电缆故障测试仪

电缆故障测试仪（共12篇）

电缆故障测试仪 篇1

摘要：在铁路系统及工矿企业中大量地使用电缆进行供电, 电缆出现故障会对各行各业和社会造成巨大的经济损失, 甚至威胁人民生命安全。因此, 找出电缆故障的原因和有效的预防措施及处理方法, 以减少电缆故障对铁路系统及工矿企业产生的影响, 避免由此而引发的经济损失。

关键词：电缆,故障测试,行波法

1 电缆故障的原因和分类

1.1 故障原因

1) 机械损伤。机械损伤是电缆故障的主要原因, 包括电缆受振动或冲击性负荷等影响造成电缆的铅 (铝) 包绝缘等裂损, 有时轻微的损伤会在几个月甚至几年后才发展成故障原因。2) 绝缘老化变质。由于电热化学作用或地下酸碱腐蚀、杂散电流的影响, 电缆绝缘整体下降;铅包外皮受腐蚀后出现麻点、开裂或穿孔, 造成故障。3) 施工掘劣。电缆接头不按操作程序施工或不按安全要求敷设电缆。4) 过压。大气或内部过压作用, 使绝缘击穿, 形成故障。

1.2 故障分类

电缆故障可分为高阻与低阻故障2种。高阻故障指电缆对外皮或导体之间的绝缘下降, 不能承受正常工作电压, 最常见的是单相对地故障。低阻故障分为开路和短路故障。电缆故障性质分类如表1所示:

注:1) 表中Z0为电阻的波阻抗, 电缆一般在10～40Ω之间;

2) 以上分类是为便于选择测试方法。

3) 低阻与高阻、高阻与闪络性故障的区分不是绝对的。

2 电缆故障探测方法

2.1 传统电缆测试方法

1) 烧穿法。该方法常用在传统的电缆测试设备中, 其优点是简单。但有时会出现故障点碳化。故障阻值反而增高的现象, 长时间的高压也可能对电缆完好部分的绝缘造成潜在的破坏。烧穿法有交流法、大容量高压直流法、高压冲击法3种。电缆故障的精确定点是关键, 通常是监听故障放电的声音, 因而此方法存在一定的局限性。

2) 电桥法。对于电缆的开路故障以及完全生路短路故障, 使用高精度电桥对故障电缆的电阻值测量及电缆的电阻率可估算出故障电缆点距离。这种方法使用设备及操作都很简单, 但受电缆故障类型及电缆材质等因素影响较大, 在实际中已很少使用。

2.2 电缆故障测试的新方法

1) 低压脉冲法。在发射脉冲在传输线上遇到故障时, 由于故障点阻抗不匹配, 产生向测量点运动的反向脉冲, 仪器记录下脉冲与反向脉冲, 用二者的时间差ΔT, 求出故障点距离为:

X=V·ΔT/2其中:V———脉冲在电缆时的传播速度。

据反向脉冲的极性可判断故障性质:断线或接触不良引起的反向脉冲为正, 低电阻或短路故障引起的反向脉冲为负。

低压脉冲反射适用于断线、接触不良、低电阻或短路故障的测试。西安安创科技有限公司利用此法开发了电缆故障测距仪。该设备除能进行故障电缆的测距外, 还可对正常使用的电缆进行长度、电缆接头、断点等的测量。测量精度高、时间短。

2) 高压闪络法。闪络性故障的故障电阻很大, 要用闪络法测量。西安安创科技有限公司利用高压闪络法开发了电缆故障测试一体化高压发生器, 与电缆故障测距仪配合使用, 利用冲闪法原理对电缆大电阻故障进行测量判断。与传统烧结法比较, 测量精度高, 对电缆无大冲击。

3 电缆故障测试设备

3.1 一般电缆故障测试设备的缺陷

国内通常使用的电缆故障测试高压设备是分散式的, 由自耦调压器、升压变压器、硅堆、电容、球间隙及监视仪表等组成。该测试设备存在以下问题:1) 每次使用均需人工接线、查线, 费时且不方便。2) 通过改变球间隙大小 (改变球间隙放电电压) 来改变施加在电缆上的冲击高压, 只能估计大小, 不能准确控制冲击高压的幅值, 且放电时间间隔不可调。3) 改变接线或人工调节球间隙时, 每次均需人工放电, 费时且不安全。4) 无隔音措施, 球间隙放电噪声大。

3.2 新型电力电缆测试设备的优点

1) 设备集装了调压器、升压器、高压硅堆、电容器等, 无需每次使用时人工接线, 使故障测试安全可靠。2) 使用触头代替球形放电间隙, 可预先把储能电容上的电压调整到任意预定值, 有消音措施, 放电噪声小。3) 具有周期性连续冲击放电功能, 特别适于故障定点。在故障定点时, 因连续放电的时间固定, 有利于区别电缆故障放电引起的振动与环境干扰。4) 有人工电容放电按钮, 在电源关闭或停电时, 自动对储能电容放电。5) 使用专用电缆故障测试高压设备, 大大加快电力电缆测试速度。6) 采用计算机技术对故障进行智能判断, 所有参数、曲线及结果均由计算机处理记录, 并可用微型打印机输出。

4 主要技术参数

主要技术参数:交流最大烧穿输入容量≥120KVA;输入电压:380V;输出单相工频:8000V;输出直流实验电压:0～35000V;故障判断精度:±2m。电缆故障测试高压设备采用模块化设计, 各部分相对独立, 保证了设备的可靠性, 减少了故障概率, 提高了故障测量精度, 缩短了故障判断时间。

5 应用举例

某大学低压配电室1条400V埋地电缆出现间断性故障, 导致配电室低压开关经常出现故障跳闸。现场用2500V绝缘表对电缆的绝缘进行测试, 绝缘电阻值为100MΩ, 基本正常。进而利用本设备的直流高压发生器对电缆进行耐压测试, 当电压升至1200V时出现明显的放电现象, 初步判断电缆是高阻接地故障。在初步确定了电缆故障类型后, 决定利用本设备 (GF2000) 的冲闪法, 计算出在235m处有一故障点, 同时电缆故障测距仪在同一地点也测量到1个电缆接头。利用声波探测装置对理论故障点进行定位后, 很快找到了电缆的故障点。结果证明是由于电缆接头绝缘损坏, 导致电缆金属护套间发生间歇性发电短路。

6 结束语

用最新电缆测试技术研制的电力电缆故障测试设备经实际应用证明, 寻找故障点快速且方便, 有一定的使用价值。

参考文献

[1]万四维, 李顺尧.220kV氧化锌避雷器不拆线试验方法及误差分析[J].广东输电与变电技术, 2007.

[2]黄冬生.电力电缆故障探测技术的应用[J].广西电力, 2006.

电缆故障测试仪 篇2

近一个月以来，连续发生了五起电缆故障，对运输生产产生了很大的影响，为了避免类似故障的发生，减少对运输生产的影响，车间组织了相关人员对几起故障进行了分析总结，制定了应急措施。

一、故障概况

1、**西车站外灯照明回路电缆故障

7月25日，**西配电所低压室至**西站外灯照明回路断路器跳闸，试送一次不成功，经测量发现去外灯照明的铜芯电缆（3X95+1X50）C相对铠装电阻为17欧母，判断为此电缆接地故障。8月10日经电缆测试仪检测，故障点在配电所起184米处，正好在站台上。8月15对电缆进行了处理，恢复正常。2、12号箱变至铁通直放站61一级贯通电缆故障

9月25日，**北铁通工区通知，发现直放站61号单电源供电。电话汇报电调查看，两路供电正常。经现场查看，发现一级贯通供直放站61号空开，电缆都正常，但是直放站内无电，经确认为电缆中间开路。现场还发现此回路电度表到目前为止还是零，由此证明此回路从开通到现在就一直没有供电。

3、**北动力一回路电缆故障

9月24日，**北配电所低压室至**北站动力一断路器跳闸，试送一次失败，经测量发现动力一的铜芯电缆（3*240+1*120）B、C相相间电阻为15KΩ，判断为此电缆相间故障。9月25日经电缆测试仪检测，电缆全长258米，故障点在配电所引出160米处，候车厅进站地道口大理石面下方（4月份电化局曾对此电缆进行过一次维修，做电缆接头一个）。9月25对电缆进行了处理，恢复正常。

4、**分区所上网备用电缆烧毁故障

9朋29日12时13分，接护路人员通知，**分区所上网电缆正在着火，经现场查看发现是**一侧上行线一条备用电缆拉弧放电，已烧坏，当晚用临时点进行了处理。

5、**西通信二路电源电缆故障

9月30日，铁通电话通知**西通信机房少一路电源,经检查发现**西配电所低压室D26号柜至**西站通信二路断路器跳闸，试送不成功，柜内检查发现此回路电缆铠装接地线已烧断,经测量发现**西站通信备用回路的铜芯电缆（3X50+1X35）接地故障(三相对铠装分别为:A 0.1kΩ、B 24KΩ、C 26KΩ；相间：AB 114KΩ、BC 93KΩ AC 2。7KΩ)。10月9号经电缆测试仪检测，故障点在配电所起163米处，正好在站台上。为了确保一级负荷的供电，目前从信号楼一楼动力回路接一根电缆至通信机械室配电箱，进行临时供电。

