電力電纜故障測試技術(shù)系列講座（8）
（五） 電橋法
電橋法是一種傳統(tǒng)的對低阻故障行之有效的一種方法。操作相對簡單，精度也較高。但由于電橋電壓和檢流計靈敏度的限制，此法僅適用于直流電阻小于100K歐姆的低阻泄漏故障，而且要求電纜必須有一根以上的好相才行。對高阻故障，斷路故障和三相均有泄漏的故障電纜則無能為力。
測試電路和故障距離表達(dá)公式等效電路和線路連接如圖：
根據(jù)電橋平衡原理和公式推導(dǎo)，電纜故障距離可由下式計算：
由上述電橋測試原理可知，要精確測定故障距離，需人工調(diào)節(jié)R2(精密電阻箱)的阻值，在電橋平衡時算出比例系數(shù)K，并將已知電纜全長數(shù)的阻值，在電橋平衡時算出比例系數(shù)K，并將比例系數(shù)K代入公式便能求得故障距離。
七、電纜故障點的精測方法（故障點的精確定位）
電纜故障定點是在解決了電纜故障距離粗測及路徑探測后的所要做的工作，測距技術(shù)是整個電纜故障測試中的關(guān)鍵，但由于電纜鋪設(shè)中的變化性（余纜盤園等原因），因此測距只是粗測，往往存在很大誤差，要找到故障點得精確位置，就必須通過定點來確定。對于不同性質(zhì)故障，定點的方法也不同，本節(jié)將詳細(xì)分析介紹幾種不同的精確定點方法。
（一） 聲測法
當(dāng)故障點在高壓作用下會產(chǎn)生放電，并產(chǎn)生回波、聲波、電磁波等現(xiàn)象，利用故障點處的聲波來判斷故障點的方法就叫聲測法。
聲測法的基本測試原理是：
在電纜的故障相上施加足夠高的沖擊高壓，強迫故障點發(fā)生閃絡(luò)擊穿。由于故障點擊穿瞬間會發(fā)出“啪、啪”的聲音和強烈的電纜震動波，此震動波會經(jīng)泥土介質(zhì)傳到地表面。采用高靈敏度的聲電傳感器拾取此微弱的震動信號，使之變成電信號放大后由耳機監(jiān)聽。地面拾取的聲音最大處下面即為電纜故障的具體位置。場.jpg)
聲波在土壤中的衰減是比較快的，對于直埋電纜往往聽到故障的放電聲波會在很小的范圍內(nèi)，故障點處的振動聲音最大，離故障點越遠(yuǎn)，振動聲音越小，而最終定位的故障點應(yīng)在0.5米以內(nèi)。
聲測法簡單易理解，由于以聲音大小為定點的依據(jù)，因此定點可信程度高。缺點是抗干擾能力差，由于測試中沒有電磁波的指示，給捕捉放電聲帶來了困難。若周圍有較大機械震動聲，會給定點帶來很大的困難。另外，此種定點方法不可定金屬性接地故障。
目前，單純的聲測法已很少用了。因為定點現(xiàn)場的各種環(huán)境噪聲往往掩蓋了地下故障震動波，使其無法進行定點。
（二） 聲磁同步法
定點是電纜故障測試中的最為關(guān)鍵的一步，現(xiàn)在越來越多的使用交聯(lián)電纜，而交聯(lián)電纜的故障大部分為封閉故障，故障點的放電聲往往在十幾米甚至幾十米都有幾乎一樣大的響聲，這給定點帶來了很大的困難，靠傳統(tǒng)的聽聲法及機械表頭擺動來判斷故障點顯然已滿足不了電纜故障測試要求。另外在實際定點中，由于測試人遠(yuǎn)離測試端，當(dāng)尚未聽到由故障點傳出的地震波時，心情往往會急躁起來，甚至?xí)岩煞烹娫O(shè)備沒有工作。有時在有脈沖聲源的干擾背景中往往
需要知道自己聽到的聲波是否與放電設(shè)備的放電周期同步，否則就無法做
出最后的判斷。
