電纜線路檢測
電纜故障測試儀現(xiàn)場試驗
發(fā)布日期：2019-07-31 點(diǎn)擊：26337次
一. 電纜故障產(chǎn)生的機(jī)理與原因
1. 產(chǎn)生的機(jī)理
電擊穿：電擊穿是當(dāng)電壓很高，電場強(qiáng)度足夠大時，介質(zhì)中存在少量的自由電子將在電場的作用下產(chǎn)生碰撞游離，自由電子碰撞中性分子，使其激勵游離而產(chǎn)生新的電子和正離子。這些電子和正離子獲得電場能量后又和別的中性分子相互碰撞，這個過程不斷發(fā)展下去，使介質(zhì)中電子流“雪崩”加劇，造成絕緣介質(zhì)擊穿，形成導(dǎo)電通道，故障點(diǎn)被強(qiáng)大的電子流瞬間短路。在電纜故障測試中，使用直流高電壓或沖擊高電壓使電纜故障點(diǎn)擊穿，其作用時間很短，這種方法的原理就屬于電擊穿。
熱擊穿：熱擊穿是電纜絕緣介質(zhì)在電場的作用下，由于介質(zhì)損耗而產(chǎn)生的熱量使絕緣介質(zhì)溫度升高，若發(fā)熱量大于向周圍媒介散發(fā)出的熱量，則溫度持續(xù)上升，隨著溫度不斷升高，使絕緣介質(zhì)發(fā)生燒焦，開裂或局部熔斷，最后導(dǎo)致?lián)舸?。熱擊穿的作用時間長，一般發(fā)生在電纜運(yùn)行過程中。
二. 產(chǎn)生故障的基本原因
1.外力破壞
2.附件制造質(zhì)量不合格
3.鋪設(shè)施工質(zhì)量
4.電纜本體
三. 電纜故障測試的基本步驟
1.故障性質(zhì)診斷：故障性質(zhì)的診斷過程就是對電纜的故障情況做初步的了解和分析的過程。然后根據(jù)故障絕緣電阻的大小來對故障性質(zhì)進(jìn)行分類。再根據(jù)不同的故障性質(zhì)選用不同的測距方法粗測故障距離。然后再依據(jù)粗測所得的故障距離進(jìn)行精確故障定點(diǎn)。在精確定點(diǎn)時也需根據(jù)故障類型的不同，選用合適的定點(diǎn)方法。
2.故障測距（粗測）
電橋法：是通過測量故障電纜從測量端到故障點(diǎn)的線路電阻，再依據(jù)電阻率計算出的故障距離；或者是測量出電纜故障段與全長段的電壓降比值，再和全長相乘計算出故障距離。一般用于測量絕緣電阻在幾百K以內(nèi)的電纜故障的距離（目前使用較少）
低壓脈沖法：是在電纜一端通過儀器向電纜中輸入低壓脈沖信號，當(dāng)遇到波阻抗不匹配的故障點(diǎn)時，該脈沖信號就會產(chǎn)生反射，并返回測量儀器。通過檢測反射信號和發(fā)射信號的時間差，就可以測試出故障距離。操作簡單.測試精度高。主要用于對斷線，低阻故障（也就是短路）進(jìn)行測試。但不能測試高阻故障和閃絡(luò)性故障。而高壓電纜中高阻故障較多。
閃絡(luò)法（高壓脈沖法）：通過試驗變向故障電纜中施加直流高壓信號，使故障點(diǎn)擊穿放電，故障點(diǎn)擊穿放電后就會產(chǎn)生一個信號，該信號在測量端和故障點(diǎn)之間往返傳播，通過測量出的往返一次的時間和信號的傳播速度相乘而計算出故障距離。從接法上又分為“直閃法”和“沖閃法”。（直閃法可能會有安全隱患，較少使用）沖閃法加了一個放電球隙和脈沖電容，安全性更高。但波形不易分析，需要有一定的經(jīng)驗。
多次脈沖法：簡單來講就是低壓脈沖法和閃絡(luò)法飛結(jié)合。通過試驗變給存在高阻或閃絡(luò)性故障的電纜施加高壓脈沖，使故障點(diǎn)出現(xiàn)弧光放電。由于弧光電阻很小，在燃弧期間原本高阻或閃絡(luò)性故障變成了低阻短路故障。此時，通過耦合裝置向故障電纜中注入一個低壓脈沖信號，記錄下此時的低壓脈沖波形（稱為帶電弧波形），則可明顯的觀察到故障點(diǎn)的低阻反射脈沖；在故障電弧熄滅后，再向故障電纜中注入一個低壓脈沖信號，記錄下此時的低壓脈沖波形（稱為無電弧波形），此時因故障電阻恢復(fù)到高阻，低壓脈沖在故障點(diǎn)沒有反射或反射很小，把帶電弧波形和無電弧波形進(jìn)行比較，兩個波形在相應(yīng)的故障點(diǎn)位置上將明顯不同，波形的明顯分歧點(diǎn)離測試端的距離就是故障距離。