1、電力電纜 故障測(cè)試技術(shù),閔爭(zhēng)斌 西安福潤(rùn)德電子科技有限公司,目 錄 第一章 電力電纜故障測(cè)試技術(shù)發(fā)展歷史及今 后方向 一、傳統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用 二、現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用 三、今后發(fā)展方向:虛擬儀器,多次脈沖 第二章 電力電纜故障測(cè)試中應(yīng)注意的幾個(gè)問 題 一、電纜故障產(chǎn)生的因素 二、電纜故障測(cè)試所需的設(shè)備及用途 三、電纜故障性質(zhì)判別及測(cè)試步驟 第三章 電力電纜故障粗測(cè)（預(yù)定位）方法 一、測(cè)試原理,二、測(cè)試方法 三、粗測(cè)中無波形故障的處理 第四章 電力電纜故障精測(cè)方法 一、電纜路徑的查找 二、精確定點(diǎn) 三、不同性質(zhì)故障的定點(diǎn) 第五章 FCL系列電纜儀性能、特點(diǎn)及使用方法 第六章 電纜故障測(cè)試結(jié)果誤差分析 第七

2、章 實(shí)測(cè)波形圖例及分析,第一章 電纜故障測(cè)試技術(shù)發(fā)展歷史及今后方向,改革開放20多年來，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，各種類型的電力電纜在全國(guó)的各工礦企業(yè)、事業(yè)單位得到了廣泛的應(yīng)用，特別是近幾年城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)改造以來，城市美化日益突出，大量的架空線路下地，使得電纜的用量進(jìn)一步加大。供發(fā)電、石化、鋼鐵、機(jī)場(chǎng)、港口、油田等許多供電場(chǎng)合，幾乎全都采用了電力電纜供電。好處：安全方便、線損小、受自然的影響小。但是在供用電力電纜過程中，一旦發(fā)生故障，很難較快地尋測(cè)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)的重大經(jīng)濟(jì)損失。所以，如何用最快的速度、最低的維護(hù)成本恢復(fù)供電是各供電部門遇到故障時(shí)的首要課題

3、。,電力電纜故障的檢測(cè)是一個(gè)世界性的課題。上個(gè)世紀(jì)三十年代，國(guó)外刊登了一篇論文電纜中擊穿點(diǎn)之故障探測(cè)，首先提出了用高壓沖擊來使故障點(diǎn)放電，用沖擊電流表粗測(cè)電纜故障的論點(diǎn)，這一觀點(diǎn)為以后電纜檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和手段的豐富奠定了基礎(chǔ)。 電纜故障檢測(cè)設(shè)備是伴隨著先進(jìn)電子技術(shù)的出現(xiàn)而誕生的。電纜故障檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過程。上個(gè)世紀(jì)七十年代以前，主要是采用電橋法和低壓脈沖法（又稱時(shí)域反射法）。電橋法及低壓脈沖測(cè)距法在測(cè)量電纜的接地故障和開路故障方面，可以說是相當(dāng)完善了。然而對(duì)于高阻故障（泄露高阻和閃絡(luò)高阻）的尋測(cè)，采用上述方法則是無能為力的，必須另辟蹊徑。盡管后來又出現(xiàn)了用高壓電橋（輸出高壓10

4、kV）測(cè)高阻故障，但大多還需“燒穿”，故障可測(cè)率很低。,在國(guó)外，六十年代末期英國(guó)首先研制出了世界上第一臺(tái)電纜故障閃測(cè)儀。我國(guó)在七十年代初期由西安電子科技大學(xué)（原西北電訊工程學(xué)院）和西安供電局聯(lián)合研制出了我國(guó)第一臺(tái)貯存示波管式電纜故障檢測(cè)儀DGC711，91年推出智能型電纜儀，即采用單片機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單編程完成測(cè)試功能，顯示方式也大多采用液晶（LCD）及顯像管（CRT）。 一、傳統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用 所謂傳統(tǒng)技術(shù)是指用電橋法來解決電纜故障的方法，我國(guó)第一代電纜故障測(cè)試方面的專家們均熟悉并熟練掌握了此項(xiàng)技術(shù)，現(xiàn)在使用此方法的人已不多見。無論是電阻電橋法，還是電容電橋法，甚至后來的高壓電橋法，缺點(diǎn)是要求電纜

