浅谈电缆故障点的测定方法

摘 要：电缆在施工安装、运行过程中经常因外力损伤，绝缘受潮，化学腐蚀，长期过负荷运行等原因造成故障。一般电缆故障可概括为接地、短路、断线三类，其故障类型主要有：三芯电缆一芯或两芯接地；一相芯线断线或多相断线，二相芯线间短路；三相芯线完全短路等。针对此类现象，在此，给出了查找电缆故障点的实测方法。

关键词：电缆；故障点；测定方法

一、电缆故障的种类与判断

无论是高压电缆或低压电缆，在施工安装、运行过程中经常因短路、过负荷运行、绝缘老化或外力作用等原因造成故障。一般三芯电缆故障可概括为接地、短路、断线三类，其故障类型主要有：三芯电缆一芯或两芯接地；一相芯线断线或多相断线，二相芯线间短路；三相芯线完全短路。

对于直接短路或断线故障用万用表可直接测量判断，对于非直接短路和接地故障，用兆欧表摇测芯线间绝缘电阻或芯线对地绝缘电阻，根据其阻值可判定故障类型。

二、电缆故障点的定位方法

为了对出现故障的电缆进行维修，必须知道故障出现的位置。同常，先大致估计故障的范围，然后再在预估范围内缺点故障的确切位置。

（一）电缆故障点预估定位

对电缆故障的的预估定位通常采用脉冲反射法

在首端对电缆施加脉冲波，此脉冲波传播至故障点时将产生反射。设故障点离电缆首端的距离为Lx，脉冲波在电缆中的传播速度为v，则在时间tx=2Lx/v时电缆首端将接受到反射波。因此，可有波速v及接收到反射波的时间tx，得到故障点离电缆首端的距离Lx=vtx/2.

反射波的信号强弱对确定tx是十分重要的。设电缆的波阻抗为Z，故障点的等值电阻为Ra，则在故障点的脉冲反射系数为r=（Ra-Z）/（Ra+Z）。

对并联型故障，设故障点电阻为Rf，则故障点的等值电阻Ra=RfZ/（Rf+Z），脉冲反射系数r=-Z/（2Rf+Z），为使反射波的幅值足够大，反射系数r的绝对值不应小于0.05.由上式可知，Rf的值应较小，不应大于10Z.

（二）电缆故障的确切定位

1、声波法。对于高阻抗性故障的电缆，采用声波法测量。对电缆款间歇施加高电压脉冲，故障点处绝缘因不断击穿二发出声波。工作人员在地面使用拾音器、放大器和指示仪表组成的装置检测此声波信号，根据所得信号的强弱变化，当指示仪表指示信号最强时，此位置即为故障点的确切位置。此方法所用设备为直流耐压试验机。

当电容器充电到一定电压值时，球间隙对电缆故障芯线放电，在故障处电缆芯线对绝缘层放电产生“滋、滋”的火花放电声，对于明敷设电缆凭听觉可直接查找，若为地埋电缆，则首先要确定并标明电缆走向，再在杂噪声音最小的时候，借助耳聋助听器或医用听诊器等音频放大设备进行查找。查找时，将拾音器贴近地面，沿电缆走向慢慢移动，当听到“滋、滋 ”放电声最大时，该处即为故障点。使用该方法一定要注意安全，在试验设备端和电缆末端应设专人监视。

2、音频法。对于具有低阻型故障的电缆，无法对其施加高电压脉冲，不能再使用上述声波法。可对电缆施加音频电压。音频电缆经电缆首端流入电缆芯线，在故障处流至外屏蔽层，并回至电源。在地面应用磁场探测此安全检测音频信号，在区域A能接受信号，但当工作人员进入区域B后，信号即消失。信号有、无的发生地点即为电缆故障的所在位置。

3、电桥法。电桥法就是用双臂电桥测出电缆芯线的直流电阻值，再准确测量电缆实际长度，按照电缆长度与电阻的正比例关系，计算出故障点。该方法对于电缆芯线间直接短路或短路点接触电阻小于1Ω的故障，判断误差一般不大于3m，对于故障点接触电阻大于1Ω的故障，可采用加高电压烧穿的方法使电阻降至1Ω以下，再按此方法测量。测量电路如图3所示

首先测出芯线a与b之间的电阻R1，则R1=2Rx+R，其中Rx为a相或b相至故障点的一相电阻值，R为短接点的接触电阻。再就电缆的另一端测出a′与b′芯线间的直流电阻值R2，则R2=2R（L-X）+R，式中R（L-X）为a′相或b′相芯线至故障点的一相电阻值，测完R1与R2后，再按图3所示电路将b′与c′短接，测出b、c两相芯线间的直流电阻值，则该阻值的1/2为每相芯线的电阻值，用RL表示，RL=Rx+R（L-X），由此可得出故障点的接触电阻值：R=R1+R2-2RL，因此，故障点两侧芯线的电阻值可用下式表示：Rx=（R1-R）/2，R（L-X）=（R2-R）/2。Rx、R（L-X）、RL三个数值确定后，按比例公式即可求出故障点距电缆端头的距离X或（L-X）：X=（RX/RL）L，（L-X）=（R（L-X）/RL）L，式中L为电缆的总长度。采用电桥法时应保证测量精度，电桥连接线要尽量短，线径要足够大，与电缆芯线连接要采用压接或焊接，计算过程中小数位数要全部保留。

三、总结

技术的发展是无止境的，尤其是进入新的世际后更是知识爆炸，技术跳跃式发展，信息技术、网络技术必然且已经融入各行各业，甚至影响着我们的生活，那么当然地应该促进电缆故障的检测技术向前发展。