1、電力電纜故障尋測技術(shù) 一、概述二、準(zhǔn)備知識(shí)三、電纜故障產(chǎn)生原因四、電纜故障分類五、故障尋測步驟六、故障測試方法七、電纜故障點(diǎn)的精測方法八、電纜埋設(shè)路徑的尋測九、現(xiàn)場測試經(jīng)驗(yàn)交流1一、概述 隨著我國兩網(wǎng)改造的完成，安全方便的地下動(dòng)力電纜應(yīng)用日益廣泛。但一旦電纜發(fā)生故障很難較快地尋測出故障點(diǎn)的確切位置。不能及時(shí)排除故障、恢復(fù)供電，往往造成停電停產(chǎn)的重大損失。所以如何用最快的速度、最低的維修成本恢復(fù)供電是各供電部門在遇到電纜故障時(shí)的首要問題。 傳統(tǒng)的電橋法、脈沖法、沖擊閃絡(luò)電流取樣法等，盡管能解決一部分問題，但對于高阻故障的波形分析判斷難度很大，大部分用戶在現(xiàn)場還是無法從復(fù)雜的波形中判斷出故障距離來

2、。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)的二次脈沖法的出現(xiàn)，使復(fù)雜的故障波形極大的簡化，就像使用脈沖法一樣，將高阻故障的波形簡化為脈沖法的短路故障波形。這就大大地提高了高阻故障的檢測率，幾乎人人都會(huì)判讀故障波形，而且準(zhǔn)確度也大大提高。二次脈沖法的推廣應(yīng)用，可以說解決了供電部門的一大難題。加之，高抗干擾數(shù)字同步定點(diǎn)儀實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場快速精確定位，可以說，現(xiàn)在真正實(shí)現(xiàn)了排除電纜故障快準(zhǔn)省的最高境界。2二、準(zhǔn)備知識(shí) 利用行波法檢測電纜故障，實(shí)際上是把動(dòng)力電纜作為高頻信號(hào)傳輸線來考慮的。根據(jù)電波（波形）在電纜中的傳輸過程的幅度、相位、速度、衰減等諸參數(shù)的變化規(guī)律，利用雷達(dá)測距原理來確定電纜故障點(diǎn)距測試端的距離。為了更

3、好地幫助操作人員理解現(xiàn)場測試波形，有必要了解電波在電纜中傳播的基本概念。1.電纜的特性阻抗（波阻抗）Z0： 特性阻抗定義為電纜的行波電壓與行波電流之比，具體的說就是入射波電壓與入射波電流之比或反射波電壓于反射波電流之比。 Z0=U+ / i 或 Z0=U- / i- Z0與電纜本身的結(jié)構(gòu)、絕緣介質(zhì)及導(dǎo)體材料有關(guān)。還與電纜芯線的截面積和芯線外皮的距離有關(guān)。所以不同規(guī)格和種類的電纜，其特性阻抗也不同。電纜芯線截面積越大，波阻抗值越小。一般動(dòng)力電纜的波阻抗值在10歐姆至40歐姆之間。3 電纜的特性阻抗與電纜的長度無關(guān)。電纜中的特性阻抗處處相等。2.電纜中的波速度V: 波速度V與電纜絕緣介質(zhì)的相對介電

4、常數(shù)的開方成反比。與電纜的芯線材料和截面積無關(guān)。即是說，同一種和同一根電纜上，其波速度是不變的。 經(jīng)測量知：油紙電纜 約 v160米/微秒 交聯(lián)聚乙烯電纜約 v170米/微秒 塑料電纜 約 v184米/微秒 橡套電纜約 v100米/微秒 實(shí)際上，不同廠家或同一廠家生產(chǎn)的不同批次電纜，其電纜波速會(huì)略有差異，現(xiàn)場測試時(shí)，最好重新測試后再設(shè)置該電纜的波速，會(huì)使測試精度更高一些。3.波的反射和反射系數(shù)： 當(dāng)電纜中出現(xiàn)斷線或低阻故障時(shí)，故障點(diǎn)的等效阻抗與電纜的特性阻抗不相等（不匹配），行波運(yùn)動(dòng)到該點(diǎn)時(shí)便會(huì)發(fā)生全部或部分能量反射。反射的大小與故障點(diǎn)的等效阻抗大小有關(guān)。 行波的反射程度可用發(fā)生反射的阻抗不匹

5、配點(diǎn)的反射電壓（電流）與入射電壓（電流）之比P反來表示。 P反稱之為反射系數(shù)。 P反 Uf / Ui （Z1Z0) / (Z1+Z0) 4 式中：Z1故障點(diǎn)的等效阻抗值 Z0電纜的特性阻抗由反射系數(shù)公式可看出：1）當(dāng)Z1 Z0時(shí)，P反0。故障點(diǎn)的等效阻抗與電纜的特性阻抗相等，匹配無反射。此時(shí)看不到故障點(diǎn)的反射回波。2）當(dāng)Z1 0時(shí)，P反1。故障點(diǎn)短路，是負(fù)的全反射。此時(shí)看到故障點(diǎn)的反射回波與發(fā)射脈沖波形幅度相等而極性相反。3）當(dāng)Z1 無窮大時(shí)，P反1。故障點(diǎn)開路，是正的全反射。此時(shí)看到故障點(diǎn)的反射回波與發(fā)射脈沖波形幅度相等而極性相同。4）如果故障點(diǎn)的等效阻抗小于電纜的特性阻抗又未完全短路，則是