5、必須有一個(gè)好相，若三相均壞則無法組成“橋”根本不能進(jìn)行測(cè)試。,1、電阻電橋法 上個(gè)世紀(jì)七十年代以前，世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都廣泛采用此種方法，被稱為“經(jīng)典”方法。幾十年來幾乎沒有什么質(zhì)的變化，對(duì)于短路故障及低阻故障的測(cè)試甚為方便。,1-1 電阻電橋法測(cè)試連線圖,電阻電橋法顧名思義，即利用電橋平衡原理，以電纜某一好相為臂組成電橋并使其達(dá)到平衡，測(cè)量出故障點(diǎn)兩側(cè)段電纜的直流電阻值，同時(shí)將電纜視為“均勻的傳輸線”，那么電阻的比值與電纜長(zhǎng)度的比值成正比，以此推導(dǎo)出故障點(diǎn)距測(cè)試端的距離（在此略去計(jì)算公式的推導(dǎo)，只給出結(jié)論）即：,圖1-2 等效電路,其中：R1、R2為已知電阻通過上式可以看出，只要知道電纜的準(zhǔn)

6、確長(zhǎng)度L全長(zhǎng)，就能精確算出故障點(diǎn)的距離。 2、電容電橋法 當(dāng)電纜是開(斷)路故障時(shí)，若再采用測(cè)量電阻電橋法將無法測(cè)出故障點(diǎn)的距離，因?yàn)橹绷麟姌驕y(cè)量臂未能構(gòu)成直流通道。在此只能采用交流電源，根據(jù)電橋平衡原理測(cè)量出電纜好相及故障相的交流阻抗值。由于電纜被視為“均勻的傳輸線”，其上分布電容與電纜長(zhǎng)度成正比，以此推算出故障點(diǎn)的距離（在此略去計(jì)算公式推導(dǎo)，只給出結(jié)論）即：,其中：R1、R2為已知電阻，,圖1-3 電容電橋法測(cè)試連線圖,圖1-4 等效電路,依據(jù)上式，已知電纜全長(zhǎng)就可算出故障點(diǎn)距離。由于此類故障實(shí)際中出現(xiàn)機(jī)會(huì)較少，所以不常使用。 3、高壓電橋法 電阻電橋法和電容電橋法解決的電纜故障類型很單一

7、，局限性很大。通常電纜出故障往往都是綜合性的，而且大多數(shù)故障都是泄漏高阻(已形成固定泄漏通道的一類故障)或閃絡(luò)高阻(未形成固定泄漏通道的一類故障)。為了解決實(shí)際面臨的難題，人們想到了通過提高直流電橋輸出電壓(通常可達(dá)10kV)，使故障點(diǎn)擊穿，形成瞬間短路，測(cè)量出故障點(diǎn)兩側(cè)段電纜的直流電阻值，推算出故障點(diǎn)距離，即：,其中：R1、R2為已知電阻， 高壓電橋法測(cè)電纜故障連線圖與低壓電阻電橋法相同。此種方法的優(yōu)點(diǎn)是再也不用“燒穿”法先降低故障相絕緣電阻，使其變成低阻才能測(cè)試，即大家常形容的“邊燒穿邊粗測(cè)”。 二、現(xiàn)代新技術(shù)的應(yīng)用 通過前面的分析，我們了解到電橋法實(shí)質(zhì)上只能解決電纜部分故障的測(cè)試。而電纜

8、的故障千奇百怪，三相全壞的情況常有發(fā)生。為了解決諸多難題，同時(shí)也為了方便各種故障的測(cè)試，因此，通過西安電子科技大學(xué)(原西北電訊工程學(xué)院)和西安供電局科研人員的合作攻關(guān)，我國(guó)才有了真正,意義上的電纜故障檢測(cè)儀。 儀器的基本原理應(yīng)用了微波傳輸(雷達(dá)測(cè)距)理論，即脈沖法。無論低壓脈沖法還是高壓脈沖法均是依據(jù)微波在“均勻長(zhǎng)線（電纜）”傳輸中，因其某處(故障點(diǎn))特性阻抗發(fā)生變化對(duì)電波的影響來微觀地分析電波相位、極性及幅度等物理量的變化，來測(cè)得電波傳輸?shù)焦收宵c(diǎn)的時(shí)間再計(jì)算出故障點(diǎn)的距離。 即： 其中：v 電波在不同介質(zhì)電纜中的傳輸速度。 t 電波從始端到故障點(diǎn)再返回始端的時(shí)間。 在我國(guó)電纜故障檢測(cè)儀的發(fā)展

