電力電纜故障測(cè)試技術(shù)系列講座（11）

2、高壓電磁法

利用測(cè)距及定點(diǎn)時(shí)所用的電纜故障測(cè)試高壓脈沖電源做為發(fā)射信號(hào)源，對(duì)故障電纜的故障相發(fā)一高壓脈沖信號(hào)，當(dāng)高壓脈沖信號(hào)通過(guò)電纜時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的脈動(dòng)電流通過(guò)電纜，同時(shí)會(huì)有很強(qiáng)的脈動(dòng)電磁波產(chǎn)生，而現(xiàn)代智能化的電纜故障定點(diǎn)儀可以接收電磁波并顯示電磁波大小，當(dāng)電纜故障定點(diǎn)儀（線圈）位于電纜正上方時(shí)，所接收的電磁波強(qiáng)度最大，兩邊則較弱。信號(hào)最強(qiáng)點(diǎn)即為電纜正上方。

此種方法測(cè)試簡(jiǎn)單，在定點(diǎn)的同時(shí)就可尋測(cè)電纜路徑，減少了使用設(shè)備，并且測(cè)試精度高，不受外界干擾，特別是所加信號(hào)不會(huì)竄到別的電纜上，而影響測(cè)試精度。

九、電纜故障現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試經(jīng)驗(yàn)交流

在電纜故障的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中，情況是相當(dāng)復(fù)雜的。產(chǎn)生故障的原因、故障距離、電纜種類、電纜粗細(xì)、電纜電壓等級(jí)、沖擊高壓幅度、受潮程度、定點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境噪聲、電纜埋設(shè)深度、發(fā)生故障時(shí)間的長(zhǎng)短、所選用的測(cè)試方法等，都直接影響了電纜故障波形的變化�？梢哉f(shuō)儀器所采集到的波形千變?nèi)f化，雖然有一定的規(guī)律，但各次幾乎沒(méi)有相同的波形。要求每個(gè)用戶都能熟練檢測(cè)故障是不現(xiàn)實(shí)的。除了經(jīng)驗(yàn)積累，只有認(rèn)真學(xué)習(xí)同行的經(jīng)驗(yàn)。在無(wú)把握判斷波形的情況下，用多種方法測(cè)試，相互驗(yàn)證后，再下決心到現(xiàn)場(chǎng)定點(diǎn)。在確實(shí)聽(tīng)到故障點(diǎn)的震動(dòng)聲后才能動(dòng)土，切不可亂挖、亂刨、亂鋸。否則將造成人力物力財(cái)力的浪費(fèi)，延誤恢復(fù)供電時(shí)間會(huì)造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。

以下是部分現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，僅供參考。

1、兩個(gè)或兩個(gè)以上電纜故障點(diǎn)

高壓電纜同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上故障的機(jī)會(huì)很少。一般情況下只有在處理完第一 個(gè)故障后，進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)才會(huì)發(fā)現(xiàn)第二個(gè)故障。對(duì)于低壓電纜，出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上故障的機(jī)會(huì)就比較多。但往往也首先發(fā)現(xiàn)一個(gè)故障。在做高壓沖擊閃絡(luò)測(cè)試時(shí)，首先擊穿的是抗電強(qiáng)度最弱的故障點(diǎn)，處理完第一個(gè)后再處理第二個(gè)，依此類推。

2、電纜故障點(diǎn)受潮的現(xiàn)象

由于電纜故障點(diǎn)外皮破損（電纜放炮或外力破壞）未及時(shí)處理，而故障點(diǎn)又處在水位較高地段，會(huì)使電纜故障點(diǎn)進(jìn)潮氣或水汽。此時(shí)電纜的絕緣電阻較低，往往只有數(shù)百千歐～數(shù)十兆歐。是高阻故障但又無(wú)法被沖擊高壓充分擊穿，故障點(diǎn)只有泄漏而無(wú)電閃絡(luò)現(xiàn)象。因此，無(wú)論沖閃法或二次脈沖法均無(wú)法觀測(cè)到故障點(diǎn)回波。此時(shí)應(yīng)考慮到電纜受潮的可能。解決方法是盡可能提高沖擊高壓幅度，實(shí)在不行，可改用高壓電橋電纜故障測(cè)試儀進(jìn)行粗測(cè)。由于沖閃時(shí)受潮故障點(diǎn)有放電聲。如果電纜不長(zhǎng)，可直接沿線用聲測(cè)法定點(diǎn)。