二、原因分析

1、**西外灯照明、**北动力一故障初步分析，主要是电缆敷设完成后，防护不到位，被站台土建等一些基础施工过程中的锐器打击造成外皮及铠装破损进水，绝缘下降击穿造成； 2、12号箱变至61号直放站的电缆故障原因是施工遗留问题（这一点从电度表计数为零就能看出来），从开通到现在就没有正常供过电，只是铁通没有及时发现，验收过程中我们无法发现铁通室内的供电情况。

3、**分区所上网电缆烧坏的原因初步分析为：所有备用电缆铠装及缆芯未进行有效接地，又因与带电电缆并排敷设，正常运行过程造成电缆铠装及缆芯感应高压电，再加上烧损电缆头在制做过程中的工艺缺陷造成绝缘达不到这么高电压的要求，使此处与抱箍放电拉弧烧坏。

4、**西通信二路电缆故障因未开挖，原因不明。

三、预防措施

针对近期电缆故障情况，为了减类似故障的发生，减少对生产生活的影响，经车间集体研究制定以下预防措施

1、利用四季度电力设备集中修，对管内所有电力电缆的绝缘电阻进行一次测量，对不合格的电缆制定针对性的整治方案。

2、向段申请备用一根(3X25 1X16)抢修应急电缆，确保出现电缆故障时能及时恢复临时供电。

3、对可直接观察到地电缆进行一次巡视，清除电缆沟内杂物，改善运行环境。

4、对管内上网电缆、备用电缆的接地情况进行检查，对接地不良的或未接地的备用（经查绝大部分上网点的备用电缆都没进行有效接地）电缆进行整改，确保接地良好。

电缆故障点查找方法 篇3

【关键词】电缆；电缆故障；接地；短路

0.前言

唐山不锈钢有限责任公司作为一个国有股份制冶金企业，拥有110kv变电站3座、35kv变电站2座、高压配电室26个，变压器130余台，为其提供可靠的电力供应，其中高压电缆总长度约10万米，其敷设方式多样，部分电缆因施工、运行等原因，时常发生短路和接地性短路故障，因此迅速找出电缆故障点，并及时进行处理，对降低事故损失，具有重大意义。通过近几年电缆故障处理，我总结、探索出一套寻找电缆故障点迅速而有效的方法，现介绍如下：

1.电缆故障种类

当运行中的电缆发生故障时，首先判别故障的种类。电缆故障种类大致可以分为三种：接地故障、短路故障、断线故障、断线及接地故障。其故障类型常见的有以下几方面：

①三芯电缆单相或两相接地。

②二相间短路。

③三相间短路。

④单相断线或多相断线。

判别电缆故障性质时，首先采用兆欧表法对故障电缆线路进行判定，测量电缆相间及相与地之间的绝缘电阻，根据阻值判定电缆是否断线、短路、接地等。测量的断线的方法是将电缆两相电缆的一头短接，在电缆另一端进行阻值测量，得出结果。短路及接地故障，是将非检测相接地，然后用高压摇表对检测相进行电阻测量，根据阻值情况，判断电缆是短路故障（一般阻值为零）、低阻故障、还是高阻故障。

2.电缆故障点排查方法

确定好电缆故障类型后，采取相应的排查方法，对故障点进行定位，是电缆故障处理中的关键环节，下面由简到繁介绍几种方法：

2.1感官搜寻法

当运行中的电缆发生故障造成断路器报警动作后，先用兆欧表测量判断电缆故障类型，电缆遥测为短路或低阻故障时，表明电缆已经击穿，此类事故暴露较为明显，如果电缆敷设方式及位置便于人员进入观察，且距离不是很長时，可采用感官搜寻法，即采用眼观、手摸、鼻闻等方式进行逐步排查，重点对电缆终端头、中间头部位进行排查。可在较短时间内迅速找到故障点。

2.2分割查找法

分割查找法是将故障电缆线路分段，此方法用于电缆敷设路线较长，中间有串联设备或电缆头采用高压插头连接方式的场合，可以起到缩小排查范围，减小排查难度的作用。

2.3电桥法

电桥法就是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，计算的故障点。用电桥法测寻单相或两相低阻接地故障，原理接线如图一所示。在三相电缆中，将一相绝缘损坏的缆芯和另一相完好的缆芯，两者的一端以跨接线相连，将两者的另一端与电源的两级相接，若已知电缆的长度为L电缆的全部缆芯的截面和材料都相同，则当电桥平衡时，有如下关系：

R1/R2=(2L-X)/X (1)

X=2LR/(R1+R2) (2)

如果将已损坏的缆芯也完好的缆芯在电桥上的位置互相调换，当电桥平衡时，有如下关系：

图1　用电桥法测量但想地租接地故障接线图

采用电桥法时应保证测量精度，电桥连接线要尽量短，经径要足够大，与电缆芯线连接要采用压接或焊搂，计算过程中小数位要全部保留。

2.4测声法

所谓测声法就是根据故障电缆放电的声音进行查找，该方法对于高压电缆芯线对绝缘层闪络放电较为有效。当电容器C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，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。原理接线如图二所示：

图2　用声测法找故障点接线图

2.5电容电流测定法

电缆在运行中，芯线之间、芯线对地都存在电容，该电容是均匀分布的，电容量与电缆长度呈线性比例关系，电容电流测定法就是根据这一原理进行测定的，对于电缆芯线断线故障的测定非常准确。测量电路如图4所示，使用设备为1～2kVA单相调压器一台，0～30V、0.5级交流电压表一只，0～100mA、0.5级交流毫安表一只。 接线图如图三所示：

图3　电容电流测定电缆故障点接线图

测量步骤：

①首先在电缆首端分别测出每相芯线的电容电流(应保持施加电压相等)Ia、Ib、Ic的数值。

②在电缆的末端再测量每相芯线的电容电流Ia′、Ib′、Ic′的数值，以核对完好芯线与断线芯线的电容之比，初步可判断出断线距离近似点。

③根据电容量计算公式C=1/2πfU可知，在电压U、频率f不变时C与I成正比。因为工频电压的f(频率)不变，测量时只要保证施加电压不变，电容电流之比即为电容量之比。设电缆全长为L，芯线断线点距离为X，则Ia/Ic=L/X，X=(Ic/Ia)L。

测量过程中，只要保证电压不变，电流表读数准确，电缆总长度测量精确，其测定误差比较小。

电缆故障排查的方法还有脉冲测量法烧穿法直流高压闪络测量法冲击高压闪络测量法，但文中提到的方法均为易操作、快捷、准确的几种，所需设备基本为冶金企业一般具备的，所以较为经济适用。

【参考文献】

［１］进网作业电工培训教材．辽宁科学技术出版社，1993．

［２］电气设备安全运行与维修手册．北京机械工业出版社，1999．

电缆故障测试仪 篇4

关键词：电力电缆,故障检测仪,应用

近年来, 随着我国经济的快速发展, 家用电器以及生产动力所需电力供应日益增加, 如何有效保障电力的稳定供应成为了电力部门的首要问题。稳定的电力供应不仅成为了影响人们日常生活的重要因素, 同时其还关系到电网内企业的经营活动与生产活动的科学进行。针对这样的情况, 现代电力供应部门加强了对电网的检修与养护, 以此满足现代社会发展的需求。作为电力输送的关键组成部分, 电力电缆收气候、环境等影响较大, 一旦其出现故障将严重影响电力的供应。现代电力电缆故障检测技术的发展为电力电缆故障的检修带来了新的技术与设备, 其科学的应用有效的降低了电力电缆故障检修工作强度、提高了工作效率, 为我国电力输送的稳定提供了便捷的条件。

1 电力电缆故障测试仪概述

电力电缆故障测试仪由电力电缆故障测试仪主机、电缆故障定位仪以及电缆路径仪三部分组成。其中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。通过电力电缆故障测试仪三个主要部分的基础功能够能够涵盖现代电力电缆输送中架设与铺设的两种方式故障检测, 为保障电力电缆故障的快速诊断与排除奠定了良好的基础。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。并通过显示一起将故障与诊断结果显示出来, 为快速诊断电力电缆故障提供了更加快捷的技术与方式。

2 现代电力电缆故障测试仪的应用分析

2.1 电力电缆故障测试仪的优势分析

现代电力电缆故障测试仪技术的发展从基层故障测试工作出发有效的将故障测试与路径测试结合在一起, 通过减小体积、增加直流电源和USB通信接口等方便了故障测试工作的外接。另外其所据有的抗干扰性强, 自带直流电源, 方便现场对测、野外测试等优势也是的其在基层电缆故障测试人员中得到了一致的的好评。同时其所具有的通信接口还能够与总部的电脑进行无线连接, 对比所辖区内的电缆信息资料 (包括电缆分布图、编号、起始位置、埋设深度及时间、电缆介质、接头位置、维修记录、故障产生原因、试验报告、电缆测试记录) 等信息, 方便故障维修人员故障点的确认。其机体的轻巧便于一线人员的携带, 方便了电力电缆的测试。USB通信技方便了测试仪与外设连接, 便于进行有线或无线传输。而且现代电力电缆故障测试仪测试的波形可任意压缩、扩展、同屏随机显示两个更接近标准的波形供操作人员准确比较分析、减少误差。其种种优势都是以实际工作为出发, 切实考虑电力电缆故障检测需求而设计, 因此电力电缆故障测试仪的应用也必将收到一线操作人员的欢迎。

