电力电缆故障的测试办法

2021-02-27 ryder

1、电力电缆故障粗测

（1）电桥法

电桥法是电力电缆测距的经典办法，其历史比较悠久。包括直流电阻电桥法、直流高压电阻电桥法和电容电桥法等。电阻电桥法只能探测一些单相对地或两相间绝缘电阻比较低的电缆故障；高压电桥法紧要用于探测阻值大于10KΩ而小于兆欧的主绝缘单相接地故障或相间并对地故障;电容电桥法紧要探测电缆的开路断线故障。

电桥法操作相对简单方便，但要事先知道电缆的准确长度等原始资料，同时不适用于测试高阻故障。而实际电力电缆故障中的绝大多数为高阻故障。因为在故障电阻很高的情况下，电桥电流很小，一般灵巧度的仪表难以检测。

（2）行波法

1）低压脉冲法

低压脉冲法紧要用于测量电缆的开路、短路和低阻故障的故障距离；同时还可用于测量电缆长度、波速度和识别定位电缆中间头、T形接头与终端头等。

探测原理：从探测端向电缆中输入一个低压脉冲信号，该脉冲信号沿着电缆传播，当遇到电缆中的阻抗不匹配点时，如开路点、短路点、低阻故障点等，会出现反射脉冲。依据反射脉冲和发射脉冲的往返时间差Dt及脉冲传播速度V，计算故障点的位置。如图3、图4所示，分别为开路故障探测原理电路、泄漏性故障（低阻故障）探测原理电路图。

泄漏性故障（低阻故障）探测原理电路

2）高压脉冲法

高压脉冲法是利用高压信号使电缆故障瞬间变成短路或低阻故障，使故障点反射系数接近-1，故障点近乎出现全反射。通常有两种基本的闪络法，即直闪法和冲闪法。闪络法探测电缆故障时，电缆故障点形成的反射波是高电压脉冲波，不能笔直通过仪器进行显示，通常要取样器，将故障点在高电压用途下形成的高压脉冲转换成仪器所要的低压脉冲信号。依据取样方式的不同，又分为电压法、电流法及电压感应法，其取样器原理图如图5所示。

三种取样器原理图

其中，R1为分压电阻、R2为取样电阻、Lp为电流取样器、C为储能电容、B为变压器。

直流高压闪络法（直闪法）：在故障电缆上施加直流电压，使故障点击穿房放电，发生闪络。然后通过记录测量故障点击穿出现的电流行波信号在探测端和故障点之间往返一次所需的时间t，再依据行波在电缆中的传输速度V，就可以计算出故障距离。直闪法紧要用于探测电力电缆闪络性高阻故障，也可用于探测阻值特别高，但与完好相相比阻值较低的泄露性高阻故障。如图6所示为直闪法探测原理线路。

冲击高压闪络法（冲闪法）：由于直闪法所采用的直流高压电源的等效内阻比较大，电源输出功率受到了一定限制，关于绝大多数泄露性高阻故障，直闪法不能进行探测。

冲闪法正是利用大容量的充电电容作为直流高压电源，接到故障电缆使故障点闪络放电形成瞬间短路。紧要用于探测电力电缆的泄露性高阻故障，也可用于探测电力电缆的低阻、开路及闪络性高阻故障。其探测原理线路与直闪法基本相同，不同的只是在储能电容与电缆之间串入一球形间隙，如图7所示为冲闪法探测原理线路。

直流高压闪络法接线原理图

冲击高压闪络法接线原理图

其中，T1为调压器、T2为高压实验变压器、C为储能电容器、L为线性电流耦合器、Js为放电间隙。

2、电力电缆故障点精测

（1）声测法

利用故障点放电时所出现的声波进行定点，声音传感器在电力电缆上方将声音信号测试出来，声音最大的地方为故障点所在的位置，离故障点越远，振动声音越小。

（2）声磁同步法

利用故障点在冲击电压用途下闪络放电时，同时接收故障点放电所出现的电磁波和振动声波，判断出所测信号是不是由故障点的放电出现来准确的判断故障点位置。

（3）音频感应法

在被测电路的一端给电缆的故障相加一定功率的低压音频信号，当被测信号传输到短路或断线点后，却不能持续沿着电缆传输，从而电缆故障点两边将有分明的信号大小变化，倘若在电缆路径的上方通过接收器来检测信号的变化情况，即可确定故障点位置。