3、故障點(diǎn)近始端的故障和長(zhǎng)電纜故障點(diǎn)在遠(yuǎn)端的波形判別

如果故障點(diǎn)十分靠近測(cè)試端，波形較復(fù)雜，難于判斷距離，且讀數(shù)誤差較大�；螂娎|較長(zhǎng)而故障點(diǎn)又在遠(yuǎn)端，回波拐點(diǎn)十分圓滑，難于精確判斷故障距離，可將沖擊高壓設(shè)備移至終端，即可使波形更便于分析，較為精確讀出故障距離。如果故障點(diǎn)十分靠近測(cè)試端，定點(diǎn)時(shí)，由于球間隙的放電聲會(huì)干擾故障點(diǎn)的震動(dòng)聲，也可將沖擊高壓設(shè)備移至終端，或?qū)⒎烹娗蛳斗旁诮K端的好相和故障相之間，直流高壓經(jīng)好相加在放電球隙上，進(jìn)行沖擊閃絡(luò)，在測(cè)試端進(jìn)行精確定點(diǎn)。

4、兩種不同導(dǎo)體截面（不同介質(zhì)）連接的電纜對(duì)波形的影響

由于接頭處的阻抗不匹配，用脈沖法或閃絡(luò)法測(cè)試時(shí)，會(huì)在接頭處產(chǎn)生波的反射，導(dǎo)體截面積相差越大，反射越強(qiáng)。細(xì)電纜向粗電纜過(guò)渡，回波的極性與發(fā)射脈沖的極性相反，類似短路故障波形。粗電纜向細(xì)電纜過(guò)渡，回波的極性與發(fā)射脈沖的極性相同，類似斷路故障波形。值得注意的是，有上述波形的電纜，故障點(diǎn)不一定在接頭處�？蓪⒔宇^反射波視為一種固定干擾波，要與故障回波仔細(xì)加以區(qū)別。

5、電纜路徑尋測(cè)時(shí)的技巧

由于一般的電纜都有屏蔽層。如果將路徑儀信號(hào)加在電纜的芯線和外皮之間，因電纜外皮的屏蔽作用，地面的電磁信號(hào)很弱，將大大影響路徑探測(cè)距離。要探測(cè)遠(yuǎn)距離路徑，勢(shì)必加大路徑信號(hào)產(chǎn)生器的輸出功率，效果還不一定好。在信號(hào)源輸出功率一定的情況下，應(yīng)將電纜兩端的接、地線與系統(tǒng)地?cái)嚅_(kāi)，信號(hào)源的輸出電纜芯線接電纜外皮，輸出電纜地線接系統(tǒng)地。相當(dāng)于把整條電纜當(dāng)做輻射天線，這就大大增強(qiáng)了電纜的地面輻射，可以探測(cè)到很遠(yuǎn)的電纜路徑。 值得注意的是，電纜輻射增強(qiáng)了，附近的電纜也會(huì)感應(yīng)到路徑信號(hào)。有可能尋到別的電纜路徑上去。解決的辦法是：適當(dāng)減小路徑儀輸出信號(hào)的輸出功率；或從被測(cè)電纜的終端往回找路徑。這樣就有效地避免了其余電纜感應(yīng)輻射信號(hào)的干擾。不會(huì)走錯(cuò)路徑。

十、電纜故障測(cè)試實(shí)例

電力電纜故障測(cè)試是電纜測(cè)試中最大的難題，相對(duì)其它電氣測(cè)試設(shè)備的故障檢測(cè)技術(shù)來(lái)說(shuō)，難度也是最大的，掌握起來(lái)比較困難，另外由于受外部條件的影響以及使用者的熟練程度和經(jīng)驗(yàn)決定了電纜故障測(cè)試中快速準(zhǔn)確。根據(jù)多年的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)我們認(rèn)為操作者首先必須有“三心”：

信心：電纜維護(hù)者首先必須建立起解決故障的信心。利用現(xiàn)有的儀器沒(méi)有解決不了的故障。

細(xì)心：解決電纜故障的過(guò)程中，往往通過(guò)細(xì)小的變化而捕捉到有用的信息，最終順利解決故障。

耐心：也許你已經(jīng)花了許多時(shí)間而沒(méi)解決故障，也許你已費(fèi)了許多精力及體力，但這時(shí)實(shí)際上你已走到了解決故障的大門前了，耐心走下去，一定能成功。