9、基本上經(jīng)歷了三個(gè)階段：,1、脈沖回波返射法之電子管、晶體管階段 我國(guó)第一臺(tái)電纜故障檢測(cè)儀DGC711可以等同于一臺(tái)示波器，因?yàn)槠潆娐放c一般脈沖示波器相似，所不同的是采用了貯能示波管。利用其可有限保持瞬時(shí)暫態(tài)信號(hào)波形的特性(通?？杀３质畮酌腌?來觀察故障點(diǎn)放電時(shí)所采集的電壓波形，用照像機(jī)拍照記錄再分析沖洗出的照片上的波形，以此計(jì)算出故障點(diǎn)的距離。為了分析方便，儀器在同屏顯示中設(shè)計(jì)了光標(biāo)尺(電刻度波)。所以，直到今天還有專家采用存貯示波器測(cè)電纜故障皆緣于此。,圖1-5 DGC711電纜故障測(cè)試儀面板顯示部分示意圖,圖1-6 DGC711閃測(cè)儀基本原理框圖,閃絡(luò),脈沖,Y,X,線路輸入,基于當(dāng)時(shí)的技

10、術(shù)及元器件水平，DGC711全部由分立元件組裝而成，因此，各項(xiàng)功能均采用手動(dòng)切換。做高壓脈沖測(cè)試時(shí)（閃絡(luò)）取樣方式也和國(guó)外一樣，采用電阻分壓法。 主要技術(shù)指標(biāo)：測(cè)試距離：10km 測(cè)試盲區(qū)：30m 儀器電源：220V 50Hz,圖1-7 DGC711電纜儀高壓脈沖法(沖閃法)測(cè)試連線圖,圖1-7中R1分壓電阻常用水電阻(約51K)，才能滿足大功耗寬電壓范圍的要求。小電感L(或R)是用于取出故障點(diǎn)閃絡(luò)波形，故稱為沖L(R)法。 上世紀(jì)70年代第一代電纜故障檢測(cè)儀的研發(fā)成功填補(bǔ)了我國(guó)當(dāng)時(shí)在此領(lǐng)域的一項(xiàng)空白，發(fā)揮了相當(dāng)大的作用。但測(cè)試精度差、誤差大、笨重、不易操作、貯存示波管易老化等是此階段儀器的重

11、要缺陷。隨著電子新技術(shù)的出現(xiàn)，人們對(duì)儀器提出了更高的要求，創(chuàng)新勢(shì)在必行。 2、單片機(jī)技術(shù)用于電纜故障檢測(cè)階段 上世紀(jì)90年代初期，國(guó)內(nèi)電纜故障檢測(cè)儀在電路設(shè)計(jì)中大多采用了 CPU處理器、高速的A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)編程控制等新技術(shù)，初步實(shí)現(xiàn),了半自動(dòng)化。與第一代電纜故障測(cè)試儀相比，此階段電纜故障檢測(cè)儀在信號(hào)處理技術(shù)上是一個(gè)大的飛躍。它充分利用微處理器龐大的數(shù)據(jù)處理功能及豐富的軟件，徹底改變了原來用貯存示波管觀察瞬態(tài)模擬波形，用人工估讀故障波形距離的傳統(tǒng)方法，做到了一次采樣獲得的瞬態(tài)波形可以永遠(yuǎn)顯示、保存，并且用光游標(biāo)自動(dòng)跟蹤故障特征波形，自動(dòng)換算故障點(diǎn)距離，自動(dòng)數(shù)字顯示，自動(dòng)打印等。還可以根據(jù)不

12、同種類的電纜電波傳輸速度自動(dòng)修正測(cè)試距離?？梢哉f基本上實(shí)現(xiàn)了電纜故障測(cè)試半自動(dòng)化、半智能化，提高了儀器的可靠性、穩(wěn)定性。讀數(shù)誤差減小，測(cè)試精度明顯提高。,圖1-8 電纜儀基本原理框圖,圖1-9 電纜故障測(cè)試儀面板示意圖,主機(jī)性能雖得到了大幅度改善和提高，但又一個(gè)遺留的難題并未解決-高壓分壓取樣方式。繼續(xù)延用水電阻分壓，意味著在高壓脈沖的測(cè)試中若主機(jī)接地不良(或遺忘)、誤操作、水電阻老化爆裂均會(huì)損壞儀器，嚴(yán)重時(shí)造成人身傷害。所以，象西安等一些大的供電局在自編的操作規(guī)程中明文規(guī)定：測(cè)試前必須檢查判別水電阻等的好壞，一切良好才能使用。,圖1-10 高壓脈沖法(沖閃法)測(cè)試連線圖,眾所周知，在電纜故障

