高智能电缆故障闪测仪的应用

【摘要】本文概要介绍了利用高智能电缆故障闪测仪对故障电缆进行检测的常用方法，重点介绍了电缆故障的粗测原理，用“脉冲法”对电力线路故障点的测量方法，对典型测量波形及测量误差进行了较为详细的分析说明。

【关键词】电缆故障；故障闪测仪；脉冲法

1.引言

随着电缆线路的增多，电缆故障对供电可靠性的影响日益增大，因而迅速准确地探测电缆故障点的位置对确保电缆的及时修复在着重要意义。电力电缆故障可分为二大类：第一类，因缆芯之间或缆芯对外皮之间的绝缘损坏，形成短路、接地或闪络击穿；第二类，因缆芯的连续性受到破坏，形成断线或不完全断线。在时也发生兼有两种情况的混合式故障。其中短路接地又有高阻和低阻之分。就电缆绝缘损伤而言，一般表现为“低阻”、“泄漏性高阻（即绝缘介质损坏并已形成固定的电阻通道，电缆泄漏电流值随试验电压升高而增大）”和“闪络性高阻（即绝缘介质损坏尚未形成固定的电阻通道，电缆绝缘随试验电压的升高，当达到某一数值时，电缆泄漏电流值会突然增大）”三种情况。

高智能电缆故障闪测仪适用于35KV及以下各种电缆的所有故障。但在查找电力电缆故障时还必须与一些高压试验设备，如：高压变压器、整流硅堆、高压贮能电容、放电间隙和测声仪器等配套使用。

2.电缆故障的粗测原理

电缆故障点的查找通常分为粗测和精测二步。所谓粗测，就是判断电缆故障点的大概位置；而精测则是在粗测范围内对电缆故障点进行精确定位。

电缆故障的粗测方法很多，如“电桥法”、“驻波法”、“脉冲法”、“闪络法”等。

由于每种方法都具有自己的适用故障类型和不同的测试操作方法，因此也都有各自的特点。在实际应用中“脉冲法”因其适用电缆故障类型多，操作简单而被普遍使用。

所谓“脉冲法”就是利用电缆故障闪测仪产生并发射给故障电缆一个电脉冲信号，当该信号在电缆传输过程中遇到一个阻抗变化点（如分支、接头、故障点或终端）时会产生一个反射脉冲，并沿原路返回到发射端。通过对该电脉冲波在电缆中的传输速度和传输时间分析计算，可得出电缆故障点到测试端的距离，依此来确定电缆故障点的大概位置。电缆故障点到测试端的距离计算式为：

S=1/2VT

式中：S：电缆故障点到测试端的距离

V：电信号在电缆中的传输速度

T：电信号从测试端发出到电缆故障点后再返回发送端时间。

“脉冲法”主要适用于电缆的“低阻”、“断路”等故障的测试。当然也可用于校准电缆的长度和显示电缆中部分接头的位置。用“脉冲法”测试电缆“低阻”和“断路”故障原理接线图如图1所示。测试后得到的典型测试波形如图2所示。

通过对“脉冲法”测试得到的测试波形的分析，可以得出以下结论：

（1）相对于发送脉冲或前一次反射脉冲，“开路”故障反射脉冲表现为同极性反射；而“低阻”故障反射脉冲表现为反极性反射。

（2）故障点反射可能存在二次、三次等多次反射，但二、三反射幅度会比前一次反射幅度更小些。

（3）电缆中的接头也存在反射，它会在故障点反射脉冲的前后出现。若故障性质为“短路”或“断路”故障，电缆接头的反射只可能在故障点反射脉冲前出现；电缆接头反射的脉冲波一般与发射脉冲同极性，脉冲幅度要比故障点或电缆终端的反射脉冲幅度小；“T”形接头反射脉冲与发射脉冲反极性，且幅度较大。

（4）测试电缆全长时，其终端作开路处理，终端反射波形与开路故障相同，测试故障相对当故障点为短路和断路故障时不存在终端反射脉冲；其他情况可能存在电缆全长反射。

（5）分析“脉冲法”测试波形时应抓住三要素：即“极性”（用于判别是“低阻”还是“断路”故障）；“幅度”（用于判别是“主”反射波还是“次”反射波）；“时刻”（用于判别是电缆接头反射还是故障点反射以及故障点与测试端的距离）。

3.高智能电缆故障闪测仪的测试误差分析

在用高智能电缆故障闪测仪进行测试时，引起高智能电缆故障闪测仪测试误差的主要来源以下四个方面：

（1）闪测仪本身产生的误差（一般可以忽略不计）。

（2）电缆的电波传输速度V带来的测试误差。按照仪器产生厂家的产品介绍，传输速度V一般最大可引起2%的相对误差。

（3）测试波形的读数误差。测试波形的读数误差主要包括二个方面的误差：

A）波形畸变引起的读数误差，特别是当故障点距测试端较近时，由于测试波形反射密集，会使反射波形产生严重畸变。所以这一误差是测试误差中的主要误差之一。解决波形畸变的方法是将测试端移位到距故障点较远的一端，从而使测试波形更接近典型波形。

B）高智能电缆故障闪测仪器屏幕游标引起的误差，这是因为在用高智能电缆故障闪测仪进行测试时，测试波形中的t2时刻的确定是由测试人员确定的，当游标每向左或向右移动一次时，其移动步距有7米和14米二种选择，即使以最小步距7米来说，由此引起的误差也是不容忽视的。

（4）电缆的实际丈量误差。不用说，这一误差是明显的，同时也是不容忽视的。

4.结束语

利用高智能电缆故障闪测仪器，对电缆故障测试实践中，可方便、快速地找到故障电缆的故障点，但在实际使用中应注意以下二点：

（1）电缆故障粗测时的测试误差不容忽视，特别是介质传输速度V误差和读数误差中的t2时刻的定位误差是测试误差中的主要误差时，因此注意积累不同介质电缆的传输速度V数据、积累t2时刻的定位经验非常必要的。从对电缆故障测试实践经验来看，把t2时刻定位在向下拐点开始点处再向t1靠近一到二个步距，可以减小读数误差。

（2）熟悉不同故障类型的波形也非常必要，因为对不同故障类型的波形熟悉，就意味着对畸变波形判别能力的提高，因而可以不必转移测试地点。从而可节约时间提高劳动效率。

参考文献

[1]李建明，朱康，主编.高压电气设备试验方法[M].中国电力出版社，2001-8-1.

[2][日]森下正志.电气设备故障分析与对策[M].全，译.科学出版社，2009-11-1.

[3]DLC-101A电力电缆多次脉冲测距仪用户手册[S].

作者简介：杨颖，女，工程师，现供职于浙江镇海石化建安工程有限公司，一直从事电气工作，在电气设备的运行、维护、检修及安装等方面有着丰富的工作经验。