智能型電纜故障定位儀可同時接收放電時產(chǎn)生的聲波及電磁波，并通過信號處理計算出聲波與電磁波的時間差。同時儀器還可將接收到聲波與電磁波并以一定形式顯示出來，根據(jù)上述所接收的信號可以比較容易地確定電纜故障點，此種方法叫聲磁同步法。
同聲測法一樣，聲磁同步法可以測試除金屬性短路以外的所有加高壓脈沖信號后故障點能發(fā)出放電聲音的故障。
測試原理
改進的電纜故障定點方法是，聲磁同步定點法和數(shù)顯聲磁同步定點法。
1）聲磁同步定點法：
電纜在實施沖擊高壓定點時，除了故障點擊穿放電產(chǎn)生聲波震動波外，電纜本體會同時向周圍輻射沖擊電磁波，一般的磁性天線即可接收到。利用這一特點，將接收到的沖閃時的電磁波通過液晶屏顯示。因此每沖擊一次，通過液晶屏顯示一次。在電纜故障點附近，如果聽到的聲音與液晶顯示的電磁波同步一致，即說明故障點就在附近，如果聽到的聲音不與電磁波同步，就不是故障點傳來的聲音。這樣就有效地排除了環(huán)境干擾聲。
采用此種測試方法的代表儀器有：DZY-2000電纜故障定點儀
2）數(shù)顯同步定點法：
此法巧妙地利用了沖擊閃絡(luò)時的電磁波與地震波之間的時間差原理。 因為電磁波以光速傳播，地震波以聲速傳播。定點儀在現(xiàn)場首先接收到的是電磁波，地震波后到。如果以電磁波觸發(fā)一個計數(shù)器，使其開始計數(shù)，地震波到來時，使其停止計數(shù)。計數(shù)器的讀數(shù)即代表了故障點到定點探頭的相對距離。讀數(shù)越小，探頭距故障點越近。讀數(shù)最小處，表示探頭就在故障點正上方。所謂“同步”，是指每一次施加沖擊高壓時，計數(shù)器將重復(fù)計數(shù)一次，如果聽到的聲音與計數(shù)器計數(shù)同步一致，聲音與計數(shù)器計數(shù)顯示同步一致，即說明故障點就在附近，如果聽到的聲音不與計數(shù)器計數(shù)顯示同步，就不是故障點傳來的聲音。這樣就有效地排除了環(huán)境干擾聲。
由于電磁波的傳播速度比聲波的傳播速度快，即：V電 > V聲
當(dāng)故障點打火放電時儀器首先收到電磁波然后才收到聲波，我們可以這樣理解：當(dāng)故障點打火放電時，儀器幾乎同時就收到了電磁波（電磁波傳播速度相對聲波為無窮大），然后聲波才慢慢傳到儀器上。因此我們可以將電磁波作為開門信號，以聲波傳播距離S為探頭到故障點的距離。即當(dāng)儀器收到電磁波后就開始以聲波的速度記數(shù)，當(dāng)收到聲波后停止記數(shù)，此時的記數(shù)值就為探頭到故障點的距離。
實際儀器接收的是電磁波與聲波的時間差t，聲波的傳播速度V是已知的，因此探頭到故障點的距離就可以下列公式計算：S=Vt
由上圖可知，當(dāng)進行沖擊高壓放電定點時，電磁波傳感器接收到由電纜輻射出的電磁信號后，送至CPU數(shù)據(jù)處理，并啟動計數(shù)器開始記數(shù)。當(dāng)聲波探頭接收到振動波時，數(shù)據(jù)處理器產(chǎn)生中斷信號，使計數(shù)器停止記數(shù)并顯示故障點至探頭的距離讀數(shù)。當(dāng)再次沖擊放電時，重復(fù)上述過程，并刷新前一次的數(shù)據(jù)。聲波信號經(jīng)音頻放大器放大后可由耳機監(jiān)聽，配合數(shù)顯精確定點。
采用此種測試方法的代表儀器有：DDY-3000電纜故障定位儀