13、粗測(cè)過程中測(cè)試電壓的高低，取決于故障電纜絕緣損傷的程度，有時(shí)可能會(huì)升至34萬伏才能使故障點(diǎn)擊穿獲得波形，結(jié)果往往是儀器不能承受高壓而損壞，甚至造成人身安全威脅，這就是為什么反復(fù)強(qiáng)調(diào)“四地一線”的安全重要性。 目前生產(chǎn)這一類儀器的廠家很多，原理上沒有大的改進(jìn)，只是在原有技術(shù)的基礎(chǔ)上增加了計(jì)算機(jī)接口，直流供電等功能。取樣方式上也增加了用電流法采集信號(hào)(如圖1-10)。也有嘗試搞數(shù)字式電纜故障檢測(cè)儀的，即不再顯示測(cè)試波形而直接數(shù)顯距離。設(shè)計(jì)思路是可取的，但受測(cè)試對(duì)象(電纜)容性阻抗特性的影響，數(shù)顯結(jié)果重復(fù)性差，無法確認(rèn)，實(shí)踐證明是不成功的。電橋法測(cè)試的安,全性很高，所以有些制造廠家又回到了老路上，運(yùn)

14、用單片機(jī)技術(shù)及電子技術(shù)改造電橋，使其智能化。 此類儀器采樣頻率在2025MHz，測(cè)試距離1520Km，測(cè)試盲區(qū)大多在1525米左右。 3、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)階段 3.1硬、軟件技術(shù)的改進(jìn) 新世紀(jì)伊始，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，電腦走進(jìn)了千家萬戶。人們不再滿足于儀器的“簡(jiǎn)單”使用，于是就出現(xiàn)了信號(hào)采集和顯示、分析等功能的分解。即通過前置器采樣信號(hào)并處理后送入筆記本電腦，在電腦上顯示波形，采用專用軟件完成對(duì)波形的分析、存取、閱讀、比較等，給出最終的結(jié)果。,這一時(shí)期的產(chǎn)品在采樣頻率上明顯有了提高，最高達(dá)40MHz，大大提高了儀器的響應(yīng)速度和分辯率,儀器的操作已趨鼠標(biāo)化。 測(cè)試距離最大到40km，測(cè)試

15、盲區(qū)15米左右。同時(shí)儀器采用了高集成化及SMT(表面貼裝)技術(shù)，更加小巧，便攜、可靠，實(shí)現(xiàn)“一包一箱”結(jié)構(gòu)。,圖1-11 筆記本電腦型電纜儀組成框圖,圖1-12 智能電纜儀原理框圖,軟件方面由剛開始采用匯編語言過渡到高級(jí)語言編程，工作平臺(tái)由DOS升級(jí)為Win 98，全中文視窗界面，軟件功能強(qiáng)大而豐富，使人機(jī)對(duì)話進(jìn)一步友好。 3.2采樣方式的改變,圖1-13 智能電纜故障檢測(cè)儀測(cè)試連線圖,如圖13所示，由于采樣頻率的提高(40MHz)和信號(hào)采集技術(shù)的創(chuàng)新，新的取樣方式感應(yīng)式應(yīng)運(yùn)而生，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試與高壓完全隔離，人身的絕對(duì)安全。困擾了多年的因誤操作及地線不良（或遺忘）而燒壞儀器的現(xiàn)象從此不復(fù)存在，這

16、次創(chuàng)新稱得上信號(hào)采集方式的一次“革命”。 3.3測(cè)試波形的改變 第一、二代電纜故障檢測(cè)儀由于采用高壓分壓，電感取波形(沖L法)方式（如圖10所示），即專業(yè)上常講的電壓取樣法，簡(jiǎn)稱電壓法。在故障點(diǎn)擊穿時(shí)，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)LC的振蕩電路，所以故障點(diǎn)放電的電壓波形往往是疊加在余弦大振蕩波上，并且很容易被淹沒。改用新一代檢測(cè)儀及感應(yīng)法取樣后波形基本處于同一水平基線，而且會(huì)反映出多個(gè)周期，分析時(shí)可選取更為理想的一個(gè)周期,波形，使人為的讀數(shù)誤差減至最小。 同時(shí)增加了同屏雙波形顯示，即測(cè)試區(qū)域放大波形及全貌波形同時(shí)記錄、顯示，加之現(xiàn)有的各種比較波形功能，使用起來將更加容易、快捷。特別是實(shí)時(shí)波形的打印功能，解決了