6、負(fù)的部分反射，反射脈沖的幅度小于發(fā)射脈沖，且極性相反。5）如果故障點(diǎn)的等效阻抗大于電纜的特性阻抗又不是無窮大，則是正的部分反射，反射脈沖的幅度小于發(fā)射脈沖，但極性相同。 以上敘述說明了電纜故障點(diǎn)的等效阻抗在不同數(shù)值時(shí)，反射回波的幅值和極性變化的理論解釋。5三、電纜故障產(chǎn)生原因 了解電纜故障產(chǎn)生的原因，有利于降低故障發(fā)生率，快速排除電纜故障 障。電纜故障發(fā)生的原因大致有：1.機(jī)械損傷： 1）安裝時(shí)碰擠、過度彎曲； 2）電纜路徑上作業(yè)形成的外力破壞； 3）地面強(qiáng)烈震動(dòng)或沖擊性外力造成鉛（鋁）包疲勞破損； 4）自然力破壞。如土地沉降、路面下沉等；2.電纜外皮的電腐蝕和化學(xué)腐蝕：電纜附近有強(qiáng)電力場存在

7、或酸堿作業(yè)區(qū)，往往使電纜在長期腐蝕環(huán)境中造成絕緣損壞。3.電纜絕緣物的流失：油浸紙電纜的敷設(shè)高低起伏落差，會(huì)使缺油部位絕緣強(qiáng)度下降。4.拙劣的技工工藝和潮濕環(huán)境下作頭，或不按技術(shù)要求敷設(shè)電纜。5.電纜長期過負(fù)荷運(yùn)行造成電纜過熱，加速了絕緣老化。6.雷擊和線路故障引起過電壓擊穿。6四、電纜故障分類 根據(jù)行波法的測試特點(diǎn)對電纜故障進(jìn)行分類，即是說考慮到電纜的特性阻抗特點(diǎn)應(yīng)按測試方法分類（不能用兆歐表的測試結(jié)果分類）1.斷路、低阻、短路故障低壓脈沖法 低阻故障概念：用萬用表測得電纜的直流電阻阻值小于100歐姆的故障電纜一般稱為低阻故障。100歐姆以上視為高阻故障。2.高阻泄漏、高阻閃絡(luò)故障沖擊高壓閃

8、絡(luò)法 沖擊高壓閃絡(luò)法不僅適應(yīng)高阻泄漏和高阻閃絡(luò)性故障，也適應(yīng)低阻和短路性質(zhì)的故障。7五、故障尋測步驟第一步：電纜故障性質(zhì)的確定 測試故障之前要確定：故障電阻是低阻還是高阻；是閃絡(luò)性還是泄漏型型故障；是開放性的還是封閉型的；是接地、短路、斷線還是它們的混合；是單相、兩相還是三相故障。 判斷故障性質(zhì)最好用萬用表確定高阻還是低阻故障。以確定測試方法。第二步：粗測 利用低壓脈沖法先測定被測電纜的全長和短路、斷路故障的距離。對于高阻故障，可用高壓智能電橋，高壓閃絡(luò)法（電流取樣法、電壓取樣法、二次脈沖法）測出故障點(diǎn)距測試端的距離。之所以稱為粗測，是因?yàn)闊o論何種方法測出的數(shù)值僅表示被測電纜（故障）的地下長度

9、，由于地下的預(yù)留長度不能精確估計(jì)，此長度不能代表地面的距離。只能算是故障點(diǎn)的大致范圍。第三步：測尋電纜的埋設(shè)路徑，便于在電纜的正上方進(jìn)行精確定位。第四步：精確定點(diǎn) 對電纜施加沖擊高壓（或脈動(dòng)高壓），利用故障點(diǎn)的放電聲波，在粗測故障距離范圍內(nèi)，用聲測法（聲磁同步法）或跨步電壓法進(jìn)行精確故障點(diǎn)定位。8六、故障測試方法1.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(jì)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

10、距離表達(dá)公式等效電路和線路連接如下： 9 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(shí)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(shí)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。2、低壓脈沖測試法 此法可直觀地判斷電纜故障點(diǎn)是開路還是短路性質(zhì)的故障，并且能直接讀出測試端至故障點(diǎn)的距離來。 低壓脈沖測試法的工作原理： 由前面行波在電纜中傳播理論分析知，電纜中的阻抗失配點(diǎn)會(huì)引起波的反射。利用觀測到的發(fā)射脈沖和反射回波脈沖之間的時(shí)間差和電纜中行波的傳輸速度就可計(jì)算出故障距離來。計(jì)算公式如下： V電波在電纜中的傳播速度 t發(fā)射脈沖與反射

11、回波間的時(shí)間差 10低壓脈沖測試標(biāo)準(zhǔn)波形112.沖擊高壓閃絡(luò)法 沖擊高壓閃絡(luò)法可以測試電纜的高阻泄漏故障、高阻閃絡(luò)性故障、低阻短路故障和斷線故障。是一種高效可靠、適應(yīng)性較廣的電纜故障測尋手段。 沖擊高壓閃絡(luò)法測試原理： 在故障電纜的始端施加一個(gè)沖擊高壓，將故障點(diǎn)電弧擊穿。利用故障點(diǎn)擊穿瞬間的電壓突跳作為測試信號(hào)。觀察此信號(hào)在故障點(diǎn)和電纜始端之間往返一次的時(shí)間進(jìn)行測距。 沖擊高壓閃絡(luò)法的信號(hào)取樣方法有多種，常用的方法有電壓取樣法、終端電壓取樣法、電流取樣法等。目前，由于安全原因電壓取樣法日趨淘汰。在國內(nèi)外，電流取樣法已得到廣泛應(yīng)用。 電流取樣法利用電磁感應(yīng)原理，用電流互感器拾取地線上的電流信號(hào)來