2.2 现代电力电缆故障测试仪的应用

无论高阻故障, 还是电缆最后精确定点, 都离不开电缆故障检测专用升压装置。传统的方式是采用试验变压器、操作箱和脉冲电容器来升压, 有笨重、接线复杂的缺点, 而通过电力电缆故障测试仪能够避免传统、笨重的设备与复杂的接线, 仅通过故障测试仪所具备的功能即能够达到需求, 因此其在现代电力电缆的故障测试中具有着广阔的应用前景, 同时其便捷性更是为电力电缆故障查找、定位以及野外作业提供的方便。针对其所具有的优势, 现代电力部门必须认识到新技术、新设备应用对自身工作的促进作用, 积极引用现代电力电缆故障测试仪提高工作效率。同时针对电力电缆测试仪所需要的一些基础操作知识等进行培训, 以此达到快速检测电力电缆故障所在的目的。在电力电缆故障测试仪的应用中, 一线操作人员应注重对设备的保护工作以及对设备操作相关注意事项的遵守。通过实际操作中严格按照电力电缆故障测试仪说明要求的操作以及在使用过程中对测试仪的保护, 保障测试仪的稳定, 为快速检测电力电缆故障提供基础的保障。

2.3 关于电力电缆故障测试仪的选型分析

电力电缆具有线路长、数量多的特点。高压电缆故障会严重影响电网覆盖区域人们的日常生活以及企业的经营活动。其电缆的主要故障为运行中突发故障, 其故障点多有明显损伤, 顾航特征表现多为完全短路、完全开路或死接地等。针对电力电缆的特点, 目前多采用以“冲闪法”为原理设计的电力电缆故常测试仪。由于其设计原理对于解决高阻泄露和高阻闪络性故障最为适合, 故障点放点过程中高电压、大声音也为地面定点提供了更好的基础。为了解决电力部门高压电缆运行故障, 其所用电力电缆故障测试仪的选型还应该针对电力电缆的特点, 选用体积小、重量轻的测试仪, 以方便实际解决运行故障中操作人员的携带。

3 针对现代城市规划中电缆直埋的电缆测试仪应用

在现代城市规划中, 越来越多的采用将电缆直埋的方式减少路面上空的架线, 以此美化城市环境, 减少高楼抛物对架设线缆的影响, 但是由于电缆直埋后为故障检测带来了一定的困难。直埋式电力电缆故障测试仪正是针对这一情况而设计的电缆故障测试仪器, 其能够对电力电缆中对地故障进行测试。对于电力电缆的阻性故障, 通常的测试方法是向故障电缆发送高压脉冲, 在故障点处产生放电, 通过定点仪对放电处的故障定位。由于高压脉冲对电缆是一种损害, 过电压对二次线路造成的危害已经十分普遍。因此, 现代直埋电力电缆测试一种常采用跨步电压法作为直埋电力电缆故障测试仪的设计原理进行设计。当发出一个脉冲以建立故障时, 测试仪仅仅使用击穿所必须的电压。同样重要的是, 一旦击穿和接地火花被收到, 电压被自动减小到维持故障所需的最小电压。以此排除了电缆损坏的危险。同时还能够减小故障遗漏的危险性;减小搜寻后故障丢失的危险性;减小损坏线路的危险性;减小操作员及未知仪器的危险性。通过科学设计而生产的直埋电力电缆故障测试仪通过其所具有的特点为直埋电力电缆故障测试、定点等带来了新的技术与应用。

3 结论

现代电力电缆故障测试仪的应用已经极为普遍, 测试仪越来越受到电力电缆故维修部门的认可。随着电力电缆故障测试仪技术的不断发展, 其测试的原理与相关辅助技术也不断完善。电力电力电缆故障测试仪简单操作、便携优势、准确定位、故障判断等功能越来越受到一线故障维修人员的认可。随着相关技术的不断发展, 其在电力电缆故障测试的应用还将不断扩大, 可以预见现代电力电缆故障测试仪在电力电缆的故障检测中将有着更加广阔的应用与发展空间。

参考文献

[1]周程亮.现代电力电缆故障测试仪发展与应用[J].电力电气科技, 2009, 5.

[2]刘林俊.EG3000型直埋式电力电缆故障测试仪特点及其原理[J].电子科技资讯, 2009, 12.

[3]吴振江.关于现代电力电缆故障检测与维修技术的介绍[J].电力周刊, 2009, 9.

[4]刘立国.电力电缆故障测试仪基本原理及其应用[J].电力资讯, 2008, 3.

电力电缆故障分析与探测论文 篇5

论文关键词:电缆故障探测；测距；定点；电缆故障测试仪

论文摘要:本文综述了电缆故障的探测方法与仪器。首先列举了电缆故障探测的传统方法并分析了传统方法的不足，然后介绍了电缆故障探测的新方法及其特点。

随着电缆用量在整个电力传输线路和因特网中所占的比例日益提高，电缆故障出现的几率越来越大。电缆故障对生产造成的危害较大，轻者会造成单台电气设备不能运行，重者会导致整个变电所停电，所以电缆故障点的快速测定和精确定位问题变得非常重要。

一、电缆故障探测的传统方法

（一）电缆故障测距的传统方法

电缆故障测距的传统方法主要有以下四种：

电桥法：这是电力电缆的测距的经典方法。该方法比较简单，但需要事先知道电缆线长度等数据，且只适用于低阻及短路故障。但是，在实际运行中，故障常常为高阻及闪络性故障，因故障电阻很高造成电桥电流很小，因此一般的灵敏度仪表很难探测。

脉冲回波法：针对低阻与断路类型的故障，利用低压脉冲反射方法来测电缆故障比起上面的电桥法简单直接，只需通过观察故障点反射与发射脉冲的时间差来测距。测试时将一低压脉冲注入电缆，当脉冲传播到故障点时会发生反射，脉冲被反射送回到测量点。利用仪器记录发射和反射脉冲的时间差，只需知道脉冲传播速度就可计算出故障发生点的距离。该方法简单直观，不需知道电缆长度等原始数据，还可根据反射波形识别电缆接头与分支点的位置。

脉冲电压法。该方法可用于测量高阻与闪络故障。首先将电缆故障在直流或脉冲高压信号下击穿，然后通过记录放电脉冲在测量点与故障点往返一次所需的时间来测距。脉冲电压法的一个重要优点是不必将高阻与闪络性故障烧穿，直接利用故障击穿产生的瞬时脉冲信号，测试速度快，测量过程也得到简化。但缺点是：①仪器通过一个电容电阻分压器分压测量电压脉冲信号，仪器与高压回路有电耦合，很容易发生高压信号串人，造成仪器损坏，故安全性较差；②在利用闪测法测距时，高压电容对脉冲信号呈短路状态，需要串一个电阻或电感以产生电压信号，增加了接线复杂性，使故障点不容易击穿；③在故障放电时，特别在冲闪时，分压器耦合的电压波形变化不尖锐，难以分辨。

脉冲电流法：该方法安全、可靠、接线简单。其方法是将电缆故障点用高压击穿，使用仪器采集并记录下故障点击穿产生的电流行波信号，根据电流行波信号在测量端与故障点往返一趟的时间来计算故障距离。该方法用互感器将脉冲电流耦合出来，波形较简单，较安全。这种方法也包括直闪法及冲闪法两种。与脉冲电压法使用电阻、电容分压器进行电压取样不同，脉冲电流法使用线性电流耦合器平行地放置在低压测地线旁，与高压回路无直接电器连接，对记录仪器与操作人员来说，特别安全、方便。所以人们一般使用此方法。

（二）电缆故障定点的传统方法

这里简要介绍一下声磁同步法。该方法使用高压设备使电缆故障点击穿放电，利用接收器记录放电声音，并用磁场信号对其进行同步，通过分析声音波形及测试人员通过耳机听声进行故障定点。此方法是目前常用的电力电缆定点的方法，但该方法只能获得距离故障点附近2～3m左右距离的声音信号，且对现场操作人员的技术素质要求较高。

二、电缆故障探测的新方法

（一）电缆故障测距的新方法

因果网：因果网描述故障元件、继电器、开关之间内在的动作关系。它利用比传统专家系统更深入的知识及面向对象技术，对电力系统故障进行定位。它具有简单、明确、通用性强等优点。