17、測(cè)試波形歸檔保存的難題，方便以后的查閱、分析和新從業(yè)人員的培訓(xùn)。 波形比較見圖14 圖15,沖閃法測(cè)試波形,展開波形,圖1-14 第一、二代儀器高壓脈沖法測(cè)試波形,圖1-15 FCL系列智能型電纜故障檢測(cè)儀高壓脈沖法波形,3.4精測(cè)設(shè)備-定點(diǎn)儀技術(shù)的改進(jìn) 由于電纜故障點(diǎn)在被擊穿后產(chǎn)生電磁波和聲波，因此傳統(tǒng)方法是接收兩者信號(hào)并處理放大，通常電磁波強(qiáng)度用指針式電壓表指示，聲波則通過耳機(jī)輸出，兩者均為最大(強(qiáng))時(shí)即為故障點(diǎn)，這種接收技術(shù)被稱為“聲磁同步”法。,圖1-16 定點(diǎn)儀原理框圖,定點(diǎn)儀新技術(shù)中對(duì)電磁波進(jìn)行了更細(xì)的分解。由于電磁波在空氣中的傳輸速度比聲波快，通過計(jì)時(shí)電路記錄兩者到達(dá)的時(shí)間再經(jīng)邏

18、輯運(yùn)算給出故障點(diǎn)距離。即： S=（t電磁波t聲波）V聲波= tV聲波 另一種方法則是通過對(duì)瞬時(shí)電磁波及聲波信號(hào)進(jìn)行整理后顯示出波形，在二者波形起點(diǎn)重合時(shí)即認(rèn)為此處為故障點(diǎn)位置。,(a)距故障點(diǎn)較遠(yuǎn)時(shí)波形,(b)到達(dá)故障點(diǎn)時(shí)波形,圖1-17 依據(jù)波形判別故障點(diǎn)示意圖,三、今后發(fā)展方向 1、虛擬儀器概念的建立 上世紀(jì)90年代未期，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展和筆記本電腦的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了數(shù)字化儀器和智能儀器，國(guó)外提出了“虛擬儀器”的設(shè)計(jì)思路。大家知道，傳統(tǒng)儀器一般是一臺(tái)獨(dú)立的裝置。從外觀上看，它一般由操作面板、信號(hào)輸入端口、檢測(cè)結(jié)果輸出這幾個(gè)部分組成。操作面板

19、上一般有一些開關(guān)、按鈕、旋鈕等。檢測(cè)結(jié)果的輸出方式有數(shù)字顯示、指針式表頭指示、圖形顯示及打印輸出等。 從功能方面分析，傳統(tǒng)儀器可分為信號(hào)的采集與控制、信號(hào)的分析與處理、結(jié)果的表達(dá)與輸出這幾個(gè)部分。傳統(tǒng)儀器的功能都是通過硬件電路或,固化軟件實(shí)現(xiàn)的，而且由儀器生產(chǎn)廠家給定，其功能和規(guī)模一般是固定的，用戶無法隨意改變其結(jié)構(gòu)和功能。 傳統(tǒng)儀器大都是一個(gè)封閉的系統(tǒng)，與其它設(shè)備的連接受到限制。 另外，傳統(tǒng)儀器還是沒有擺脫獨(dú)立使用和手動(dòng)操作的模式，在較為復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)合或測(cè)試參數(shù)較多的情況下，使用起來就不太方便。 這三方面的原因，使傳統(tǒng)儀器很難適應(yīng)信息時(shí)代對(duì)儀器的需求。那么如何解決這個(gè)問題呢？可以設(shè)想，在必要

