个发散点，这发散点就是故障点的反射波形点。这种方法把低压脉冲法和高压闪络技术结合在一起，使测试人员更容易判断出故障点的位置。与传统的测试方法相比,二次脉冲法的先进之处，是将冲击高压闪络法中的复杂波形简化为最简单的低压脉冲短路故障波形，所以判读极为简单，可准确标定故障距离。
　　
　　三次脉冲法采用双冲击方法延长燃弧时间并稳弧,能够轻易地定位高阻故障和闪络性故障。三次脉冲法技术先进,操作简单,波形清晰,定位快速准确,目前已经成为高阻故障和闪络性故障的主流定位方法。三次脉冲法是二次脉冲法的升级，其方法是首先在不击穿被测电缆故障点的情况下，测得低压脉冲的反射波形，紧接着用高压脉冲击穿电缆的故障点产生电弧，在电弧电压降到一定值时触发中压脉冲来稳定和延长电弧时间，之后再发出低压脉冲，从而得到故障点的反射波形，两条波形叠加后同样可以发现发散点就是故障点对应的位置。由于采用了中压脉冲来稳定和延长电弧时间，它比二次脉冲法更容易得到故障点波形。相对于二次脉冲法由于三次脉冲法不用选择燃弧的同步时长，操作起来也跟加简便。

故障测试的基本步骤：用摇表或者万用表测量故障电缆的绝缘电阻，判断故障性质，确定测试方法；测试故障距离；探测故障点附近电缆埋设的路径；定点。

本测试系统故障测试有低压脉冲、直闪、冲闪三种基本方式，再配合不同的取样方法，共有八种测试方式。

测试前将电缆终端头的所有连线断开。

测试系统的面板上有“输入振幅”和“位移”两个旋纽，分别用来调整下次采样的信号幅度和上下位置。

１、低压脉冲方式

低压脉冲用于测试电缆中电波传播的速度、电缆全长、低阻故障和开路故障。

将测试系统的通信连线与笔记本电脑后面的串口连接，电缆的故障相(被测相)与地线分别接到水阻盘的红、黑接线柱，水阻盘的输出与测试系统的输入相连。也可直接将测试系统的输入线与故障相及地线相连。

●测速度

对于有些电缆，电波传播的速度未知，必须通过测试来确定。但测试前必须知道电缆的全长。

 在“测试方法”菜单选择“低压脉冲”“测速度”，根据电缆的长度选择“0.2μs”或“2μs” ，一般500 m以下用0.2μs。键入电缆全长后按“采样”键，配合调整“位移”和“幅度”旋纽，使信号的幅度和基线处于便于观察的位置。

移动游标至低压脉冲的下降沿按“定位”，再移动游标至反射信号的前沿，屏幕上即可显示此种电缆中电波的传播速度。如果发射和接收的波形离的太近，可按“扩展”键将波形扩展后再计算。

●测故障

测故障时在“测试方式”菜单选择“低压脉冲”“测故障”，并选择适当的脉冲宽度，按“采样”后屏幕即显示故障波形。

开路故障的反射信号与发送脉冲极性相同，短路故障的反射信号与发送脉冲极性相反。

注：由于测电缆全长时的接线及波形与测开路故障时完全相同，所以设计时未单独列出测全长菜单。

2、冲闪方式

   冲闪方式用于测试高阻泄漏性故障，大部分电缆故障都可以使用冲闪方式测试。

   以前采用冲闪电感电压取样的时候比较多，现在一般采用电流取样，因为采用电流取样时一起不与高电压直接连接，人身和设备的安全系数更高。如果一条电缆上有多处故障或电缆大面积受潮，可采用闪冲电阻取样方式。

3、直闪方式

直闪法用于测试高阻闪络性质故障。

用直闪法时一定要注意监视高压电流，以防电流过大而烧坏高压变压器。

4、测试电缆路径和埋设深度

将测试系统输出电缆芯线接电缆的一相，地线接电缆地线(铅包)。(如果故障相的电阻值很低。，可在输出地线和电缆地线间串接一个几百欧姆的电阻。)先将输出电位器调到最小，打开电源再将幅度旋钮调整到适当的位置，此时仪器输出一个15KHZ正弦信号，此信号在电缆周围产生电磁场，调整路径信号接收器的“音量”和“微调”旋钮，使耳机里的声音清晰、悦耳，即可寻测电缆路径和估测电缆埋设的深度。

●寻测电缆路径

   当探棒处于电缆上方B点时，探棒的线圈与电场平行，线圈没有切割电力线，线圈中的感应电流小，这时耳机中几乎没有声音。而当探棒在A点或者C点时，耳机中的声音较大。

   由声音较小的点所连成的线即为电缆的路径。

●估测电缆埋设深度

   将探棒在电缆上方B点右倾斜45○，然后垂直于电缆走向后退，当退到A点时，探棒正对电缆，此时耳机的声音较小。

   B点到A点的距离，也就是向后退的距离即为电缆埋设的深度。

   用这种方法可以估测电缆的埋设深度。

5、故障点定位

   我们使用各种测试方法已测出故障点的距离，但由于各种因素的影响，如测量误差、电缆的余缆、拐弯等，在地面上不一定能准确地找到故障，还必须使用故障定位仪来准确定故障点。

   故障定位时是利用高压设备给电缆加一冲击直流负高压，用定位仪在测量出的故障点附近检测电缆故障的放声点。

   高压放电的时间以1秒钟一次为宜。

   打开定位仪电源，适当调节音量旋钮，将定位仪放置在测出的电缆故障点处，应该有故障点放电的声音，如果听不到可移动定位仪的位置，直到耳机里的放电声最大，此处即为故障点。

6、注意事项

●在测试电缆故障时必须遵守有关安全规则。

●在高压测试中，一切设备都应良好接地，以免烧坏测试设备。如有条件可将高压产生器的电源与测试仪器的电源分开。

●在有易燃物品的环境中利用高压测试时，应有保安措施。

●每次使用电阻闪冲时，应对水阻的测值进行测量。

●注意人身安全。

●建议加高压时将电脑的外接电源断开，最好不用外接鼠标