利用小波变换进行故障选相：在脉冲法电缆故障定位检测中不可避免地存在各种电磁干扰。脉冲信号输出引线引起的高频振荡，采集系统本身固有的高频干扰，以及使用现场的空间电磁干扰都会通过暴露在定位仪外的信号引线进入测试系统，严重时可淹没反射脉冲的起始点，给故障定位带来误差。为此，必须采用有效的数字信号处理方法消除这些干扰的影响，提高故障定位精度。小波变换是20世纪80年代后期发展起来的应用数学分支，被誉为信号分析的数学显微镜，是信号处理的前沿课题。小波变换在数字信号处理领域，如滤波、奇异信号检测、边缘检测等方面应用广泛。小波的多尺度分析方法能将各种交织在一起的不同频率组成的混合信号分解成不相同频率的信号，并直接在时域上反映出来，信号的位置、幅值和波形都十分直观，能有效地实现信噪分离。小波变换具有很好的时频局部特性，对分析信号上奇异点的位置非常有效，这一特性适用于电缆故障定位中寻找反射脉冲的起始点。

基于整个输电网GPS行波故障定位：全球定位系统GPS是近年发展起来的用于通信系统的最新技术。输电线路行波故障定位具有很高的精度，但需要高速A/D采集、大量数据存储、复杂的行波波头辨识，且对发展性故障、近距离故障的测量处理比较困难。如用专用行波波头检测传感器、高精度的GPS时钟及存储行波波头时刻的高效存取方法，在每个变电站安装一台专门设计的`行波波头记录仪，与调度通信构成输电网GPS行波测量网络，则可直接测量故障行波波头到达各个变电站的准确时刻，由调度进行故障定位。

跨步电压法：文献[4]利用脉冲跨步方式对低压电缆故障进行定向与定位，该方法接线简单、操作方便，可对直埋电力电缆故障快速定向、精确定点。它是利用电缆沿线的土壤中或地面产生沿电缆走向依次递减或递增的“跨步”电压脉冲，确定故障点的方向和具体位置。因为根据以往的经验，低压电力电缆故障，90％以上故障点的电缆护层都是破损的，这样即可利用在电缆一端施加一个周期的脉冲信号，沿电缆敷设走向快速确定故障点的方向和精确确定故障点的位置。一般土壤情况下，在距离故障点20-30m，就可以指示故障点方向，在水泥或硬化路面条件下，在距离故障点l0m，就可以指示故障点方向。与现有技术比较，利用脉冲跨步方式对低压电缆故障进行定向与定位的方法的优点是：①可以大范围确定故障点的方向，节省测试故障的时间；②施加在故障电缆上的中压脉冲并不要求被试电缆在故障点产生续弧，并且脉冲宽度仅有几ms到几十ms，因此不会对电缆造成损伤；③所使用的测量设备使用方便、操作简单，并且直观；④定位精度高。利用发光二极管束或指针式表头指示故障点的方向和该电压脉冲的大小，根据仪器上的指示方向，沿电缆探测，即可迅速、精确地找到故障点。

（二）电缆故障定点的新方法

高频感应法：利用高频信号发生器向电缆输入高频电流，这样会产生高频电磁波，然后在地面上用探头沿电缆路径接收电缆周围高频电磁场，电磁场的变化经接收处理后直接在液晶屏幕上显示出来，根据显示出数值的大小直接判断故障点位置。高频感应法与传统音频感应法相比有如下很多优点。高频信号源本身就比音频信号源容易实现，制造容易，可以减少定点探测装置的体积和重量，为设备的小型化和便携创造有利条件。高频信号的频谱抗干扰性能较强。该方法可以直接将结果显示出来，比靠人耳辨别更可靠，更方便。用高频感应法比音频感应法要优越得多，而且它可在不停电情况下用耦合式接线来实施在线故障探测。

红外热象技术：基于电缆一旦过载，线芯的温度将会急剧上升这一现象，人们可对电缆的线芯温度进行监测来判断故障位置。步骤如下：首先采用红外热象仪扫描电缆表面，拍摄出电缆的表面温度场分布图象，进一步处理可得出温度场的具体数值分布，然后根据已建立的传热数学模型，根据电缆结构参数，物性参数，环境温度及表面温度对电缆线芯温度进行反演计算，从而实现电缆线芯温度的非接触的故障探测。正是红外技术不需接触设备，不要求设备停运，且具有操作简便，检测速度快，工作效率高等优点，在未来的电缆故障检测中，红外热象技术必将发挥更大的作用。

参考文献

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[2]刘明生,电力电缆故障的测寻[M]．北京：中国冶金工业出版社，1985．

[3]于景丰，赵锋．电力电缆实用技术[M]．北京：中国水力出版社，．

牵引电力电缆故障分析 篇6

摘 要：随着国家加大对基础能源设施的投资，两网改造的完成，运行电缆的数量已急剧增加，城市化的快速发展带来建设项目的大量增加，引起电缆故障大大增加，运行单位给用户的承诺要求快速解决故障，保证供电。而市场上现有的电力电缆的故障测试仪器，尽管品种较多，但均显笨、大、繁，操作不方便，难以快速掌握。因此，为解决现场故障查找难题，本文重点就牵引电力电缆故障进行了分析和探究，以满足现场故障检测快速恢复供电之急需。

关键词：电气化铁路；电气电缆；故障电流

电力电缆是电网中至关重要的组成部分，对电网的安全运行意义重大，与人们日常生活和工业生产息息相关。因此，相关工作中必须认真研究造成电力电缆故障的常见因素，了解电力电缆故障的基本类型，努力掌握好电力电缆故障的各种检测方式，有效采取绝缘电阻测量、直流耐压试验和泄漏电流的测量等电力电缆故障的预防测量措施，从而有效减少电力电缆故障发生率，促进电网的安全与稳定。本文着重介绍牵引电力电缆故障测试技术方法与基本原理。

一、电力电缆故障原因分析

电缆出现外力损伤的原因主要是施工机械如挖掘机、推土机、载重汽车等直接损坏电缆，从而造成故障发生短路跳闸或伤及绝缘而留下事故的隐患。由于铁路正处于快速发展的阶段，新线建设及改造施工现场比比皆是，尤其是临近既有线施工很容易发生外力损伤类型的电缆故障或隐患。实际运行中显示，普速铁路发生外力损伤型电缆故障相对较多。电缆施工质量问题主要有两方面：一是外部环境因素，主要包括电缆埋设过浅，导致电缆外露没有保护；弯曲半径过小；电缆沟内杂物积水过多；电缆敷设过程中外皮划损留下的隐患等；二是制作技术水平，主要包括电缆头附件安装不符合工艺要求；电缆头制作时没有达到规定标准。根据运行经验，高速铁路因施工质量问题引发的电缆故障较多，尤其是外护套破损（隐患）导致电缆故障尤为突出。电缆运行问题，用户的过负荷用电会造成电缆绝缘枯干、脆化，使电缆绝缘强度降低、表面温度过高，会造成电缆故障，严重情况下可能引起火灾。

二、电力电缆故障测寻方法

（一）电桥法

在电缆线路测试端，将良好相和故障相导体分别作为电桥的两个桥臂接在测试仪器上，将另一端两相导体跨接以构成回路。调节电桥，当电桥平衡时，对应桥臂电阻乘积相等，而作为电桥两个桥臂的电缆导体的电阻值与其长度成正比，于是可把电缆导体电阻之比转换为电缆长度之比，根据电桥上可调电阻和标准电阻数值，即可计算出电缆故障点初测距离。主要用于电阻值在100kΩ以下的单相、两相、三相以及相间短路（接地）故障。一般不宜用于测试高阻和闪络故障。由于电桥法主要根据现场电压表和电阻比人工计算电缆故障距离，其准确度不高，因此只能局限在一定范围内使用。

（二）脉冲法

脉冲法是应用脉冲波技术进行电缆故障测距的方法。其中又分为低压脉冲反射法、直流高压闪络测试法、冲击高压闪络测试法三种。低压脉冲法工作原理为，在测试端注入低压脉冲波，脉冲波沿电缆传播到故障点产生反射再回送到测试仪器，一起记录了发射波脉冲波与反射脉冲波的时间间隔Δt，已知脉冲波在电缆中传播速度V，即可计算出故障点距离。直闪法工作原理为，在测试端对电缆线路故障相施加直流电压，当电压升到一定值时，故障点发生闪络放电，利用闪络放电产生的脉冲波及其反射波在一起上的记录的时间间隔Δt，从而、计算出故障点距离。在实际工作过程中我们发现，在铁路电力系统的电缆故障总体来说主要为高电阻故障和低电阻故障。脉冲法中的低压脉冲法和冲闪法在解决低阻、高阻电缆故障中，精确度高，不受人工因素的影响，所以成为电力电缆故障测寻的主要应用方法。