這就是二次脈沖法，根據(jù)脈沖計數(shù)方法的不同，又有三次脈沖或多次脈沖。使用這種方法測試需滿足以下幾個條件：一是故障點(diǎn)處能在高電壓的作用下發(fā)生弧光放電；二是測距儀器能在弧光放電的時間內(nèi)發(fā)出并能接收到低壓脈沖反射信號。一般是通過在放電的瞬間投入一個低電壓大電容量的電容器來延長故障點(diǎn)的弧光放電時間，或者精確檢測到起弧時刻，再注入低壓脈沖信號，來保證能得到故障點(diǎn)弧光放電時的低壓脈沖反射波形。這種方法主要用來測試高阻及閃絡(luò)性故障的故障距離，而低阻故障本身就可以用低壓脈沖法測試。
四. 故障定點(diǎn)（精測）
聲測法：該方法是在對故障電纜施加高壓脈沖使故障點(diǎn)放電時，通過聽故障點(diǎn)放電的聲音來找出故障點(diǎn)的方法。
音頻信號法：主要用來測電纜的路徑走向。在電纜兩相間或金屬護(hù)層之間加一個音頻電流信號，用音頻信號接收器接收這個音頻電流產(chǎn)生的音頻磁場信號，就能找出電纜的鋪設(shè)路徑；在電纜中間有金屬短路故障時，在發(fā)生金屬性短路的兩者之間加入一個音頻電流信號后，音頻信號接收器在故障點(diǎn)的正上方接收到的信號會突然增強(qiáng)，過了故障點(diǎn)后音頻信號會明顯減弱或消失，用這種方法可以找到故障點(diǎn)。這種方法主要用于查找金屬性短路故障或距離比較近的開路故障的故障點(diǎn)，對于故障電阻大于幾十歐的短路故障或者距離比較遠(yuǎn)的開路故障，不再適用。
其他方法：聲磁同步發(fā)，跨步電壓法等。
在跟客戶講完儀器設(shè)備的原理與注意事項后，我們將整套儀器設(shè)備搬到戶外，進(jìn)行現(xiàn)場的實際操作培訓(xùn)?？蛻衄F(xiàn)場的故障電纜在戶外的兩個配電柜之間，埋于地下約1.5米左右，長度大約三百多米，是400V的低壓電纜。
首先我們要判斷故障電纜的故障性質(zhì)：我們用絕緣搖表測量故障電纜相與相，相與地之間的絕緣電阻來判斷故障電纜的故障性質(zhì)。最終我們測得故障電纜相與相，相與地之間的絕緣阻值都是0，我們以此來判斷故障電纜很有可能是在施工時被挖端了，導(dǎo)致相與相，相與地之間短路。判斷完電纜的故障性質(zhì)為短路故障后，我們再來尋找電纜的埋設(shè)路徑，我們使用路徑儀給故障電纜發(fā)射一個脈沖信號（紅色信號線接故障電纜，黑色信號線接地），然后用我們的音頻信號接收器，接上T型探頭，沿著故障電纜的方向走（當(dāng)T型探頭在故障電纜的正上方時，接收器發(fā)出有頻率的蜂鳴聲，不在或距離較遠(yuǎn)時，則沒有聲音），以此來找到故障電纜的埋設(shè)路徑。然后我們用低壓脈沖法進(jìn)行粗測測距，測出故障電纜的大概距離，我們用閃測儀給故障電纜發(fā)射一個低壓脈沖信號（紅色接故障電纜，黑色接地），設(shè)置參數(shù)，發(fā)射信號后，故障電纜會返回一個故障波形，我們在波形上可以得到一個大概的故障點(diǎn)距離，我們得到了故障點(diǎn)的大概距離是291米左右。
在得到故障電纜的大概距離后，我們就可以進(jìn)行精確定點(diǎn)了。我們使用定點(diǎn)儀給故障電纜發(fā)射一個脈沖信號（紅色接故障電纜，黑色接地），再用我們的信號接收器接上A字架，沿著我們找到的電纜路徑走到大約290米左右的位置，將A字架插到地下（A字架兩邊分別為紅色和綠色），看信號接收器指針往那個顏色方向偏轉(zhuǎn)，再將A字架拔起來根據(jù)指針指向的顏色方向插入地下，在看信號接收器指針。如此反復(fù)，直到信號接收器指針指向中間為止。（A字架方向需與電纜方向平行）。