12、獲得電纜中的電波電流反射信號(hào)。與高壓發(fā)生器、市電沒有電氣上的關(guān)系，所以特別安全。電流取樣法所得波形周期多，反射波形特征拐點(diǎn)清晰，特別有利于故障距離分析和定位 沖擊高壓閃絡(luò)電流取樣法的電原理線路如圖所示：12圖中 D為整流硅堆 反向耐壓大于100KV 正向電流應(yīng)大于100mA C儲(chǔ)能電容，電容量大于1F 耐壓大于30KV 電流取樣器必須放在電纜與儲(chǔ)能電容之間的接地連線旁邊13電流取樣法的各種標(biāo)準(zhǔn)波形如下：14153.二次脈沖法 由于電流取樣法的測試波形較為復(fù)雜不同類型、不同長度、不同故障距離、不同的沖擊高壓所得的波形千變?nèi)f化，往往與標(biāo)準(zhǔn)波形相差甚遠(yuǎn)。很多人掌握不了波形規(guī)律，常常發(fā)生誤判錯(cuò)判。 二

13、次脈沖法的先進(jìn)之處，在于將沖擊高壓閃絡(luò)法中的復(fù)雜波形變成極其簡單最易掌握的低壓脈沖法短路故障測試波形。可以說任何人稍加培訓(xùn)就能識(shí)別回波的拐點(diǎn)，達(dá)到快速準(zhǔn)確測得故障距離的目的。 二次脈沖法的基本測試原理： 眾所周知，低壓脈沖法無法測試電纜的高阻故障（無故障回波）。然而，如果在足夠高的沖擊電壓作用下故障點(diǎn)被電弧擊穿的同時(shí)，能發(fā)送一個(gè)低壓測試脈沖，即可在短路點(diǎn)得到一個(gè)短路反射的回波。即反射回波的極性與發(fā)射脈沖的極性相反。當(dāng)故障點(diǎn)短路電弧熄滅后，再發(fā)射一個(gè)低壓測試脈沖（二次脈沖），可測得電纜的開路全長波形。前后兩次采集到的波形同時(shí)顯示在一個(gè)屏面上。開路全長波形與發(fā)射脈沖同極性，故障反射波形的極性與發(fā)射

14、脈沖極性相反，且一定在全長距離以內(nèi)。所以故障波形極好區(qū)別判斷。 二次脈沖法也有一定的局限性。主要表現(xiàn)在故障點(diǎn)發(fā)生在電纜始端或近始端，波形稍復(fù)雜一些，精確讀數(shù)會(huì)引入一定誤差。另外，使用二次脈沖法時(shí)為使故障點(diǎn)充分擊穿，所加的沖擊高壓會(huì)比常規(guī)的電流取樣法要高一些。16二次脈沖法測試系統(tǒng)接線圖如下： 作為采用二次脈沖法的電纜故障測試系統(tǒng)，全套儀器包括可以產(chǎn)生單次沖擊高壓的“一體化高壓發(fā)生器”、“二次脈沖產(chǎn)生器”、“二次脈沖自動(dòng)觸發(fā)裝置”和測試波形分析處理的“二次脈沖法電纜故障測試儀”。17 簡單工作原理： “二次脈沖產(chǎn)生器”的作用是將“一體化高壓發(fā)生器”產(chǎn)生的瞬時(shí)沖擊高壓脈沖引導(dǎo)到故障電纜的故障相上，

15、保證故障點(diǎn)能充分擊穿，并能延長故障點(diǎn)擊穿后的電弧持續(xù)時(shí)間。同時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)脈沖同時(shí)啟動(dòng)“二次脈沖自動(dòng)觸發(fā)裝置”和“二次脈沖電纜故障測試儀”?！岸蚊}沖自動(dòng)觸發(fā)裝置”立即先后發(fā)出兩個(gè)測試低壓脈沖，經(jīng)“高頻高壓數(shù)據(jù)處理器”傳送到被測故障電纜上，利用電纜擊穿后的電流電壓波形特征和電弧熄滅后的全長反射回波，將形成兩個(gè)完全不同的反射脈沖記錄在顯示屏上。一個(gè)脈沖波形反映電纜的全長，另一個(gè)脈沖波形反映電纜的高阻（短路）故障距離。18 二次脈沖法電纜故障測試儀的面板結(jié)構(gòu)圖如下： 顯示屏采用觸摸屏，所有的操作功能均通過觸摸鍵完成。大大提高了儀器的可靠性，操作和波形判斷、故障距離定位極其簡單。19 二次脈沖法的