三、高速铁路电力电缆故障测寻

2014年5月17日，某配电所电源线路故障跳闸，经分析测量判定为电源进线电缆故障，两相短路。通过故障智能定位仪系统测出故障点距电缆终端头处341m。因资料缺失，只能凭老职工指认电缆路径，无法准确进行路径定位。通过声磁同步法对疑似区段进线探测，在一处电缆中间发现放电声音。取出电缆，发现冷缩头处外绝缘有破口现象。在此处截断，再次对所内终端至截断处进行测试，结果显示，此段电缆全长383m，故障点仍为341m。使用路径探测仪及测距轮倒查42m，取出电缆，确认此处为故障点。故障分析为电缆在341m处线芯粘黏导致两相短路，但外绝缘层无破损，在使用二次脉冲法对故障点进行冲击时没有击穿，因为故障点无放电声或是声音过小，未能通过收听仪辨别出，同时在383m外绝缘处存在破口，形成放电声响，干扰了精确定位。电力电缆故障查找是一项技术性与经验性都比较强的工作。长期以来，测试人员所掌握的探测技术与测试经验都是从现场实际测试中获得的。然而，对一个供电部门的检修人员来说，其所管辖范围的电缆故障数量有限，从实际工作中获取故障查找技术与经验的机会不多，要想全面掌握电缆故障查找这门技术并拥有丰富的经验需要长期从事一线工作的积累和不断与同行进行切磋研究。我们要在工作中善于思考，勤于总结，不断积累工作经验，这样才能够找到排除故障的有效途径。

四、结束语

铁路电力牵引的安全可靠运行关系民生和国家的和谐发展，对电力故障的诊断以及在现监测、专家状态评估等课题的进一步深入研究势在必行。在线监测技术的开发刻不容缓。针对电缆的故障预防，出现故障快速测定故障距离，快速抢修，降低输电线路的故障率。所以要把电力电缆在线监测和诊断以及故障测距，后台专家实时系统等联合起来，共同保证电力系统的可靠性运行。此外，技术人员还要做好电缆径路走向图的编制和电缆中间位置的标记，为日后查找电缆故障提前打好基础。一旦发生电缆故障，我们应充分利用先进的电缆故障探测仪，结合日常积累的方法和经验，快速找到故障点，及时组织抢修处理并快速恢复

送电。

参考文献：

[1]张金平.10kV电力电缆施工故障案例分析[J].科技与企业，2014.

电力电缆故障测试仿真培训系统 篇7

电力电缆 (以下简称电缆) 多埋于地下, 一旦发生故障就需花费大量时间来查找故障点, 且会造成难以估量的停电损失。如何准确、迅速、经济地查寻电缆故障便成了供电部门日益关注的问题。根据经验可知, 电缆故障探测不能仅依靠先进仪器, 而要重视操作人员的培训工作, 提高电缆故障探测技术人员整体水平。但由于电缆试验装置费用比较昂贵, 加上测量时的安全性要求很高, 因此导致电缆试验的困难性与复杂性。本文以国内比较典型的电缆故障测距仪为试验仪器仿真对象, 根据高压电气理论建立起来的仿真数学模型, 研制出相应的仿真培训系统。

1 系统简介

电力电缆故障测试仿真培训系统包括电缆故障测距仿真硬件系统、 电缆试验仿真软件系统、 电缆故障数学模型、教练员站系统和学员能力评价系统。

1.1 硬件系统

电力电缆故障测试仿真培训硬件设备的外观、功能设计源自国内市场占有率较大且易于使用的便携式典型产品。仿真测试仪器内部的电子线路采用单元电路模块组合, 通用的电路模块有MPU单元、键盘、显示单元、多功能信号产生单元、 通信接口单元、AD/DA转换单元、信号预处理单元、AC/DC电源单元等。 电力电缆故障测试仿真培训系统硬件组成如图1所示。

数学模型与硬件平台数据交互的可选媒介分别有有线和无线。基于这两种媒介, 又可实现RS-485总线、CAN总线、TCP/IP、 蓝牙、 WiFi、ZigBee等多种协议通信。虽然有线的通信质量高, 但需要布置通信电缆, 而教学平台有空间上的约束, 所以本系统拟采用无线通信方式。另外, 本硬件系统是一个可移动平台, 采用电池供电, 而且有多个教学终端, 对节点数量要求比较苛刻, 从通信距离、网络规模和功耗上分析, 虽然ZigBee的通信速率不是很高, 但对于教学平台影响不大, 因此ZigBee更适合作为本系统的通信协议。

1.2软件系统

电缆故障仿真培训软件系统作为一个独自高效的运行平台, 本身具有完整的结构, 在3D图形引擎的基础上, 可提供多种灵活的功能, 从而能方便地实现电缆故障测距试验三维仿真系统相关的应用。该架构在设计上, 秉承操作方便、功能健全、易于维护和可扩充性强的原则, 使整个平台作为一个基础, 能支撑起整个三维模块的技术要求和运用要求。

1.3电缆故障数学模型

电缆故障数学模型开发平台由以下部分组成。

(1) 内核:模型数据库, 算法数据库, 模型的执行与调度, 进程、线程的管理与调度等。

(2) 实时数据库:提供高效的数据访问和存储。

(3) 工程师台功能:提供各种手段辅助模型的开发与调试, 如模型的建立、删除、修改、插入、移动, 变量的交叉参阅, 动态参数监视, 曲线等。

(4) 通信:建立并控制与客户端三维操作界面程序的双向数据交换, 提供通信测试手段。

1.4 教练员站系统

(1) 构建故障设置系统 (设置试验状态) : 可设定电缆的故障点距离、故障的类型和程度等。

(2) 无线通信监视:可对试验时的通信数据进行实时监视, 出现干扰等因素引起的通信误码时, 系统可自动识别和排除, 不会影响试验结果。

(3) 学员操作监视:可对学员的所有仪表操作进行记录和监视, 并记录每一步操作发生的时间, 操作结果可打印或保存为文本文档。

(4) 工程师站功能:工程师站集成模块化仿真支撑软件的内核, 可在线修改和调试仿真模型的所有动态参数, 并可用动态曲线方式监视每个变量的趋势变化, 极大方便了仿真模型的开发和调试。

(5) 仪表参数监视: 可对试验仪表的所有DI、DO、AI、AO值进行实时监视, 并可打印试验结果。

(6) 运行/冻结功能:试验状态设置和接线状态检查完成后, 若接线正确, 则可运行仿真试验模型, 并可在任意时刻冻结该模型, 即暂停试验, 再次运行后继续该试验。

(7) 测试数据的曲线显示及打印。

1.5 学员能力评价系统

(1) 可对考核和练习部份提供标准参考答案及标准操作流程, 并根据标准对用户的操作流程进行打分, 即时给出分数。

(2) 操作流程监督: 用于监督学员操作的所有过程, 当学员出现错误的时候, 及时进行正确的指导, 纠正学员的错误及习惯。

(3) 操作错误记录: 用于对学员进行考核评分, 在整个操作过程中, 需要记录学员的错误操作, 最后用于评分记录。

(4) 在完成系统主体功能的基础上, 还需要添加培训相关辅助功能, 如成绩统计、日常查看、成绩分析、历史查看等。

2结束语

电力电缆故障仿真培训系统采用理论计算及现场试验数据相结合的方法构建故障数学模型, 在主机上根据电气理论及现场试验数据建立仿真数学模型, 利用无线通信技术和仿真的电缆故障测距仪进行双向数据交换, 在低压电气工作条件下实现等效的高压试验测量, 并通过内部产生的低压电气信号来模拟高压试验测量的过程与结果, 完成故障点的判断学习过程。该系统应用于电力电缆工种相关从业人员技能培训、考核, 采用 “软硬结合”、 “虚实结合”的开发模式, 学员可通过试验现象和数据进行电力电缆故障分析和诊断, 并写出试验报告, 并具备可扩展能力。

摘要：针对电力电缆故障探测存在的问题, 设计了电缆故障仿真培训软件系统。该系统基于以计算机为依托的仿真技术, 结合先进的集成电路器件, 利用计算机处理根据高压电气理论建立起来的仿真模型, 通过无线通信技术和仿真的试验仪器进行数据交换, 在低压电气工作条件下实现等效的高压试验测量。

关键词：电力电缆,故障探测,虚拟现实,仿真培训

参考文献

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[3]郭裕顺.传输线瞬态分析中基于电报方程时-空离散的有效方法[J].电子学报, 2001 (3) :373~377

[4]张希, 刘宗行, 孙韬.传输线方程的一种数值解法[J].重庆大学学报 (自然科学版) , 2004 (2) :116~119, 131

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[8]张磊.基于小波多分辨率分析法的电力电缆故障波形分析[J].高电压技术, 2004 (z1) :71, 72

[9]方舒燕.变电站培训仿真系统的应用与发展[J];高电压技术, 2005 (4) :79~81

电力电缆故障的判断和测试 篇8

一.电力电缆故障的类型

电力电缆由于机械损伤、绝缘老化、施工质量低、过电压、绝缘油流失等都会发生故障。根据故障性质可分为两大类型:第一类型为电缆导体损伤产生的故障;第二类型为相对相之间或相对地之间绝缘介质损伤产生的故障, 这种故障一般表现为低阻、泄漏性高阻和闪络性高阻三种情况。

1.开路故障:如果电缆绝缘正常, 但却不能正常输送电压的一类故障可认为是开路故障, 如芯线似断非断, 芯线某一处存在较大的线电阻及断芯等情况。一般单纯性开路故障很少见到, 多数表现为与低阻或高阻故障并存。