20、的數(shù)據(jù)采集硬件和通用計(jì)算機(jī)支持下，通過軟件來實(shí)現(xiàn)儀器的部分或全部功能，這就是設(shè)計(jì)虛擬儀器的核心思想。 所謂虛擬儀器，就是在通用的計(jì)算機(jī)平臺(tái)上定義和設(shè)計(jì)儀器的功能，用戶操作計(jì)算機(jī)的同時(shí)就是,在使用一臺(tái)專門的電子儀器。虛擬儀器以計(jì)算機(jī)為核心，充分利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形界面和數(shù)據(jù)處理能力，提供對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的分析和顯示功能。 2、計(jì)算機(jī)技術(shù)之虛擬儀器、網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。,圖1-18虛擬儀器之全智能電纜儀組成圖,基于以上設(shè)計(jì)思路，全智能電纜故障檢測(cè)儀主要技術(shù)及功能特點(diǎn)有： 1）虛擬儀器界面，所有操作均鼠標(biāo)配合快捷迅速完成，人機(jī)界面友好，領(lǐng)導(dǎo)電力檢測(cè)儀器主要潮流。 2）可遠(yuǎn)程技術(shù)服務(wù)，升級(jí)軟件。 3）全套儀器采用SM

21、T（表面貼裝）技術(shù)及元器件、高集成化，一包（筆記本電腦）、一箱（高級(jí)鋁合金箱）式結(jié)構(gòu)，在國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)體積最小、便攜性最好。 4）真正的一機(jī)多功能。所配高檔筆記本電腦，也可用于多種智能檢測(cè)儀器的自動(dòng)控制，完成辦公自動(dòng)化、學(xué)習(xí)、娛樂等各種電腦所能完成的工作，大大提高了設(shè)備的利用率。 5）進(jìn)入虛擬的儀器界面，無需任何操作，自動(dòng)聯(lián),機(jī)，支持熱插拔（USB接口），單鍵采樣，四波形顯示（測(cè)試區(qū)域放大波形、全貌波形、全長(zhǎng)脈沖或任一測(cè)試波形，接頭位置任意輸入）簡(jiǎn)單、直觀。 6）自動(dòng)電源管理，電源具有過流、過壓、過充、過放等完善的保護(hù)功能，對(duì)鋰電池的使用安全、高效。 7）先進(jìn)的自動(dòng)同屏四波形比較功能，測(cè)試波形

22、與壓縮波形比較，測(cè)試波形與接頭位置比較，測(cè)試波形與全長(zhǎng)波形比較等，加之內(nèi)存的實(shí)測(cè)波形圖冊(cè)，大大提高了復(fù)雜波形的分析正確率。 8）電腦硬盤容量大，提供各種網(wǎng)絡(luò)接口，可存儲(chǔ)、打印、上網(wǎng)。輕松滿足各種需求如下圖。,圖1-19虛擬儀器之全智能電纜儀波形圖,圖1-20 a波形保存界面,圖1-20 b波形打印界面,9）先進(jìn)的無線感應(yīng)式取樣傳感器，接線最簡(jiǎn)單，徹底保證人、機(jī)安全（圖1-21） 自動(dòng)日歷、內(nèi)置使用說明書及疑難問題解答與處理，實(shí)現(xiàn)測(cè)試信息技術(shù)中心電子信箱的聯(lián)系，即時(shí)滿足用戶的技術(shù)服務(wù)。 按下發(fā)送郵件按鈕后：,圖1-21 虛擬儀器之全智能電纜儀高壓脈沖法測(cè)試連線,圖1-22 信息交流界面圖,主要技

23、術(shù)指標(biāo)： 測(cè)量范圍：2.0m100km 測(cè)量最高分辨率：0.6m 測(cè)量最小盲區(qū)：2m 超高速A/D采樣頻率：100MHz自動(dòng)選擇（國(guó)內(nèi)最高） 測(cè)量用低壓脈沖幅度150V 系統(tǒng)誤差：0.2m 軟件運(yùn)行平臺(tái)：WIN98/WIN ME /WIN NET/ WIN 2000/WIN XP 可以看出，虛擬儀器之電纜故障檢測(cè)儀是集測(cè)試、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一體的全智能型儀器，加之其強(qiáng)大的軟件處理功能，稱其為“傻瓜型”并不為過。 不同時(shí)期電纜故障檢測(cè)及配套產(chǎn)品性能對(duì)比表：,項(xiàng)目,綜上所述，電纜故障測(cè)試技術(shù)發(fā)展到今天，經(jīng)歷了三個(gè)階段： 貯存示波管單片機(jī)技術(shù)計(jì)算機(jī)機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以說我國(guó)已擠身于世界先進(jìn)水平，某些