16、各種實(shí)際測試波形如下：2021二次脈沖法測試的操作技巧： 盡管二次脈沖法測試波形極易判斷、準(zhǔn)確性也較高，但要獲得一個(gè)較為理想、方便判讀的波形還需掌握一定的技巧才能應(yīng)用自如。 1.沖擊高壓的幅度一定要高，必須保證故障點(diǎn)充分擊穿。否則采集不到故障回波的。這時(shí)只能看到兩個(gè)終端開路波形。故障點(diǎn)擊穿后，屏幕上顯示的兩個(gè)波形是有區(qū)別的。上半部波形是用低壓脈沖法測得的電纜開路全長波形。下半部波形是故障點(diǎn)被高壓擊穿電弧短路時(shí)用低壓脈沖法測得的短路故障波形。故障回波的極性一定向上，與開路全長的終端反射回波的極性相反。且標(biāo)定的距離一定小于電纜全長。 2.按照電纜長短活故障距離的遠(yuǎn)近選擇“短距離”（1Km以內(nèi)）、“

17、中距離”（2Km以內(nèi)）、“長距離”（大于2Km)三種測試脈沖。對于遠(yuǎn)距離故障，由于回波較弱，其回波前沿拐點(diǎn)變化園緩，判斷故障拐點(diǎn)的起始點(diǎn)有一定困難。此時(shí)應(yīng)將兩次測得的脈沖基線重合起來。其故障回波基線的前沿與全長波形的基線分叉處，用游標(biāo)卡在該處，也可較精確測得故障距離。22 3、有時(shí)電纜故障點(diǎn)就在始端或近始端，二次回波脈沖極端靠近發(fā)射脈沖前沿，要精確讀出故障距離也是有一定困難的。值得注意的是，二次脈沖基線上沒有電纜全長信息?？梢哉f明此次測試的波形是可信的。所以，追求精確的故障距離讀數(shù)已經(jīng)沒有必要。直接到故障電纜始端附近定點(diǎn)即可。 4、由于在二次脈沖法測試過程中，高壓設(shè)備與故障電纜之間串有“高頻高

18、壓數(shù)據(jù)處理器”（過壓保護(hù)單元），實(shí)際加到電纜故障相上的沖擊高壓比高壓發(fā)生器輸出的電壓低一些。如果高壓發(fā)生器的輸出電壓已經(jīng)達(dá)到35KV，故障點(diǎn)還未被擊穿，此時(shí)應(yīng)更換測試方法。如采用二次脈沖終端測試法：將被測電纜得終端一根好相和故障相間用放電球隙連接，在電纜始端將35KV的直流高壓通過好相加在終端球隙上，加之，還利用好相的分布電容加大沖擊功率，此方法可以有效擊穿故障點(diǎn)，獲得較為理想的波形。終端二次脈沖測試法如下圖所示。 也可將二次脈沖法測試改為沖擊高壓閃絡(luò)法，利用傳統(tǒng)的電流取樣法進(jìn)行測試。23終端二次脈沖法接線如圖所示：24 5、在使用二次脈沖法測試電纜故障時(shí)，值得注意的是要考慮到故障電纜被高壓擊

19、穿時(shí)，線路上會(huì)產(chǎn)生幅度很大的低頻衰減余弦振蕩。這個(gè)振蕩將嚴(yán)重影響波形的觀測。要獲得理想的測試波形，必須延遲二次脈沖發(fā)送的時(shí)間，避開大振蕩。在大振蕩結(jié)束以后再行發(fā)送低壓測試脈沖。本電纜故障測試儀設(shè)置有脈沖發(fā)送延遲功能（延遲系數(shù)模擬鍵），現(xiàn)場測試時(shí)，每打一次沖擊高壓，都要觀測故障回波波形是否平直。如果波形嚴(yán)重傾斜表示發(fā)射脈沖過早，應(yīng)增大延時(shí)系數(shù)，如從1S逐步增大到15S，總能得到一個(gè)較好的便于分析定位的平直波形。也可通過增加儲(chǔ)能電容的容量延長擊穿電弧持續(xù)的時(shí)間，同時(shí)加大延遲系數(shù)來得到理想分析波形。 6、由于二次脈沖產(chǎn)生器接入電路后會(huì)產(chǎn)生一定的電壓降，沖擊閃絡(luò)時(shí)電纜故障相上得到的電壓實(shí)際上要比高壓發(fā)

20、生器輸出的電壓低得多。例如電流取樣法時(shí)沖擊電壓加到20KV才能將電纜故障點(diǎn)擊穿。而使用二次脈沖法時(shí)，有可能將沖擊電壓升高到35KV才能達(dá)到同樣的擊穿效果。如果所加的沖擊電壓過低，將看不到故障點(diǎn)的擊穿回波，上下兩個(gè)波形是完全一樣的。未擊穿波形如下圖所示： 7、對于短距離電纜故障，故障回波與發(fā)送的測試脈沖靠得很近，此時(shí)應(yīng)進(jìn)行波形擴(kuò)展，必須將上下兩個(gè)波形嚴(yán)格重疊才能讀出故障距離來。25電纜故障點(diǎn)未擊穿波形如圖所示：26 8、波形分析技巧： 盡管從上面介紹已經(jīng)掌握了儀器的基本規(guī)律，但還得通過以下部分現(xiàn)場實(shí)測波形的具體分析來提高故障點(diǎn)距離的準(zhǔn)確判斷能力 ： 2728293031七、電纜故障點(diǎn)的精測方法（