2.低阻故障:如果电缆绝缘介质损伤, 并能使用“脉冲法”测试的一类相间或相对地的故障称之为低阻故障。判断低阻故障的标准不能单以故障点的阻值大小来定论。低阻故障一般与测试仪器的灵敏度、测试仪器与被测电缆的匹配状况、被测电缆的型号 (或衰减状况) 、故障点发生的部位以及电缆故障点到测试端的距离等因素有关。

3.泄漏性高阻故障:如果电缆的绝缘电阻值较高而不能用“脉冲法”测试, 而当电缆的泄漏电流随所加的直流电压的升高而连续增大, 并大大超过被测电缆本身所要求的规范值时, 这种类型的故障称为泄漏性高阻故障, 即电缆绝缘介质损坏并已形成固定的电阻通道, 但阻值比较高。泄漏性高阻故障与低阻故障时相对概念。

4.闪络性高阻故障:在电缆的预试电压范围内, 当电缆的预试电压加到某一数值时, 电缆的泄漏电流值突然增大, 其值大大超过被测电缆所要求的规范值, 这种类型的故障称为闪络性故障, 这种故障点其绝缘虽然损坏, 但没形成固定的电阻通道。

二.电缆故障点的测试方法

在20世纪70年代以前, 广泛使用的电缆故障测试方法是电桥法, 包括:

电阻电桥法:主要用于测试电缆相间或相对地电阻值比较低 (一般小于1 0 KΩ) 的电缆故障, 但要求故障有一好相或相同型号的辅助电缆才能采用此方法。

电容电桥法:主要用于测试电缆的断线故障。

高压电桥法:主要用于测试电缆相间或相对地电阻值较高的部分故障。与电阻电桥法一样, 要求故障有一好相或相同型号的辅助电缆才能采用此方法。

采用电桥法测试时, 如果电缆的故障电阻值很高时, 一般采用高电压、大电流对电缆故障点进行“烧伤”, 使故障点阻值变低, 然后再采用相应的电桥法进行测试。但这种测试方法误差较大, 而且对某些类型的故障无法测量, 所以目前几乎不再使用电桥法测电缆故障。

许多电力公司采用低压脉冲 (锤击) 法, 此方法主要用于测试电缆的低阻、开路故障, 校准电缆的长度。这种技术在一个简单的电缆系统中探测高阻故障是最有效的。脉冲法包括采用一个脉冲电流或冲击电压来冲击停电的电缆, 当一个有效的高压脉冲击中故障区域时, 故障点就闪络, 并产生一个操作人员可听见的沿电缆表面传输的锤击声。但探测电缆故障往往需要几次锤击, 多次重复冲击可能会损坏电缆。由于这种方法简便易行、操作简单而被操作使用人员所接受。

目前最为流行测试方法是闪测法, 因其具有故障可测率高、测试速度快等优点而得以普及, 这也是目前国际上流行的主要测试方法。它包括直流高压闪络法 (简称“直闪法”) 和冲击电压闪络法 (简称“冲闪法”) , 最常用的是冲闪法。冲闪测试精度较高, 操作简单, 对人的身体安全可靠, 主要用于测试泄漏性高阻故障, 按其脉冲电流、电压取样不同, 可分为电压取样冲闪法和电流取样冲闪法两种, 脉冲电流法最主要的优点有:测试线路相对简单;仪器通过电流互感器与高压测试部分隔离, 相对安全;对于在几公里以外的远距离故障, 测试波形反射幅度较大, 容易判读, 其主要缺点有:故障的可测率及准确率相对于电压法要低;有一些故障用电流法测试时, 不出现故障点反射波形, 特殊故障测试时容易产生误判断;有些故障测试波形容易产生自激振荡, 不易判读;测试盲区较电压法大一倍。脉冲电压法主要优点有:故障的可测率相对较高;通过看波形可直接判断故障点是否闪络放电;测试波形虽然相对复杂, 但特征明显且抗干扰虚报性能强;可信度高, 不易误判断;测试盲区比电流取样法小一倍。其主要缺点有:测试线路相对复杂;采用电阻分压取样波形, 在分压比较大时, 有可能损坏仪器。目前根据闪测法研制生产的仪器种类很多, 其测量原理基本相同, 该设备一般主要由两部分组成, 即高压发生装置和电流脉冲仪。高压发生装置是用来产生直流高压或冲击高压, 施加于故障电缆上, 迫使故障点放电而产生反射信号。电流脉冲仪是用来拾取反射信号测量故障距离或直接用低压脉冲测量开路、短路或低阻故障。

三.电力电缆故障测试及判断

下面以故障点电阻为依据简述一下测试方法:

(1) 当故障点电阻等于无穷大时, 用低压脉冲法测量容易找到断路故障, 一般来说, 纯粹性断路故障不常见到, 通常断路故障为相对地或相间高阻故障或者相对地或相间低阻故障并存。

(2) 当故障点电阻等于零时, 用低压脉冲法测量短路故障容易找到, 但实际工作中遇到这种故障很少。

(3) 当故障点电阻大于零小于100Ω时, 用低压脉冲法测量容易找到低阻故障。

(4) 闪络故障可用直闪法测量, 这种故障一般存在于接头内部, 故障点电阻大于100Ω, 但数值变化较大, 每次测量不确定。

(5) 高阻故障可用冲闪法测量, 故障点电阻大于100Ω且数值确定。一般当测试电流大于15mA, 测试波形具有重复性以及可以相重叠, 同时一个波形有一个发射、三个反射且脉冲幅度逐渐减弱时, 所测的距离为故障点到电缆测试端的距离;否则为故障点到电缆测试对端的距离。

四.结束语

电缆故障测试仪 篇9

1 电力电缆故障判断与确定的重要性

电力电缆是传输和分配电能的一种特殊导线, 它可敷设在电缆沟内, 也可直接埋入地下。它具有不受风霜、雨雪、冰雹、鸟害等侵害, 供电可靠, 维护工作量少, 防潮、防腐和防损伤等优点。

随着国民经济建设的高速发展, 各种类型的电力电缆在各行各业得到了广泛的使用。随着改革开放现代化建设的步伐加快, 各单位的用电量也迅速增加。尤其是现代化城市的建设, 要求具有整洁的市容市貌, 为了城市的美化和供电安全可靠, 电力输送由架空线路逐步被电缆所取代。可是由于诸多原因, 电缆会出现各种故障, 一旦故障发生, 若不能及时排除将会造成重大经济损失和无法挽回的政治影响。因此, 如何迅速、准确地判断故障点, 显得特别重要。

电缆故障一般无法通过直观法直接发现故障点, 只有通过仪器测试手段才能判断故障性质及故障点与测试点之间的距离, 最终确定故障点。

2 产生电缆故障的原因分析

电缆发生故障的原因是多方面的, 在现实生活中主要有以下几种常见的原因:2.1电缆受外力损伤。这主要是由于行政部门监管不严, 同时, 施工单位对电缆保护意识淡薄以及供电企业的巡查力度不够引起的, 约占电缆事故的40%。2.2电缆外部机械损伤。由于电缆施工单位没有严格按照施工标准的要求来进行施工或者质量监管不到位, 造成电缆外部损伤或电缆敷设时留有隐患, 导致电缆运行一段时间后存在击穿现象。2.3电缆负荷过大。在供电负荷高峰期时电缆长期过负荷运行, 致使电缆运行温度超过电缆正常运行时的允许温度, 导致电缆终端接头、中间接头或电缆薄弱处首先被击穿。2.4电缆受外界环境影响。由于受地质条件的影响, 导致电缆保护层受到化学和电腐蚀等, 使用时间过久, 致使保护层失效或电缆外铅皮被潮气侵入, 最终导致电缆击穿。在污秽严重的地区, 电缆终端头套管可能出现污闪, 也可能造成短路事故。2.5曾发生过接地短路故障。由于当时故障未被发现, 电缆依然运行, 但经过一段时间后电缆被击穿。2.6施工工艺的影响。由于电缆施工人员没有经过专业的培训或未按标准施工, 导致施工人员在制作电缆头或中间接头时工艺质量差, 造成电缆运行一段时间后出现电缆头或中间接头爆裂现象。

3 电力电缆故障点测试方法

电力电缆的故障点测试在国内外的电力系统都是难点, 目前为止还没有最为科学和绝对准确的故障点测试方法, 在电力工程及生产建设实践过程中, 我国的工程技术人员总结出了一些电力电缆故障点测试的方法, 主要有以下几种:

