讨论电缆故障点距离的测试方法

电缆故障的探测一般要经过诊断、测距、定点三个步骤。电缆故障的测试一般分为两个过程:即故障电缆故障点距离的测试；故障点定点的测试。故障电缆故障点距离的测试即测距方法有三种:回路电桥平衡法；低压脉冲反射法；闪络法。

　　回路电桥平衡法是使用直流电桥对电缆故障进行测距的一种方法，简称电桥法，现场人员有把Ｒf＜100kΩ的故障称为低阻故障的习惯，主要是因为传统的电桥法可以测量这类故障。电桥法对于短距离电缆故障的测距，准确度相当高，因此，目前还在使用。基于电缆沿线均匀，电缆长度与缆芯电阻成正比，并根据惠斯登电桥的原理，将电缆短路接地、故障点两侧的环线电阻引入直流电桥，测量其比值。由测得的比值和电缆全长，可获得测量端到故障点的距离。

　　使用电桥法对电缆单相接地故障测距原理是先在电缆的另一端，将电缆的故障相和正常相的电缆导体用不小于电缆截面的导线跨接。然后在一端将故障相的电缆导体接在电桥的另一端子上。使用电桥法对电缆两相短路或两相短路并接地，故障进行测距时，需要有一个非故障导体和故障导体一起形成一个环，当电桥平衡时便可得到故障点的距离。

室外直埋100通信电缆 HYA53 　　低压脉冲反射法。低压脉冲反射法探测电缆故障是由仪器的脉冲发生器发出一个脉冲波，通过引线把脉冲波送到电缆的故障相上，脉冲波沿电缆的线芯传播，当传播到故障点时，由于故障点电缆的波阻发生变化，因而有一脉冲信号被反射回来，用示波器在测试端记录下从发送脉冲和反射脉冲之间的时间间隔，即可算出测试端距故障点的距离。

　　开路与低阻故障可用低压脉冲反射法，低压脉冲反射法的*之处在于使现场测得的故障波形得到大大简化，将复杂的高压冲击闪络波形变成了非常容易判读的类似于低压脉冲法的短路故障波形。降低了对操作人员的技术要求和经验要求，*地提高了现场故障的判断准确率，达到快速准确测试电缆故障的目的。

　　闪络法。闪络法的基本原理与低压脉冲法相似，是利用电波在电缆内传播时在故障点产生反射的原理，记下电波在故障电缆测试端的故障点之间往返一次的时间，再根据波速来计算电缆故障点位置。据统计，高阻及闪络性故障约占整个电缆故障总数的90%。高阻故障要用冲击闪络法，而闪络性故障可用直流闪络法测试。实际现场上是通过试验方法区分高阻与闪络性故障的。

电缆故障的性质与分类

1. 以故障材料特征分类

可分为串联故障、并联故障及复合故障三类。

（1）串联故障

串联故障（金属材料缺陷）是指电缆一个或多个导体（包括铅、铝外皮）断开的故障。它是广义的电缆开路故障。因缆芯的连续性受到破坏，形成断线或不*断线。不*断线尤其不容易发现。串联故障具体可分为：一点开断、多点开断、一相断线、多相断线等。

（2）并联故障

并联故障（绝缘材料缺陷）是指导体对外皮或导体之间的绝缘水平下降，不能承受正常运行电压而发生的短路故障。它是广义的电缆短路故障。这类故障由于缆芯之间或缆芯对外皮间的绝缘破坏而形成短路、接地、闪络击穿等现象，在现场出现频率较高。并联故障具体可分为：一相接地、两相接地、两相短路、三相短路等。

（3）复合故障

复合故障（绝缘材料、金属材料都出现了缺陷）是指缆芯与缆芯之间的绝缘均出现故障。它包括一相断线并接地、两相断线并接地、两相短路并接地等。

2. 以故障点绝缘特征分类

根据电缆故障点绝缘电阻Rf与击穿间隙G的情况，电缆故障又可分为开路故障、低阻故障、高阻故障、闪络故障四大类。该分类法为现场电缆故障zuì基本的分类方法，特别有利于探测方法的选择。

其中，间隙击穿电压UG的大小取决于故障点放电通道（即击穿间隙）的距离G，绝缘电阻Rf 的大小取决于故障点电缆介质碳化程度，分布电容 Cf 的大小取决于故障点受潮程度。

（1）开路故障

电缆金属部分的连续性受到破坏，形成断线，且故障点的绝缘材料也受到不同程度的破坏。现场用兆欧表测其绝缘电阻Rf 为无穷大（∞），但在直流耐压试验时，会出现电击穿；检查芯线导通情况，有断点。现场一般以一相或二相断线并接地的形式出现。