21、故障點(diǎn)的精確定位） 使用電纜故障測試儀測出了故障距離，只能算是初步確定了故障點(diǎn)距測試端的大致范圍（粗測），由于一般電纜在埋設(shè)時(shí)在電纜端頭和中間接頭處都留有一定的地下余量。故障測試距離不等于地面距離。必須到現(xiàn)場利用定點(diǎn)儀進(jìn)行精確定位。目前，精確定位的方法總的來講只有一種，即聲測法。 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(qiáng)迫故障點(diǎn)發(fā)生閃絡(luò)擊穿。由于故障點(diǎn)擊穿瞬間會(huì)發(fā)出“啪、啪”的聲音和強(qiáng)烈的電纜震動(dòng)波，此震動(dòng)波會(huì)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(dòng)信號(hào)，使之變成電信號(hào)放大后由耳機(jī)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。 目前，單純

22、的聲測法已很少用了。因?yàn)槎c(diǎn)現(xiàn)場的各種環(huán)境噪聲往往掩蓋了地下故障震動(dòng)波，使其無法進(jìn)行定點(diǎn)。 改進(jìn)的定點(diǎn)方法是，聲磁同步定點(diǎn)法和數(shù)顯聲磁同步定點(diǎn)法。321、聲磁同步定點(diǎn)法： 電纜在實(shí)施沖擊高壓定點(diǎn)時(shí)，除了故障點(diǎn)擊穿放電產(chǎn)生聲波震動(dòng)波外，電纜本體會(huì)同時(shí)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(diǎn)，將接收到的沖閃時(shí)的電磁波經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)一個(gè)電壓表。每沖擊一次，電壓表指針擺動(dòng)一次。在電纜故障點(diǎn)附近，如果聽到的聲音與電壓表指針擺動(dòng)同步一致，即說明故障點(diǎn)就在附近，如果聽到的聲音不與電表指針同步，就不是故障點(diǎn)傳來的聲音。這樣就有效地排除了環(huán)境干擾聲。2、數(shù)顯同步定點(diǎn)法： 此法巧妙地利用了沖擊閃

23、絡(luò)時(shí)的電磁波與地震波之間的時(shí)間差原理。因?yàn)殡姶挪ㄒ怨馑賯鞑?，地震波以聲速傳播。定點(diǎn)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(gè)計(jì)數(shù)器，使其開始計(jì)數(shù)，地震波到來時(shí)，使其停止計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器的讀數(shù)即代表了故障點(diǎn)到定點(diǎn)探頭的相對距離。讀數(shù)越小，探頭距故障點(diǎn)越近。讀數(shù)最小處，表示探頭就在故障點(diǎn)正上方 。所謂“同步”，是指每一次施加沖擊高壓時(shí)，計(jì)數(shù)器將重復(fù)計(jì)數(shù)一次，如果聽到的聲音與計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)同步一致，聲音與計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)顯示同步一致，即說明故障點(diǎn)就在附近，如果聽到的聲音不與計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)顯示同步，就不是故障點(diǎn)傳來的聲音。這樣就有效地排除了環(huán)境干擾聲。33數(shù)顯同步定點(diǎn)技巧： 任何一種儀器設(shè)備，在充

24、分了解性能、特點(diǎn)后，方能事半功倍地發(fā)揮其功能。 前述介紹的原理知道，此定點(diǎn)儀靠儀器中的電磁傳感器接收到故障電纜在沖擊放電時(shí)產(chǎn)生的輻射電磁波后開始計(jì)數(shù)，而在聲音傳感器接收到故障點(diǎn)放電時(shí)產(chǎn)生的地震波時(shí)停止計(jì)數(shù)。電磁波與聲音震動(dòng)波之間的時(shí)間差乘以地下聲波傳播的速度，便是探頭至故障點(diǎn)的直線距離（即數(shù)字屏顯示的數(shù)值）。也就是說，只有在沖擊閃絡(luò)之后，探頭測聽到故障點(diǎn)傳來的地震波使計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，所顯示的數(shù)值才是有效而可信賴的。但是，在現(xiàn)場進(jìn)行故障點(diǎn)定位時(shí)有可能出現(xiàn)兩種情況：一是探頭距故障點(diǎn)太遠(yuǎn)，定點(diǎn)儀只是在電磁傳感器接收到輻射電磁波后計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，而沒有地震波來使計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，耳機(jī)也聽不到地震波。所以

25、此時(shí)計(jì)數(shù)器將一直計(jì)到原設(shè)定數(shù)500.0米。而且每沖擊放電一次，計(jì)數(shù)器將重新刷新一次，但仍顯示500.0米。屏幕信息僅告訴操作者高壓設(shè)備的沖擊閃絡(luò)功能正常，可放心沿電纜路徑繼續(xù)測聽。第二種情況是沖擊閃絡(luò)時(shí)，耳機(jī)已能聽到足夠強(qiáng)的地震波聲，計(jì)數(shù)器不再顯示滿量程500.0米。而是顯示某一固定數(shù)值（有可能末尾兩位數(shù)有跳動(dòng)），此固定數(shù)值重復(fù)顯示的機(jī)率相當(dāng)高。此時(shí)操作者可以斷定：數(shù)顯距離即為探頭到故障點(diǎn)的直線距離。 34 當(dāng)現(xiàn)場聽到故障點(diǎn)地震波，能確定故障距離后，下一步是沿電纜路徑，任意移動(dòng)探頭一米左右，以判斷方向。如果讀數(shù)減小，證明移動(dòng)方向正確。若讀數(shù)增加，說明遠(yuǎn)離故障點(diǎn)。便可按屏顯距離直接移動(dòng)探頭至故障