3.1 粗测距方法。

3.1.1经典电桥法:将被测电缆故障相与非故障相短接, 电桥两臂分别接故障相与非故障相, 调节电桥两臂上的一个可调电阻器, 使电桥平衡, 利用比例关系和已知的电缆长度就能得出故障距离。3.1.2驻波法:根据微法传输原理, 利用传输线路的驻波谐振现象, 对故障电缆进行测距, 本法适用于测低阻及开路故障。3.1.3高压脉冲法:利用放电脉冲在电缆中传播及反射, 用数字示波器 (或手提笔记本电脑虚拟示波器测出反射脉冲的位置比例算出故障点的位置。3.1.4低压脉冲法:对低阻击穿、短路、开路故障可在电缆芯线上施加脉冲讯号。讯号在电缆传播及反射, 用数字示波器或手提笔记本电脑虚拟示波器等测出脉冲波形而算出故障点的位置。3.1.5故障点烧穿法:故障点烧穿法应用于高阻故障, 设备通过输入直流负高压, 对高阻故障点进行处理, 使故障点产生电弧放电并碳化绝缘介质, 碳化连接点是低电阻的, 使高阻故障变成低阻故障。3.1.6闪络法:利用故障点瞬间放电产生多次反射波, 测量电缆的闪络性高阻故障;还包括冲击高压闪络测量法 (冲闪法) 。

3.2 精确测距方法。

在粗测距离的基础上, 精确地确定故障点所在实际位置, 以便立即进行检修。目前精确定位的方法包括冲击放电声测法、音频法及声磁传播时间测量法。3.2.1声测法 (含声磁同步法) 。在故障测寻过程中给故障电缆加上一个幅度足够高的冲击电压, 故障点发生闪络放电的同时, 还会产生相当大的放电声, 这种声音可传至地表面, 利用这种现象来定点可以准确地找出故障点。3.2.2音频法。音频法是基于电缆两芯线里流动的电流产生的磁通的相位差和故障点前后磁通变化的规律性而发展起来的。这种方法对于低于100Ω的故障电阻, 一般能成功测定故障点。3.2.3声磁传播时间测量法就是在冲击脉冲放电的同时, 沿电缆敷设路径的地面, 取某一测量点, 根据声波在介质的传播速度及声波从故障点传到测量点的时间计算出该点到故障点的距离。

4 电缆故障探测技巧

4.1 定点技巧。

定点时, 故障相加冲击电压, 使故障点闪络时, 既发射电磁波又有振动波, 专用的定点仪接收的是振动波, 如果球间隙在放电时, 故障点不闪络, 定点仪收到的是声波, 此信号是小而脆, 即“当、当”好像是金属器物撞击声, 也找不出最响点。如果故障点闪络, 定点仪收到的是振动波, 离故障点越近声音越大, 响声发闷, 有振动感。即为“嘭、嘭”或者“咚、咚”声音, 如找出最响点, 就是故障点的真空位置。

如定点时现场环境的复杂各种声音都会经探头传给定点仪的放大电路。遇到这种情况, 就只好靠同步定点方法进行定点。用这一方法, 通常情况下很快就能确定故障位置。

4.2 声音鉴别技巧。

清楚电缆头的制作工艺, 可排除电缆故障误判断的可能。电缆中间头地线连接虚, 有可能导致该处声音较大, 误认为是故障点, 这一点在检测时应尤为注意。

4.3 首端故障判别技巧。

如果故障点在测试端附近, 致使故障点的放电声会被球隙的放电声所淹没。因此故障点的放电声不易被测寻人员收听, 当然也就无法定点了。当遇到这种情况时, 将球间隙放到另一端完好相与故障相之间, 这样, 当故障点放电时就比较容易收听, 就不会因球间隙放电声的干扰而难以辨别。

4.4 波速选择。

一般来讲, 测试仪或相关资料给出了不同类型的电缆对测试波的传播速度, 但实际发现, 电缆厂家因选择电缆材质和制作上结构尺寸的差异, 不同厂家的实际传播速度尚存在差异, 我们可以在固定的电缆长度上实际测量, 作为该厂家电缆的传播速度值。不能刻板地套用理论传播速度, 以减小测量误差。

结语:电缆线路的安全运行与人们的生产、生活息息相关, 电缆线路的故障隐患严重地威胁着人民生命财产的安全。因此, 电力电缆故障的测试与查找成为供电企业不可回避的重要课题。可以说, 电缆故障判断测试是一个相对复杂的系统工作, 故障成因及现象千差万别, 不能拘泥于理论知识, 而应在掌握理论知识的基础上, 结合丰富的现场处理经验, 才能快速准确地找出电缆故障。

摘要：随着电力电缆在电力系统中的应用越来越广泛, 保障电缆线路的安全运行成为对电力系统运行的基本要求之一。当电力电缆发生故障时, 如果能迅速找到故障点, 那么就可以避免重要用户的停电, 减少停电时间, 提高经济效率。最终实现提升电力电缆运行的整体质量水平, 保障电力的及时供应, 促进我国经济建设的高速、稳定发展。

关键词：电力电缆,故障判断,重要性,故障测试方法

参考文献

[1]武卫平, 张占永, 韩建生.电力电缆故障快速查找的经验和技巧[J].科技情报开发与经济2008 (21.)

电缆故障测试仪 篇10

兖州矿业(集团)公司铁路运输处在不断总结实际使用经验的基础上，综合考虑电缆故障测试仪器与电缆芯线的特性以及电缆路径的余留等多方面的因素，对电缆故障点的判断可以精确在几米的范围内，为电缆维修提供了强有力的技术支持。

电缆故障测试仪器包括电缆故障测距仪、电缆多频发射机和电缆定位仪3个部分。不同类型的电缆所选择的入射脉冲信号传输速度系数是不同的;长度相同的电缆，如果选择不同的入射脉冲信号传输速度系数，便会测出不同的长度。平时应对不同类型的电缆进行测试，找出每一种电缆的最佳入射脉冲信号传输速度系数，测试故障时就能选择适合这种电缆的入射脉冲信号传输速度系数进行测试。电缆故障测距仪器只能测3个故障点。当被测电缆距离较长、电缆老化损耗衰减超标或电缆接续阻抗过大时，电缆入射脉冲信号在电缆接续处会形成反射脉冲，仪器将视作一个故障点。平时应对没有故障的电缆进行测试，把主要的电缆波形存储下来，当电缆出现故障时与之比较，以免发生误判。电缆故障测距仪器在发射脉冲时有一个时间差。该时间差相当于一段电缆距离，被称作盲区。若故障发生在盲区内，则无法对故障点作出判断。要清楚测距仪的盲区距离，测试时避开盲区。如避不开盲区，可以接上超过盲区距离且与测试电缆同型号的一段电缆，然后再进行测试。测距仪测出的电缆故障距离是内部芯线的实际长度，而电缆大多埋设在地下，敷设、接续和拐弯时的余留很多，计算电缆故障距离时都要考虑在内。平时应做好电缆线路路径的调查工作，对电缆走向和位置变化要清楚，并且精确统计电缆长度，做好记录，故障处理时才能根据测试出的电缆故障距离查找出准确位置。X09-04.06

浅议低压电缆故障的解决方法 篇11

关键词：电力电缆故障解决方法

在多年的实际工作中，我们发现高压电缆和低压电缆的故障各有许多不同之处，高压电缆故障多以运行故障为主，且大多数是高阻故障，而高阻故障又分泄露和闪络两大类型；而低压电缆故障只有开路、短路和断路三种情况(当然，高压电缆也包括这三种情况)。

另外，低压电缆在实际使用过程中还有以下特点：

1.敷设的随意性比较大，路径不是很明白。

2.敷设时不像高压电缆那样填沙加砖后深埋，相反埋深较浅，易受外力损伤而出现故障。

3.电缆一般较短，几十米到几百米不等，不像高压电缆往往在几百米到几公里。

4.绝缘强度要求低，处理故障做接头时，工艺较简单。

5.绝大多数电缆在故障点处都有十分明显的烧焦损坏现象。故障点在电缆外皮没有留下痕迹的情况，十分罕见。

6.所带负载变化较大，而且往往相间不平衡，容易发热，由此引发的故障多为常见。

针对低压电缆的以上特点和广大用户提出的建议以及我们对各个地方的实际使用情况等等因素的综合考虑，我科宇公司的研究人员又成功开发出了DW型低压电缆故障测试定位系统：该系统包括测距仪和定位仪两部分。Dw型系统的测距仪是完全智能化、人性化的设计，它自动完成电缆故障点的测试，无须人工分析故障波形，直接报出故障点距离和故障性质。采用电池供电，方便野外工作，体积小，重量轻，携带方便，无须任何辅助设备。D w型系统的电缆故障定位仪是针对直埋低压电缆的埋设路径，埋深及故障点位置进行同步定位测试的仪器。因为，它是采用电磁感应和跨步电压原理设计的低压电缆故障定位系统，它基本上满足了低压电缆故障测试的全部条件。这种测试系统比起以“冲闪法”为原理的电缆故障测试仪来说有许多优点：

