电缆故障探测的探讨

梁雄杰

摘要：随着电力电缆的普遍使用,电力电缆的故障检测技术也在不断的发展,涌现出许多测量方法与仪器。本文论述了电力电缆故障的粗浅方法与精测方法,即电桥法、高、低压脉冲法与声测法、跨步电压法。

关键词：地下电缆；故障分析；保测

1.电缆故障探测课题开展的必要性

随着城市经济发展，电缆线路以其架空线路无法比拟的优越性，会越来越多替代架空线路用于城市配电网中。虽然在建设中已经提供了足够的保护，但电力电缆毕竟埋于地下，平时缺乏有效的维护，地下环境变化后得不到及时的处理，电缆处在腐蚀，侵噬，压力等恶劣环境中，久而久之，质量再好的电缆，绝缘也会老化，也会被电压击穿，从而威胁到人们的生活。

大范围的突然停电对社会生产和人民的生活安全影响极大。电力电缆敷设于地下，故障点不明晰，把整条电缆更换于时间上，施工上和经济上都不现实，故障后要在最短的时间内恢复供电，探测故障点的速度和准确性成为了恢复供电的关键。开展电缆故障探测课题的研究，对于城市电力系统的发展有现实的意义。

2.电缆故障的类型及判定

电缆是否存在故障，是否达到运行条件，主要就是判定电缆的绝缘程度是否足够。电缆故障的类型从绝缘程度上可分为高阻故障和低阻故障。从短路类型可分为接地故障和短路故障。在电缆故障定位中最重要的一步就是鉴别电缆故障类型。一旦故障发生，判断故障类型，根据故障类型和本单位的设备条件选择合适的探测方法，直接影响着对事故处理的速度。实际上，电缆可能在任何位置发生任何类型的故障，能否快速排除故障取决于现场工作人员的实际经验。凡是电缆故障点的直流电阻大于该电缆的特性阻抗的故障均称为高阻故障；反之称为低阻故障。一般情况下，用兆欧表和万用表来测定故障电缆相间和对地的电阻，在实际应用中，我们认为绝缘电阻大于100Ω为高阻，反之为低阻。

故障范围粗测有两种方法：电桥法和波反射法，都是利用仪器从电缆上得到故障点距离的数据，结合电缆的外部数据，如长度，路径走向等，知道故障点的大概位置。

精确定位也有两种方法：声测法和跨步电压法，利用仪器在怀疑故障位置附近进行实地勘测，确定具体故障点。

3.故障点的探测方法

3.1电桥法

电桥法利用惠斯登电桥，桥法就是双臂电桥测出电缆芯线的直流电阻值，再准确测量电缆实际长度，按照电缆长度与电阻的正比例关系，计算的故障点。该方法适用于单相低阻故障，对于电缆芯线间直接短路或短路点接触电阻小于1Ω的故障，判断误差一般不大于3m，对于故障点接触电阻大于1Ω的故障，可采用加高电压烧穿的方法使电阻降至1Ω以下，再按此方法测量。

被测电阻R2和标准电阻R1及电阻R3、R4构成电桥的四个臂。在AC端加上直流电压，BD间串接检流计G，用来检测其间有无电流（B、D两点有无电位差）。“桥”指BD这段线路，它的作用是将B、D两点电位直接进行比较。当B、D两点电位相等时，检流计中无电流通过，称电桥达到了平衡。这时，电桥四个臂上电阻的关系为：R1/R2=R3/R4

上式称为电桥平衡条件。若R1的阻值和R3、R4的阻值（或R3/R4的比值）已知，即可由上式求出R2。我们可以利用此理论应用到电缆探伤当中，将图1变换一下，如图3-1，