26、點(diǎn)附近。此時(shí)，地震波強(qiáng)度加大，屏顯數(shù)明顯減小。此時(shí)，只要在該處仔細(xì)緩慢地移動(dòng)探頭，總會(huì)發(fā)現(xiàn)某點(diǎn)的讀數(shù)最小。無論探頭往任何方向移動(dòng)，讀數(shù)將會(huì)增大。那么該點(diǎn)恰好是電纜故障點(diǎn)的正上方。此刻的屏顯數(shù)即為該點(diǎn)的電纜埋設(shè)深度。而且此時(shí)用耳機(jī)監(jiān)聽的話，會(huì)發(fā)現(xiàn)此點(diǎn)正是地震波的最大點(diǎn)。 在實(shí)際的電纜故障定位現(xiàn)場，情況往往非常復(fù)雜。 有四點(diǎn)是應(yīng)注意的： 1、若現(xiàn)場環(huán)境噪聲很大（如車輛流量大的公路旁、走的人多的街道或在工地附近等）。閃絡(luò)沖擊放電時(shí)，除故障點(diǎn)傳來的振動(dòng)波外，還有汽車引擎聲、喇叭聲、腳步聲、說話聲、機(jī)器轟鳴聲。這些噪聲將嚴(yán)重地影響定點(diǎn)儀計(jì)數(shù)屏的讀數(shù)穩(wěn)定性。讀數(shù)似乎雜亂無章。其實(shí)，還是有其規(guī)律性的。仔細(xì)觀

27、察讀數(shù)便可發(fā)現(xiàn)，計(jì)數(shù)屏的讀數(shù)總有一個(gè)相對穩(wěn)定的最大讀數(shù)，無論噪聲干擾如何變化，只要噪聲不是連續(xù)的，最大讀數(shù)的出現(xiàn)率非常高。此讀數(shù)即是故障點(diǎn)的距離。對計(jì)數(shù)屏上經(jīng)常出現(xiàn)的無規(guī)律小讀數(shù)（環(huán)境噪聲干擾），不必理會(huì)。隨著探頭接近故障點(diǎn)，其最大讀數(shù)會(huì)逐漸減小。當(dāng)穩(wěn)定的最大讀數(shù)變到最小時(shí)，此處即為故障點(diǎn)精確位置。 35 2、如果定點(diǎn)現(xiàn)場有連續(xù)的較大噪聲，如電動(dòng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、排風(fēng)扇、發(fā)電機(jī)、真空泵等發(fā)出的聲音 ，將會(huì)導(dǎo)致數(shù)顯失效，無論探頭放置何處，數(shù)顯屏總是出現(xiàn)零點(diǎn)幾米（甚至0.1米）小數(shù)值。此時(shí)只能利用定點(diǎn)儀的聲、磁同步探測功能聽測與數(shù)字屏刷新計(jì)數(shù)同步的地震波，用人的判斷力去區(qū)分環(huán)境干擾噪聲，以振動(dòng)波的最大點(diǎn)

28、去確定故障位置，不必去關(guān)心數(shù)顯屏的讀數(shù)。 3、定位現(xiàn)場的電纜故障點(diǎn)位于埋地穿管之中。沖擊放電時(shí)，在穿管的兩個(gè)端口處聲音最大，而在管子中央部位可能聽不到聲音，便有可能出現(xiàn)兩管口有固定讀數(shù)，而在其余地方（如管子中央部位或遠(yuǎn)離管口）僅顯示滿亮500.0米，此時(shí)便可根據(jù)兩個(gè)穩(wěn)定讀數(shù)點(diǎn)的數(shù)值變化規(guī)律判斷管中故障位置。只要挖出穿管，便可以用探頭在管子上實(shí)施精確定位。此時(shí)的誤差一般不會(huì)超過10。36 4、若故障電纜位于電纜溝的排架上（或電纜架上），且是封閉性故障（即電纜外皮未破，沖擊放電時(shí)，故障點(diǎn)的閃絡(luò)僅在芯線與外皮之間，外面看不到火花）。 沖擊放電時(shí)，在電纜本體上有長距離的較強(qiáng)振動(dòng)，用聲測法和同步定點(diǎn)法都

29、無法確定振動(dòng)的最大位置。此時(shí)常規(guī)定點(diǎn)儀將完全失效，而數(shù)顯同步定點(diǎn)儀便可發(fā)揮其特長了。只要將探頭放置在具有強(qiáng)烈振動(dòng)電纜本體附近（千萬不能放在電纜本體上），數(shù)顯屏將會(huì)在沖擊閃絡(luò)的同時(shí)記錄下探頭距故障點(diǎn)的距離，操作者便可很快根據(jù)距離指示數(shù)，將探頭放置在故障點(diǎn)附近，尋找數(shù)顯屏最小讀數(shù)所對應(yīng)的位置，此位置便是精確的故障點(diǎn)。注意，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)沖閃時(shí)電纜全線都有微小振動(dòng)的現(xiàn)象，各處強(qiáng)度幾乎一樣，只是接頭處可能聲音稍大些。這是進(jìn)行沖擊放電時(shí)電纜出現(xiàn)所謂的“電動(dòng)機(jī)”效應(yīng)，千萬不要被此聲音迷惑。故障點(diǎn)的振動(dòng)聲應(yīng)該很大，與全線“電動(dòng)機(jī)”效應(yīng)振動(dòng)的微小振動(dòng)聲音有明顯差別?？梢圆槐乩頃?huì)此種微小振動(dòng)，徑直去找明顯的較大的振