光有了“三心”，我們還必須根據(jù)故障類型選擇合適的測(cè)試方法，方法正確并有了“三心”，解決電纜故障就不是什么難題了。

（一）開(kāi)路及短路故障的測(cè)試實(shí)例

這類故障大多發(fā)生在低壓電纜中，這是由于低壓電纜絕緣層比較薄，加之開(kāi)關(guān)保護(hù)等級(jí)比較低，接頭工藝較差，鋪設(shè)隨意，這樣一旦發(fā)生故障往往是開(kāi)路及短路故障。

由于低壓電纜大都采用直接埋設(shè)，產(chǎn)生的故障點(diǎn)也大都是開(kāi)放性的，并且低壓電纜一般都不會(huì)太長(zhǎng)，因此用直埋電纜故障測(cè)試儀測(cè)此類故障方便而簡(jiǎn)單。

實(shí)例一

1、測(cè)試地點(diǎn)及電纜情況

2、測(cè)試儀器

3、測(cè)試過(guò)程

1）用ZMY-2000發(fā)射機(jī)在配電室施加信號(hào)，設(shè)置為音頻、高檔。

2）測(cè)試電纜路徑，將接收機(jī)置于音頻，采用波峰法接收，信號(hào)在A點(diǎn)處施加，行走在約110米處信號(hào)衰減很快，故定為疑點(diǎn)。

3）在另一端B端加信號(hào)同樣于C點(diǎn)處很快衰減。

4）用跨步電壓法在C點(diǎn)左右5米范圍內(nèi)測(cè)試得信號(hào)變化為“大—小—大”。判斷C為故障點(diǎn)，開(kāi)挖確認(rèn)A 點(diǎn)為開(kāi)放性短路故障點(diǎn)。

4、小結(jié)

ZMY-2000直埋電纜故障測(cè)試儀在解決低壓電纜故障上往往變得簡(jiǎn)單容易，對(duì)于電力電纜的故障，常規(guī)的測(cè)試方法是向故障電纜施加高壓脈沖，使故障點(diǎn)處放電，通過(guò)定位儀對(duì)放電處的故障定位。由于施加高壓信號(hào)接線比較煩瑣，并需產(chǎn)生幾千伏至幾萬(wàn)伏的高壓，往往使操作者心理產(chǎn)生害怕。另外常規(guī)的測(cè)試方法需要220V電源，而現(xiàn)場(chǎng)往往提供不了電源。對(duì)于電纜的開(kāi)路、絕緣對(duì)地短路故障，ZMY-2000能夠很好的解決了這些難題。

用ZMY-2000直埋電纜故障測(cè)試儀操作有兩個(gè)步驟：

1）信號(hào)比較法：

在定位開(kāi)始前將故障電纜的兩端從系統(tǒng)中斷開(kāi)，然后將脈沖電壓施加在故障電纜及地極之間。將發(fā)射機(jī)信號(hào)加至電纜故障相，將接收機(jī)選至“波峰法”，沿電纜前行追蹤，仔細(xì)觀察信號(hào)變化，當(dāng)信號(hào)有急劇減小或嗄然消失（突跳點(diǎn)）地段時(shí)，即可確定為大致故障點(diǎn)位置。

2）跨步電壓法：

脈沖電壓在故障點(diǎn)處對(duì)地產(chǎn)生放電，產(chǎn)生的電流由故障點(diǎn)處返回發(fā)射點(diǎn)的接地極。泄漏電流在故障點(diǎn)處產(chǎn)生一個(gè)電壓梯度，通過(guò)測(cè)量電壓梯度就能找到故障點(diǎn)。 發(fā)射機(jī)對(duì)電纜施加特殊頻率的高壓，電壓通過(guò)電纜產(chǎn)生的電流經(jīng)電纜故障點(diǎn)入地，在故障點(diǎn)周圍產(chǎn)生電壓梯度，通過(guò)‘A’字架的兩根電極沿電纜路徑測(cè)量電位的變化情況。當(dāng)靠近故障點(diǎn)時(shí)，電位差將迅速增加，并在臨近故障點(diǎn)前達(dá)到最大值，繼續(xù)前行信號(hào)出現(xiàn)大－�。�大變化點(diǎn)，在這一變化中的最小點(diǎn)即是故障點(diǎn)。

若兩步測(cè)試都在同一點(diǎn)，就可斷定故障點(diǎn)。