电缆故障测试方法.doc

目录 一、概述……………………………………………………………………………………2 二、准备知识………………………………………………………………………………2 三、电缆故障产生原因……………………………………………………………………4 四、电缆故障分类…………………………………………………………………………4 五、故障寻测步骤…………………………………………………………………………4 六、故障测试方法…………………………………………………………………………5 七、电缆故障点的精测方法………………………………………………………………21 八、电缆埋设路径的寻测…………………………………………………………………24 九、现场测试经验交流……………………………………………………………………26 一、概述 随着我国两网改造的完成，安全方便的地下动力电缆应用日益广泛。但一旦电缆发生故障很难较快地寻测出故障点的确切位置。不能及时排除故障、恢复供电，往往造成停电停产的重大损失。所以如何用最快的速度、最低的维修成本恢复供电是各供电部门在遇到电缆故障时的首要问题。 传统的电桥法、脉冲法、冲击闪络电流取样法等，尽管能解决一部分问题，但对于高阻故障的波形分析判断难度很大，大部分用户在现场还是无法从复杂的波形中判断出故障距离来。随着现代电子技术的发展，先进的二次脉冲法的出现，使复杂的故障波形极大的简化，就像使用脉冲法一样，将高阻故障的波形简化为脉冲法的短路故障波形。这就大大地提高了高阻故障的检测率，几乎人人都会判读故障波形，而且准确度也大大提高。二次脉冲法的推广应用，可以说解决了供电部门的一大难题。加之，高抗干扰数显同步定点仪实现了现场快速精确定位，可以说，现在真正实现了排除电缆故障快准省的最高境界。 二、准备知识 利用行波法检测电缆故障，实际上是把动力电缆作为高频信号传输线来考虑的。根据电波（波形）在电缆中的传输过程的幅度、相位、速度、衰减等诸参数的变化规律，利用雷达测距原理来确定电缆故障点距测试端的距离。为了更好地帮助操作人员理解现场测试波形，有必要了解电波在电缆中传播的基本概念。 1．电缆的特性阻抗（波阻抗）Z0： 特性阻抗定义为电缆的行波电压与行波电流之比，具体的说就是入射波电压U+与入射波电流i+之比或反射波电压U-与反射波电流i-之比。 Z0=U+ / i+ 或 Z0=U- / i- Z0与电缆本身的结构、绝缘介质及导体材料有关。还与电缆芯线的截面积和芯线外皮的距离有关。所以不同规格和种类的电缆，其特性阻抗也不同。电缆芯线截面积越大，波阻抗值越小。一般动力电缆的波阻抗值在10欧姆至40欧姆之间。 电缆的特性阻抗与电缆的长度无关。电缆中的特性阻抗处处相等。 2．电缆中的波速度V： 波速度V与电缆绝缘介质的相对介电常数的开方成反比。与电缆的芯线材料和截面积无关。即是说，同一种和同一根电缆上，其波速度是不变的。 经测量知： 油纸电缆 约 V＝160米/微秒 交联聚乙烯电缆约 V＝170米/微秒 塑料电缆约 V＝184米/微秒 橡套电缆约 V＝100米/微秒 实际上，不同厂家或同一厂家生产的不同批次电缆，其电缆波速会略有差异，现场测试时，最好重新测试后再设置该电缆的波速，会使测试精度更高一些。 3．波的反射和反射系数： 当电缆中出现断线或低阻故障时，故障点的等效阻抗与电缆的特性阻抗不相等（不匹配），行波运动到该点时便会发生全部或部分能量反射。反射的大小与故障点的等效阻抗大小有关。 行波的反射程度可用发生反射的阻抗不匹配点的反射电压（电流）与入射电压（电流）之比P反来表示。 P反称之为反射系数。 P反＝ Uf / Ui ＝（Z1－Z0) / (Z1+Z0) 式中：Z1－故障点的等效阻抗值 Z0－电缆的特性阻抗 由反射系数公式可看出： 1）当Z1＝Z0时，P反＝0。故障点的等效阻抗与电缆的特性阻抗相等，匹配无反射。此时看不到故障点的反射回波。 2）当Z1＝0时，P反＝－1。故障点短路，是负的全反射。此时看到故障点的反射回波与发射脉冲波形幅度相等而极性相反。 3）当Z1＝∞时，P反＝＋1。故障点开路，是正的全反射。此时看到故障点的反射回波与发射脉冲波形幅度相等而极性相同。 4）如果故障点的等效阻抗小于电缆的特性阻抗又未完全短路