30、動(dòng)波（故障點(diǎn)發(fā)出的）。37 值得注意的是由于定點(diǎn)儀電磁傳感器靈敏度較高，定點(diǎn)儀主機(jī)過分靠近運(yùn)行電纜時(shí)，附近電纜的工頻輻射會(huì)嚴(yán)重干擾計(jì)數(shù)器，其現(xiàn)象是計(jì)數(shù)器的后兩、三位數(shù)碼管會(huì)不停地閃動(dòng)，無法正常計(jì)數(shù)。此時(shí)，只要將主機(jī)旋轉(zhuǎn)90度，用主機(jī)側(cè)面對準(zhǔn)電纜，且遠(yuǎn)離運(yùn)行電纜，便可減少工頻輻射干擾，使計(jì)數(shù)屏正常讀數(shù)。 在進(jìn)行電纜故障的精確定點(diǎn)時(shí)，首先應(yīng)保證沖擊高壓產(chǎn)生設(shè)備的沖擊電壓應(yīng)足夠高，使故障點(diǎn)充分擊穿放電（可從球隙放電的聲音大小及清脆響亮程度判斷，也可從電纜儀屏幕上的波形有無大振蕩波形判斷）。為促使故障電纜的故障點(diǎn)放電聲足夠大，可以加大沖擊閃絡(luò)電壓的能量。其方法是適當(dāng)提高沖擊電壓，并且盡可能加大儲(chǔ)能電容

31、的容量，如加大到210F。這樣可以使故障點(diǎn)放電時(shí)產(chǎn)生更大的聲波振動(dòng)，增大定點(diǎn)儀探頭探測的距離。加快定點(diǎn)速度及提高準(zhǔn)確性。 對于低壓動(dòng)力電纜。粗測與定點(diǎn)方法完全與高壓動(dòng)力電纜相同。所不同的只是所加沖擊電壓較高壓電纜低得多。據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般沖擊電壓最高可以加到10KV以上，只要保證電纜端頭三叉處不被擊穿放電即可。 38 由于所加的是脈沖沖擊高壓，其持續(xù)時(shí)間一般僅有13mS。盡管瞬時(shí)功率較大但平均功率卻很小。10KV的沖擊高壓對低壓電纜一般情況下是完全無損傷的。據(jù)全國各地對于低壓動(dòng)力電纜的故障檢測成功實(shí)例說明，低壓動(dòng)力電纜在故障定位時(shí)，沖擊高壓加到10KV左右是沒有什么問題的，定點(diǎn)安全、準(zhǔn)確而快速。 最

32、后要說明一點(diǎn)的是，無論高壓動(dòng)力電纜還是低壓動(dòng)力電纜，在故障點(diǎn)破裂受潮和故障點(diǎn)金屬性接地情況下，沖擊高壓閃絡(luò)時(shí)，故障點(diǎn)一般不會(huì)產(chǎn)生閃絡(luò)性放電。所以，一般定點(diǎn)儀聽不到放電聲，造成定點(diǎn)失敗。此時(shí)應(yīng)換用別的方法實(shí)施定點(diǎn)，不要輕易懷疑。 現(xiàn)場無法定點(diǎn)的情況還很多，如故障點(diǎn)位于大量堆積物下；在高速公路車流量較大的地方；反常的埋設(shè)深度； 人無法到達(dá)的禁區(qū)；江河海湖的水下等等。具體情況具體對待，無法定點(diǎn)不等于儀器有問題，要相信儀器的正確讀數(shù)。39八、電纜埋設(shè)路徑的尋測 在對電纜故障進(jìn)行初步測距之后，要根據(jù)電纜的路徑走向，找出故障點(diǎn)的大體方位來。只有在故障電纜的正上方定點(diǎn)，才有可能定出故障點(diǎn)的的具體位置。由于有

33、些電纜是直埋式或埋設(shè)在溝道里，而圖紙資料又不齊全，不能明確判斷電纜路徑。這就需要專用儀器測量電纜路徑。在地下管道中，往往是多條電纜并行排列，還需要從多條電線中找出故障電纜。 電纜路徑的音頻感應(yīng)探測法 ：1、路徑測量原理： 用信號(hào)發(fā)生器在電纜始端向被測電纜輸入音頻信號(hào)電流，利用磁性天線接收線在地面上接收磁場信號(hào)，在線圈中產(chǎn)生出感應(yīng)電動(dòng)勢。經(jīng)放大后，通過耳機(jī)、電表指針或其他方式進(jìn)行監(jiān)視。隨著接收線圈的移動(dòng)，信號(hào)的大小會(huì)發(fā)生變化。 路徑探測儀一般都是使用耳機(jī)監(jiān)聽信號(hào)的幅值，根據(jù)探測時(shí)音響曲線的不同，可判斷出電纜路徑。探測方法主要為音谷法。40測試原理如圖所示。41 在進(jìn)行路徑探測時(shí)，使磁棒線圈軸線垂

34、直于地面，慢慢移動(dòng)，在線圈位于電線正上方且垂直于電纜時(shí)，磁力線與線圈平面平行，沒有磁力線穿過線圈，線圈內(nèi)無感應(yīng)電動(dòng)勢生，耳機(jī)中聽不到聲響或聲音最小。然后將磁棒天線先后向兩側(cè)移動(dòng)，在兩側(cè)就會(huì)有一部分磁力線穿過線圈，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，耳機(jī)中開始聽到音頻響聲。隨著磁性天線緩慢移動(dòng)，聲響逐步變大。當(dāng)移動(dòng)到某一距離時(shí)，響聲最大，再往遠(yuǎn)處移動(dòng)，響聲又逐漸減弱。在電纜附近，聲響與其位置關(guān)系形成一馬鞍形曲線，曲線谷點(diǎn)所對應(yīng)的測試位置即電纜埋設(shè)的具體位置。在地面上將所有的谷點(diǎn)（聲音最小點(diǎn)）連接起來就是電纜所埋設(shè)的路徑。422、電纜埋設(shè)深度的測試測試原理如圖所示：43 在電纜的導(dǎo)體與地之間通入音頻電流信號(hào)。使電感線

