摘要本文簡述了綜合纜導線故障探測粗定位常用的兩種方法（高壓電橋法和波反射法）并介紹這兩種方法的特點并對現有的精定位原理及方法進行簡單介紹

第一章 概述

供電系統一直認為電纜定位比較困難有三分儀器七分找的說法隨著儀表的進步定位更為方便實踐中選擇合理的儀器及定位經驗仍然很重要

通常電纜故障點定位分四步進行

1.判斷故障點類型

2.選擇合適方法及相應的儀器

3.粗測定位

4.精確定點

粗測定位方法有電橋法及波反射法二種目前波反射法定位儀較普及但是有幾種電纜故障很難用波反射法查找如高壓電纜護套絕緣缺陷點鋼帶鎧裝低壓力纜PVC電纜沒有反射波無法定位短電纜無法定位一些高阻擊穿點在沖擊電壓下無法擊穿也難以定位接下來將對波反射法和高壓電橋法分別作出介紹

第二章 波反射法

1.應用范圍

波反射法用于測量電纜的低阻短路與斷路故障據統計這類故障約占電纜故障的10%低壓脈沖法還可用于測量電纜的長度電磁波在電纜中的傳播速度還可用于區分電纜的中間頭T型接頭與終端頭等波反射法能測量電纜長度校正電纜波速度尤其是定位斷線故障非常方便不必在遠端短路電纜符合數字化智能化的潮流

2.工作原理

測試時向電纜注入一低壓脈沖該脈沖沿電纜傳播到阻抗不匹配點如短路點故障點中間接頭等脈沖產生反射回送到測量點被儀器記錄下來（圖2.2.1）波形上發射脈沖與反射脈沖的時間差△t對應脈沖在測量點與阻抗不匹配點往返一次的時間已知脈沖在電纜中的波速度V則阻抗不匹配點距離可由下式計算

L=V22.2.1

圖2.2.1低壓脈沖反射原理圖

通過識別反射脈沖的極性可以判定故障的性質斷路故障反射脈沖與發射脈沖極性相同而短路故障的反射脈沖與發射脈沖極性相反

由2.2.1式知道脈沖在電纜中的波速度對于準確地計算出故障距離很關鍵在不清楚電纜的波速度值的情況下可用如下方法測量如已知被測電纜的長度根據發送脈沖與電纜終端反射脈沖之間的時間△t可推算出電纜中的波速度

V=2△t2.2.2

3.脈沖反射波形比較測量法

實際電纜結構可能比較復雜比如存在分支點脈沖反射波形不容易理解

如圖2.3.a所示一中間帶接頭的電纜發生單相接地故障首先在良好的芯線上測得一波形如圖2.3.b所示然后在故障芯線上測量波形如圖2.3.c把二者進行比較在波形上F處二波形明顯出現差異這是由于故障點反射脈沖所造成的如圖2.3.d該點所代表的距離即是故障點位置

圖2.3波形比較法測量單相對地故障

現代微機化低壓脈沖反射法儀器具有波形記憶功能即以數字的形式把波形保存起來同時可以把最新測量波形與記憶波形同時顯示利用這一特點操作人員可以通過比較電纜良好線芯與故障線芯脈沖反射波形的差異處來尋找故障點避免了理解復雜的脈沖反射波形的困難故障點容易識別靈敏度高實際電力電纜三相均有故障的可能性很小絕大部分情況下有良好的線芯存在可方便地利用波形比較法測量故障點

利用波形比較法可精確地測定電纜長度或校正波速度由于脈沖在傳播過程中存在損耗電纜終端的反射脈沖傳回到測量點后波形上升沿比較圓滑不好精確地標定出反射脈沖到達時間特別當電纜距離較長時這一現象更突出而把端點開路與短路的波形同時顯示時二者的分叉點比較明顯容易識別如圖2.3.4所示

圖2.3.4電纜終端開路與短路脈沖反射波形比較 ｜

摘要本文簡述了綜合纜導線故障探測粗定位常用的兩種方法（高壓電橋法和波反射法）并介紹這兩種方法的特點并對現有的精定位原理及方法進行簡單介紹

第三章 高壓電橋法

1.應用范圍

與波反射法相比高壓電橋法特別適用于

1.敷設后電纜的高阻擊穿點特別是難以燒成低阻的線性高阻擊穿點如電纜中間接頭的線性高阻擊穿

2.電橋平衡法沒有盲區用于判斷短電纜及靠近端頭的擊穿點

3.電橋法僅僅要求線芯電阻的均勻性而波特性不好的電纜如介質損耗很大的PVC電纜沒有良導體回流的電纜高壓電纜金屬護套缺陷點的定位僅有鋼帶鎧裝的電纜只能用電橋法定位

4.尚未擊穿但電阻偏低的缺陷點如用兆歐表發現電纜阻值較低但運行電壓下不擊穿的絕緣缺陷點

2．工作原理

電橋法的依據是線芯（或屏蔽層）電阻均勻與長度成比例下圖1為典型用法

試樣為三芯鋼帶鎧裝電力電纜長度LB相線芯對鋼帶在L1處擊穿借助于A相線芯作為輔助線使用低阻值連線短路NY兩端線芯L1段電纜線芯電阻為R1L2段電纜及A相電纜線芯的電阻R2與定位電橋構成Murray電橋回路其電路原理如圖２

圖中r為比例電位器r,有r1+r2=r

平衡后=

比例電位器由10圈刻度盤調節電阻比例P可由刻度盤盤讀取因此

由此可見只要電橋有一定的靈敏度并能平衡電橋法定位簡單而精確｜

摘要本文簡述了綜合纜導線故障探測粗定位常用的兩種方法（高壓電橋法和波反射法）并介紹這兩種方法的特點并對現有的精定位原理及方法進行簡單介紹

第四章 精確定位的原理及方法

一聲測法

聲測法是電纜故障定點的主要方法多用于測試高阻閃絡性故障和部分低阻故障使用的設備與沖閃法相同采用聲電轉換器將很小的震動波轉換成電信號進行放大處理用耳機來偵聽聽測出最響點即位故障點位置

二聲磁同步法

在實際測試中環境噪聲的干擾增加了聲測法準確辨別的難度由于故障點放電時除了產生放電聲外還會產生高頻電磁波向地面傳播通過同時接收聲波和電磁波方法來判斷當前的聲波是否由故障點放電引起這就是聲磁同步法它是對聲波測試方法的改進提高抗干擾能力定點環境不可避免存在各種連續噪聲和脈沖沖擊噪聲的干擾目前單純的聲測法定點儀已經被淘汰取而代之的是聲磁同步法定點儀此類儀器通過觀察在現場接收電纜被沖擊高壓擊穿時的輻射電磁波和故障點的震動聲波同步與否來人為排除現場噪聲干擾利用故障點震動聲音的最大點確定精確故障點位置盡管此法定點精度不高一般也能滿足要求國內大多數廠家生產的定點儀均屬此類方法少數廠家也在液晶屏幕上顯示電磁波與地震波的時間差來精確判斷故障點位置這無疑是一重大改進

參考文獻

[1]徐丙根李勝祥陳宗軍電力電纜故障探測技術機械工業出版社1999年