（2）低阻故障

电缆绝缘材料受到损伤，出现接地故障。现场用兆欧表测其绝缘电阻Rf小于10Z0（Z0为电缆的波阻抗，一般取10～40Ω之间）。现场一般低压动力电缆和控制电缆出现低阻故障的几率较高。

（3）高阻故障

电缆绝缘材料受到损伤，出现接地故障。现场用兆欧表测其绝缘电阻Rf 大于10Z0，在直流高压脉冲试验时，会出现电击穿。高阻故障是高压动力电缆（6KV或10KV电力电缆）出现几率zuì高的电缆故障，可达总故障的80%以上。

现场实测时，笔者一般取Rf =3KΩ为划分高阻与低阻故障的界线。因为Rf =3KΩ时，恰好能得到回线法电桥jīng确测量所必需的10～50mA的测量电流。

室外直埋100通信电缆 HYA53 （4）闪络故障

电缆绝缘材料受到损伤，出现闪络故障。现场用兆欧表测其绝缘电阻Rf为无穷大（∞），但在直流耐压或高压脉冲试验时，会出现闪络性电击穿。闪络性故障比较难测，特别是新敷设的电缆进行预防性试验出现闪络故障时。现场一般使用直流闪络法进行探测。

3. 以故障触发原因及故障点特征分类

根据电力电缆在运行或预防性试验中，电缆、电缆头及中间盒出现不同特点的绝缘破坏，还可分为放炮故障、击穿故障和运行故障三类。

（1）放炮故障

在工矿企业，运行中的电力电缆，由于种种原因，绝缘出现严重损坏，产生跳闸的事故。称为电缆放炮。这类故障的特点是：电缆故障点多数有铅包或铜皮破裂，外部有不同程度的变形；电缆故障性质常表现为两相短路接地或两相断线并接地，其接地电阻一般较小，解剖故障点，可发现电弧击穿的碳化点或树状放电碳道与裂痕。电缆放炮故障，其故障特征明显，大多数情况下，运行值班人员都能提供放炮大致位置。所以，这类故障除少数较复杂的情况需测距外，一般只要用万用表测定故障的具体性质（单相接地、短路接地、断线接地等），可用声测法直接定点，简单明了。

（2）击穿故障

实际工作中，因预防性试验而触发的电缆绝缘破坏事件，习惯称为电缆击穿。该类故障均发生在直流实验电压下，其绝缘破坏为电击穿，接地点一般铅包或铜皮完好，外部无明显变形（机械创伤除外）。电缆击穿故障多为单纯性接地故障，其接地故障较高，解剖故障点，绝缘材料没有碳化点，但通过仪器可发现碳孔和水树枝老化结构。对电缆击穿故障，特别是一些高阻接地性电缆击穿故障，其测试难点在测距。由于该类故障较为隐蔽，测试参数复杂多变，缺少规律性，所以能否迅速发现电缆故障点，测距是关键。"高压回线法"、"电锤法"均具有探测该类故障zuì有效的方法。

（3）运行故障

它是指工厂电力系统在运行中，电缆馈出线、电机、变压器的电缆引线，其高压二次回路出现电压波动或发现接地信号（有接地保护的电力元件出现接地跳闸），排除其他电力元件故障的可能性而确定的电缆故障。这类故障的zuì大特点就是不明确。电缆运行故障的形式就是电缆放炮（如两点接地引发的相间短路）；另一部分运行故障在做停点检查时，由于耐压通不过而发展成电缆击穿故障（如电缆老化、绝缘缺陷等）；还有一部分电缆运行故障是由于电缆引出线安装位置不当（如电缆相间或对地距离不够、电缆头脏污或电机基础进水等），这些故障主要进行一些简单处理即可；zuì不明确的是那些瞬时接地、产生不稳定闪络的电缆运行故障。该类故障在电缆停电后，绝缘电阻测量和直流耐压实验有相当部分可以通过，再把电缆投入系统后，也能正常运行一段时间；剩下的就是单相接地电缆故障，它们约占电缆运行故障的40%，这种接地故障一般外部也没有明显变形，接地电阻也不太高（一般几十至几百欧）。解剖故障点有细微的碳化点。

电缆运行接地故障原因有两种：其一，由于电缆运行时间较长，绝缘层出现自然老化；其二，电缆在腐蚀环境中，电缆护套被迅速破坏，腐蚀性气体侵入绝缘层使其劣化。电缆绝缘层不管出现老化还是劣化，其击穿电压都会下降，zuì终导致额定工频电压下的电击穿，从而产生电缆接地故障。这类故障可用"低压回线法"探测；用"电锤法"探测，效果也较好。