35、圈的磁棒垂直于地面，并放在被測電纜的正上方，找出耳機(jī)中聲響最小(音谷)時(shí)線圈所處的位置，記下其所對應(yīng)的地面位置A，然后將磁性天線靠近地面并使之與地面傾斜，成45度角(垂直于電纜的走向)并沿電纜向左或向右移動(dòng)，找到音谷點(diǎn)B和B。在這兩個(gè)位置上，線圈的軸線與磁力線垂直，穿過線圈的磁力線最少，耳機(jī)中聽到的聲音最小。兩個(gè)音谷點(diǎn)B或B與電纜所在點(diǎn)O之間的連線BO和B，O與直線AO之間的夾角為45度，三角形AOB和AOB為直角等腰三角形，ABABAO。因此，電纜正上方音谷點(diǎn)A與另外兩個(gè)谷點(diǎn)B或B之間的距離即等于電纜的埋沒深度。 3、電纜接頭的識(shí)別 有的電纜的故障點(diǎn)發(fā)生在電纜的中間接頭上，識(shí)別出電纜中間頭位

36、置有利于盡快地找到故障點(diǎn)。有些發(fā)生在中間頭的故障，很難用沖擊高壓使故障點(diǎn)放電，只有嘗試挖開電纜中間接頭，進(jìn)行仔細(xì)地觀察分析。 一般的直埋電纜，其中間接頭處往往因考慮到接頭發(fā)生故障的概率較高，而常常留有一定的余度，所以在中間接頭處的電纜路徑往往成S或形狀，其余地段都是直線。所以，只要仔細(xì)尋找電纜的埋設(shè)路徑，一般都會(huì)在埋設(shè)路徑發(fā)生S或形狀異常處找到電纜接頭。電纜溝敷設(shè)的電纜沒有這種規(guī)律，只能依靠圖紙資料和地面標(biāo)志來尋找了。 444、電纜中波速的測量 在時(shí)域法電纜故障測試中，所選的電波傳播速度值直接影響了讀數(shù)的準(zhǔn)確性。因?yàn)椴煌N類的電纜，其絕緣材料的相對介電常數(shù)差異很大，使其波速變化較大。例如，礦用

37、橡套電纜的波速為100m/S左右，而通信電纜的波速為230m/S左右。不同的電纜測試必須采用與之相適應(yīng)的電波傳播速度才能準(zhǔn)確測得故障距離。在現(xiàn)場測試某一根特定電纜時(shí)，最好是根據(jù)電纜的已知全長長度（從資料獲得），利用儀器的測速功能，測得改電纜的準(zhǔn)確波速后，并設(shè)置在儀器上才能進(jìn)行測試。當(dāng)然本儀器已經(jīng)設(shè)置了一些常見動(dòng)力電纜的波速，可以直接利用。但因?yàn)槭窃摲N電纜的統(tǒng)計(jì)平均值，不一定和被測電纜的實(shí)際電波傳播速度相符，總會(huì)引入一定測試誤差的。 關(guān)于具體波速的測試，在說明書中已有詳細(xì)敘述，此處不再說明。 總之，儀器操作者必須建立起只有波速設(shè)置準(zhǔn)確才能準(zhǔn)確測試出故障距離的基本概念。45九、現(xiàn)場測試經(jīng)驗(yàn)交流十六

38、字口訣一個(gè)故障 多法測量 相互印證 再下決心 在電纜故障的現(xiàn)場測試中，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)場的環(huán)境噪聲、電纜埋設(shè)深度、發(fā)生故障時(shí)間的長短、所選用的測試方法等，都直接影響了故障波形的變化。可以說儀器所采集到的波形千變?nèi)f化，雖然有一定的規(guī)律，但各次幾乎沒有相同的波形。要求每個(gè)用戶都能熟練檢測故障是不現(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)。在無把握判斷波形的情況下，用多種方法測試，相互驗(yàn)證后，再下決心到現(xiàn)場定點(diǎn)。在確實(shí)聽到故障點(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

39、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)場測試經(jīng)驗(yàn)，僅供參考。461、兩個(gè)或兩個(gè)以上故障點(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。是高阻故障但又無法被沖擊高

40、壓充分擊穿，故障點(diǎn)只有泄漏而無電閃絡(luò)現(xiàn)象。因此，無論沖閃法或二次脈沖法均無法觀測到故障點(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，可改用高壓電橋進(jìn)行粗測。由于沖閃時(shí)受潮故障點(diǎn)有放電聲。如果電纜不長，可直接沿線用聲測法定點(diǎn)。473、故障點(diǎn)近始端的故障和長電纜故障點(diǎn)在遠(yuǎn)端的波形判別 如果故障點(diǎn)十分靠近測試端，波形較復(fù)雜，難于判斷距離，且讀數(shù)誤差較大。或電纜較長而故障點(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)電纜向粗電纜過渡，