1.多种测试方法集于一身，相互验证结果，以确定故障点的唯一性。

2.体积小、重量轻、单人轻松操作，没有辅助设备。

3.采用电池供电，适宜野外工作，不用打火放电。

4.电缆的路径查找(可以确定在30公分之间)、埋深探测、故障点定位同步完成，效率高。

5.对故障点的确定，仪器有直观显示，不需要作波形分析。

6.不受地下情况(如电缆的分叉、打捆、接头扭曲等)影响，像探地雷一样，点对点去查找故障点，定位误差在十几公分以内，相当准确。

7.不受路面情况影响，如：地砖、绿化带、水泥路面等。

8.测试现场安全，对测试者没有危险，对电缆没有二次损坏。

9.价格低廉，一般用户都能接受。

我们知道低压电缆绝缘要求较低，同时运行过程中电流较大，出现故障后有明显的特征，具体归类如下：

第一类故障：整条电缆被烧断或某一相被烧断，此类故障造成配电柜上的电流继电器动作，电缆在故障处损坏相当严重。

第二类故障：电缆各相都短路，同样，此类故障造成配电柜上的电流继电器和电压继电器都动作，电缆在故障点损坏也很严重(可能是受外力引起的)。

第三类故障：电缆只有一相断路，电流继电器动作，故障点损伤较轻但表露较明显。可能是该相电流太大或者是由电缆质量造成。

第四类故障：电缆内部短路，外表看不出痕迹，此类故障一般是由于电缆质量造成的，比较少见。

D w型低压电缆故障定位系统中的测距仪和定位仪结合使用能非常方便地完成测试。同时针对不同故障特征及电缆长度也可独立完成测试。具体如下：

第一类故障和第二类故障如果电缆较短时(小于500米)可直接使用故障定位仪进行故障定位，无须测距儀配合。只需手持接收机沿路径(路径可边走边测)走上一遍，即可确定故障点。

第三类故障：由于电缆在故障点处损坏较轻，发射机发出的信号在此泄漏较少，用定位仪故障定位时，指示范围较窄，这时可先用测距仪测出故障点大概距离，再用定位仪定位也很方便。

第四类故障：此类故障是目前所有电缆故障中最难测的一种故障，此时可用测距仪分别在电缆两头对电缆进行测试，再拿测试结果和实际长度相比较，就可将故障点确定在一个很小的范围内(卜3米)，此时将电缆挖开后再找出可疑点，或干脆将这一段电缆锯掉(因为低压电缆很便宜，绝缘要求低，接头好做)，或用定位仪，在这一段范围采用音频定位，也可确定故障点。

目前，广大的电力电缆故障测试仪的用户所使用的以“冲闪法”为基础的电缆故障测试仪，在解决低压电缆的低阻故障和死接地故障时，一般都能用测距仪较方便地粗测出故障点的距离(此类故障点的距离测试是无须高压放电设备的，用的是低压脉冲法)，但故障点定位还是要用打火、放电、听声音这一方法，同时该类仪器的路径仪和定点仪是分开的，这就造成了找准路径时无法同步定点，而定点时又往往走偏路径，而且该类仪器的路径仪由于原理所限，找电缆路径时，很难找到电缆的准确路径，一般是在1-2米的宽度之间。

Dw型电缆故障定位仪从实用性出发，恰好弥补了上述使用缺陷，它可对电缆的“故障点定位、埋深、路径”同步进行测试。仪器对故障、路径、埋深的指示非常直观，不需要做技术分析，也完全不依赖操作者的经验。使本来繁琐的故障测试工作变成一件轻松有趣的事，所以广大的“冲闪法”电缆仪用户，如果再拥有一台D W型电缆故障定位仪，加上原有的测距仪，就可组成一套较完美的低压电缆故障测试仪。同时对高压电缆的低阻、断路故障也可快速定点，提高工效数倍。

电缆故障测试仪 篇12

笔者通过多年对这个问题的深入实践研究, 创新了电流轨迹法并灵活应用, 大大提高故障点查找的效率及速度、削减了测量过程的风险, 为路灯工程交工及保修提供有力的技术支持。

1 路灯电缆故障表现形式及现状概述

电缆故障分为短路和断路两种基本形式, 在路灯电缆故障中短路一般是单相对地短路, 断路的情况比较好处理, 这里暂不做论述。

造成短路的原因很多, 总体来说有:灯头对灯杆短路;灯线对灯杆短路;灯线或电缆某一线芯在施工中由于粗忽大意压在路灯杆底座和基础中间造成的电缆短路;由于电缆头两侧长短不一在灯杆里有应力作用, 顶在灯杆内壁, 绝缘层破坏发生短路现象;外力造成电缆的损伤对大地短路等。

表现出的症状是:工作电流大、末端电压低、开关跳闸。

市面上通用的电缆故障测试仪需要断开电缆首尾两端, 在首端加入高压脉冲电流用声音放大器在这个路径上靠电火花的声音去需找故障点。但这种设备不适合路灯回路, 因为整个路灯回路在施工中在每个灯杆将电缆断开, 重新用接线端子连接后缠绕绝缘, 为方便检修几乎每个路灯杆内电缆头的接线端子下端的缝隙都不会完全绝缘, 会造成整个回路与故障无关的泄漏点多, 无法正常检测。还有一种通用于路灯电缆故障检测范围内的仪器:D T R-3051型路灯电缆故障测试仪, 但这台仪器的缺点是必须精确在2～3空杆间才能相对精确查找故障点。有其他电源或信号干扰的路段也只能在一空内能较精确查找。

所以现阶段, 用常用工具查找故障点发生地段的工作依旧非常重要。

2 传统检测方法弊端及局限性分析

传统的检测方法有两种:绝缘电阻测试法、末端电压法。

(1) 绝缘电阻测试法:用优选法, 将电缆在中间处的路灯杆内断开, 两侧摇测电缆接地电阻, 确定故障大体段落后逐级缩小范围。弊端是:为了保证接地电阻的摇测, 必须把所有路灯的灯杆内开关全部关掉, 稍有疏忽就会对灯具造成损害同时也无法检测。优选法的几率非常平均。比如一个回路长1.5k m, 带42基路灯, 那么找到故障段的频率为5次, 最后电缆头必须重新恢复原样。由于拆、装的工作量大, 这种方法尤其在冬季实现起难度很大, 灯线及灯头接地问题不能一并排查, 非常耗费时间和精力。

(2) 末端电压法:由于线路长加上短路点接地性能不好, 单相接地体现出电流大而不跳闸这个事实已经被普遍被接受, 使用末端电压法能够很好地解释短路点的方向。做法是通过优选法在相应路灯杆将电缆开断, 从箱变送电测量开断点电压, 如果电压在允许降低范围内恢复电缆头继续向前检测 (一般在215v以上) 。但需重复停、送电, 并需要首段、末端两个人很好地配合, 危险系数较高, 也同样需要大量的拆、装工作量。

这两种方法共同的局限性是遇到有的回路灯杆内预留电缆头短, 致使电缆头无法正常开断, 必须选择拔杆才能测量, 而拔杆需要动用机械设备辅助才能完成, 产生费用并存在吊装风险, 效率极低。

3 电流轨迹法的基本原理

经反复试验我们总结出了电流轨迹法 (见图1) , 这种方法比较直观有效。做法是在首段拆掉其它没有短路的两相电缆头, 使用钳形电流表在灯杆内检测线路上短路相电缆的电流, 使用优选法逐步指向短路段, 寻找电缆中突然下降或零电流一级杆, 这级杆与前一级杆间即为短路点发生段。

接地电阻可以计算得出:R= (U1-U2) / (a1-b1) 。当a1>b1, b1≥0时, n至n+1间必存在短路点。这种方法不需要对电缆头开断, 大大减少了没必要的拆、装工程量, 对灯头、灯线短路点的测量直接涵盖, 不需要单独查找。

4 电流轨迹法的应用

基本原理有许多局限性, 针对开关跳闸和灯杆内电缆头短无法测量电流等情况又通过反复试验, 衍生出以下两种改进方法:

(1) 短路电流过大导致开关和电缆无法承受, 不能持续送电这种情况经常出现。为了能够检测到有效的电流, 在电缆首端串入可变电阻起到降压限流的作用就可以继续用电流轨迹寻找故障点 (相当于一个电流源) (见图2) 。

检测电流可以计算得出:a2= (U1-U2) / (R P+R) 。利用对R P阻值的适当控制可以把电流限制到10A左右, 在可变电阻器出线侧即测量侧电压可以计算得出:U3= (U1R+U2RP) / (R+RP) 。这个电压值经常只达到几伏或十几伏, 大大降低了测量人员的风险系数。

(2) 个别灯杆内电缆头短, 钳形电流表无法测量时可以选择挖土找到电缆后用表直接测量整根电缆的电流, 因为这时整根电缆只有短路相有电流, 电流表不会受到矢量干扰, 完全可以感应到电流的存在, 虽然受钢铠屏蔽的干扰, 数值不十分准确, 但靠这个电流的轨迹也足够找到短路点。这个方法除适合路灯电缆的同时也适用于具有准确路径的几乎所有短路电缆;电缆被铺在混凝土及道板下方时为减少破坏面积还可以通过测量灯杆的接地母线电流初步排除电缆头或灯杆、灯线接地等情况 (见图3) 。

5 效果分析

通过多个油田道路路灯工程的施工实践, 总结电流轨迹法有以下长处:

(1) 已经把检测一个比较困难的故障点从一天以至于几天的时间减少为约一个小时的时间。

(2) 机械的使用上基本降低为零。

(3) 通过降压限流把测量环境电压降至安全电压, 有效地降低了检测风险。

6 结束语