24、方面已超過國(guó)外的技術(shù)。 2.多次脈沖(含二次脈沖)法概念的建立 二次脈沖法和多次脈沖法概念的提出是建立在高壓閃絡(luò)法中高壓擊穿并使故障點(diǎn)放電這一現(xiàn)象基礎(chǔ)上的。眾所周知,電纜故障點(diǎn)被擊穿時(shí)會(huì)產(chǎn)生燃弧而形成瞬間的短路,呈瞬間低阻故障特性。在燃弧穩(wěn)定階段(或稱瞬間低阻區(qū))再在電纜上加一個(gè)低壓脈沖信號(hào),則會(huì)出現(xiàn)一個(gè)和用低壓脈沖法測(cè)試低阻故障時(shí)相同的波形。把這種在電纜上同時(shí)施加高壓脈沖和低壓脈沖的方法稱為二次脈沖,法,若低壓脈沖信號(hào)是周期發(fā)送的則稱為多次脈沖法。 多次脈沖(含二次脈沖)法實(shí)際上也可歸納為高壓閃絡(luò)法的范疇,都是利用故障點(diǎn)在沖擊高壓作用下電弧將故障相和電纜地線短路的特性來完成測(cè)試的。,第二章

25、電纜故障測(cè)試中應(yīng)注意的幾個(gè)問題,隨著電力電纜在各行各業(yè)的大量使用，電纜故障率明顯提高，如何在很短的時(shí)間里快速、準(zhǔn)確的尋測(cè)出故障點(diǎn)是一個(gè)非常棘手的問題，尤其是對(duì)重要的線路或用戶，長(zhǎng)期停電將造成重大隱患或損失。因而盡快確定故障位置，恢復(fù)正常供電往往成為一項(xiàng)十分緊迫的任務(wù)。 電纜故障尋測(cè)包括兩大步驟：粗測(cè)和精測(cè)。粗測(cè)的方法很多，主要有電橋法、低壓脈沖法、高壓閃絡(luò)測(cè)量法等，測(cè)量出故障點(diǎn)的大概范圍。精測(cè)主要是查找清楚電纜的路徑和埋深，進(jìn)而找出故障點(diǎn)的精確位置。 在實(shí)際測(cè)試中，因時(shí)間、人員、經(jīng)驗(yàn)等因素，往往是心急而方法欠妥。因此，正確的測(cè)試應(yīng)該著重解決好以下幾點(diǎn)，才能做到有條不紊而事半功倍。,一、電纜故障

26、產(chǎn)生的因素 1、機(jī)械損傷 很多故障是由于電纜安裝時(shí)不小心造成的機(jī)械損傷或安裝后靠近電纜路徑作業(yè)造成的機(jī)械損傷而直接引起的。有時(shí)候如果損傷輕微，在幾個(gè)月甚至幾年后損傷部位的破壞才發(fā)展到鎧裝鉛皮穿孔、潮氣侵入而導(dǎo)致?lián)p傷部位徹底崩潰形成故障。 2、電纜外皮的腐蝕 電纜外皮腐蝕又分為電腐蝕和化學(xué)腐蝕兩種。如果電力電纜埋設(shè)在附近有強(qiáng)力地下電場(chǎng)的地方（如電力機(jī)車附近），往往出現(xiàn)電纜外皮鉛包腐蝕致穿的現(xiàn)象（電腐蝕），導(dǎo)致潮,氣侵入，絕緣破壞。同樣電纜路徑有通過酸堿作業(yè)的地方或煤氣站的苯蒸氣往往造成電纜鎧裝和鉛包大面積長(zhǎng)距離被腐蝕（化學(xué)腐蝕）使電纜出現(xiàn)故障。 3、電纜經(jīng)過處地面下沉 這種情況往往發(fā)生在電纜穿越

27、公路、鐵路及高大建筑物及山地時(shí)，由于地面的下沉而使電纜垂直受力變形，導(dǎo)致電纜鎧裝、鉛色破裂甚至折斷而造成各種類型的故障。 4、電纜絕緣物的流失 電纜敷設(shè)時(shí)地溝凹凸不平，或處在電桿上的戶外頭，由于電纜的起伏、高低落差懸殊，高處的絕緣油流向低處而使高處電纜絕緣性能下,降，導(dǎo)致故障發(fā)生。這類故障主要發(fā)生在油浸紙電纜和不滴流電纜。 5、長(zhǎng)期過負(fù)荷運(yùn)行 由于過負(fù)荷運(yùn)行，電纜的溫度會(huì)隨之升高，尤其在炎熱的夏季，電纜的溫升?！皩?dǎo)致電纜薄弱處和接頭處首先被擊穿。”在冬夏兩季，電纜故障率高就是例證。 6、振動(dòng)破壞 鐵路軌道下運(yùn)行的電纜，由于劇烈的震動(dòng)導(dǎo)致電纜外皮產(chǎn)生彈性疲勞而破裂，形成故障。 7、不按技術(shù)要求施

28、工 不按技術(shù)要求敷設(shè)電纜往往會(huì)留下隱患，如臨,時(shí)的改變?cè)O(shè)計(jì)走向、溝道結(jié)構(gòu)及野蠻施工等都是形成電纜故障的重要原因。 8、拙劣的接頭制做 在潮濕的氣候條件下做接頭，使接頭封裝物內(nèi)混入水蒸氣而達(dá)不到運(yùn)行要求，久而久之往往形成閃絡(luò)性故障。 通過以上分析不難看出，提高從業(yè)人員素質(zhì)和專業(yè)技能，建立電纜電子化檔案管理，優(yōu)先采用新的材料及工藝，加強(qiáng)科學(xué)化管理是減少或消除電纜隱患行之有效的辦法。 二、電纜故障測(cè)試所需的設(shè)備及用途 1、粗測(cè)設(shè)備 電纜故障測(cè)試儀：完成35KV及以下各種故障,的粗測(cè)。不同廠家生產(chǎn)儀器智能化程度差異較大。 2、精測(cè)設(shè)備 定點(diǎn)儀： 同時(shí)接收故障點(diǎn)放電時(shí)產(chǎn)生的電磁波和聲波信號(hào)，完成對(duì)故障點(diǎn)

29、的定位。電磁波和聲波信號(hào)通常用指針表、耳機(jī)、數(shù)顯等方式指示。因此又稱“聲磁同步”定點(diǎn)法。 大功率路徑信號(hào)發(fā)生器（路徑儀）： 查找電纜的路徑和敷設(shè)的深度。使用時(shí)重點(diǎn)是確定故障點(diǎn)粗測(cè)范圍內(nèi)的走向和深度，以便快速、準(zhǔn)確定位。 3、其他設(shè)備 交直流試驗(yàn)變壓器（含操作箱）：,因故障測(cè)試時(shí)施加于電纜的電壓是直流負(fù)高壓，因此選用的變壓器應(yīng)能提供不小于50KV的直流電壓，功率通常選3KVA或6KVA均可。 (注：由于我國(guó)早期的試驗(yàn)規(guī)程是借鑒前蘇聯(lián)及歐洲的標(biāo)準(zhǔn)，微觀分析認(rèn)為：在直流負(fù)高壓形成的電場(chǎng)中，電纜芯線中存在的空氣等負(fù)漓子在電場(chǎng)的作用下向電纜表面（電場(chǎng)正極）運(yùn)動(dòng)，有利于發(fā)現(xiàn)電纜的缺陷及除潮。) 脈沖貯能電

30、容器： 能進(jìn)行瞬時(shí)反復(fù)地充放電，而且充放電性能要好。通常選用40KV/2uF的電容2個(gè),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要可并聯(lián)或串聯(lián)使用。 微型刻度球隙：,調(diào)節(jié)球間隙大小，控制施加于電纜上電壓的高低和放電間隙的長(zhǎng)短。配合完成故障點(diǎn)的粗測(cè)。使用原則是：間隙小到大，放電時(shí)間35秒。 絕緣電阻測(cè)試儀： 檢測(cè)故障絕緣損傷程度,判斷故障的性質(zhì)。 三、電纜故障性質(zhì)判別及測(cè)試步驟 1故障性質(zhì)判別 對(duì)故障性質(zhì)的分析是選擇測(cè)試方法的唯一依據(jù)。因此，首先要清楚電纜的故障都有哪些種類和特征。 電力電纜故障可分為兩大類型：第一類為電纜導(dǎo)體損傷產(chǎn)生的故障，一般表現(xiàn)為開路或斷線故,障；第二類為相間或相對(duì)地之間絕緣介質(zhì)損傷產(chǎn)生的故障，這類故障一般表現(xiàn)為低阻、泄露性高阻和閃絡(luò)性高阻三種情況，具體定義為： a、開路故障：如果電纜絕緣正常，但卻不能正常輸送電能的一類故障可認(rèn)為是開路故障，如芯線似斷非斷、芯線某一處存在較大