电力电缆故障点定位与高电阻电缆故障定位的方法

        电力电缆故障及高电阻电缆故障均属电缆故障常见问题，也同属电缆故障中高频问题，下面笔者把这两者电缆故障定位的方法分析写出来，希望对大家在遇到电缆故障时有一定的参考作用。

电力电缆故障点定位方法：

        针对采用地埋方式的电力电缆发生故障后较架空线路更难以确定故障点位置的问题，选取有代表性的10 kV电缆发生高阻故障时故障点的定位过程实例，介绍了根据故障性质采用二次脉冲法测距并定位故障点的方法。针对电缆运行过程中出现的高阻故障，首先查阅电缆相关资料，掌握电缆的详细信息；
        使用万用表、绝缘电阻表判断电缆故障类型，根据故障类型确定相应的测试方法；使用故障测试仪测试电缆的长度，查看测试结果是否与资料相符，初步确定故障点距离；最后采用二次脉冲法对故障点精确定位找出故障点，剥开电缆查明电缆故障原因，以便采取相应的防范措施。该方法容易掌握，尤其对于短距离故障，测试波形更容易分析，能够迅速确定故障距离，使得电缆测试效率更高，定点定位时间更短。

         电力电缆故障复杂多样，按故障表面现象分为开放性故障、封闭性故障；按接地现象分为接地故障、相间故障、混合故障；按故障位置分为接头故障、电缆本体故障；按电阻性质分为断线故障、混线故障、混合故障，其中，混线故障又分为低阻故障、高阻故障、闪络性故障。


1. 故障检测方法

         针对不同的电缆故障，通常的检测方法有低压脉冲法、脉冲电流法、二次脉冲法、电桥法、脉冲电压法等[3]，本文仅介绍常用的3种检测方法。

2. 低压脉冲法

         低压脉冲法适用于检测低阻故障（故障电阻小于200 Ω的短路故障）、断路故障，还可用于测量电缆的长度、电磁波在电缆中的传播速度，区分电缆的中间头、T型接头与终端头等。

3. 脉冲电流法

         脉冲电流法一般包括冲闪法、直闪法，采用线性电流耦合器采集电缆中的电流行波信号，生成故障测试波形图，实现通过波形判断故障情况和测量故障点距离的目的。直闪法用于检测闪络击穿性故障，即故障点电阻极高，在用高压试验设备把电压升到一定值时会产生闪络击穿的故障。冲闪法也适用于测试大部分闪络性故障，由于直闪法波形相对简单，容易获得较准确的结果，应尽量使用直闪法测试。

4. 二次脉冲法

         在高压信号发生器和二次脉冲信号耦合器的配合下，可采用二次脉冲法来测量高阻及闪络性故障的故障距离，该方法测出的波形更简单，容易识别。
电力电缆线路中高电阻损伤的定位方法

        为了初步确定电力电缆线路中的高电阻损伤，通常使用高压反射法组合方法：脉冲电弧法和振动放电法。在本文中，我们将考虑这些方法中嵌入的主要思想及其工作方式。另外，我们将讨论实现这两种办法的设备。

一、脉冲电弧法（ARM）用于确定高电阻损伤

        脉冲电弧法的主要思想是使用特殊的高压脉冲发生器，例如在电力电缆的电弧电缆发生器中石油先为高电阻缺陷的产生创造了条件，使短期电弧（击穿）发生。根据泄漏电流的大小和电流源的功率，使用发电机作用在电缆线上的两种方式之一：

1.从发电机电流源平滑充电KL自身容量（电缆），直到发生击穿为止。如果泄漏非常小，以致高压脉冲发生器的电源足以在击穿之前为充电，则可以使用此方法。对于泄漏严重的缺陷，此方法不适用。

2.将发电机内建的电容充电到所需的电压（不超过测试标准），然后对电缆进行“瞬时”放电，在这种情况下，高压脉冲在电缆线中传播，这到达缺陷的位置会导致故障。此方法可用于搜索泄漏严重的电缆线上的缺陷。

        在这两种情况下，使用集成在发电机中的电感器都会延迟电弧燃烧时间。来自击穿的电流脉冲（从缺陷传播到发生器的输入端）触发一个同步电路，该电路通过电缆故障定位仪（也称为电缆故障测试仪）启动低压测深。电弧的物理特性具有低电阻，并且电缆故障定位仪的探测脉冲也从中以及低阻抗缺陷（短路）中反射出来。

脉冲电弧法的优点

确定高电阻损坏的脉冲电弧法（ARM）具有几个优点。

这是一种非破坏性的方法，因为与燃烧不同，高压对电缆的影响是短暂的，与燃烧不同，此方法不会整体降低电缆参数，并且在绝缘电阻仍在正常范围内的地方不会造成新的损坏。

ARM实际上是一种高精度方法，因为测量实际上是通过脉冲方法进行的。


二、振动放电方法（ICE /衰减）应对高电阻损坏


振动放电方法用于查找很长的电缆线上的损坏，或者在由于某种原因而对地下电缆故障定位仪脉冲的阻尼很大而无法应用脉冲电弧法的情况下。振动放电方法使您可以定位使用脉冲电弧法可以检测到的大多数故障，但是通常会降低精度。在此应注意，当通过振动放电方法进行操作时，电缆的功能未显示。

电流振荡放电的方法（电流波动法，ICE）

当使用波电流方法时，振荡电路是由系统形成的：源侧的电容器-电缆线-缺陷部位的低过渡电阻（或电弧）。当使用通过电流进行振动放电的方法时，根据的泄漏电流值和电流源的功率，此处与脉冲电弧法一样，使用将电缆暴露于发生器的两种方法之一：

1.从发电机电流源对CL电容进行平滑充电，直到发生击穿为止。如果泄漏非常小，以至电流源的功率足以在击穿之前为充电，则可以使用这种方法。对于泄漏严重的缺陷，此方法不适用。

2.将发电机内建的电容充电到所需的电压（不超过测试标准），然后对电缆进行“瞬时”放，在这种情况下，高压脉冲在中传播，到达缺陷部位并导致击穿或较大的放电电流。此方法可用于在搜索泄露严重的缺陷。

返回到源极的放电电流脉冲将为其电容器充电，这反过来。达到缺陷的波可能会再次在其中引起放电（在这种情况下，其极性会发生变化），或者如果不发生第二次放电，则会以相同的极性反射，再次重复该过程，直到初始脉冲的所有能量消失为止。这些振动显示在通过感应传感器连接到电缆的电缆故障定位仪的屏幕上。



振动放电法的优点

这是一种非破坏性的方法，因为与燃烧不同，高压对电缆的影响是短暂的，与燃烧不同，此方法不会整体降低电缆参数，并且在绝缘电阻仍在正常范围内的地方不会造成新的损坏。

该方法不需要在缺陷处点燃爆炸性电弧，因此在电弧由于某种原因而没有点燃的情况下可以提供帮助。例如，堵塞的电缆在缺陷处可能具有较低的电阻，但不会产生电弧。

本文介绍的电缆故障测试方法，具有普遍的参 考价值。电缆高阻故障是目前较难检测的故障类 型，发生故障时确定故障类型以定位故障点的主要 步骤如下：

（1） 查阅电缆相关资料，掌握电缆的详细情 况；

（2） 判断电缆故障类型，根据故障类型确定相 应的测试方法；

（3） 测试电缆的长度，查看测试结果是否与资 料相符；

（4） 初步确定故障点；

（5） 采用二次脉冲法对故障点精确定位；

（6） 剥开电缆查看实际的电缆故障情况，查明 原因，以便采取相应的防范措施。

        随着电力电缆应用范围的迅速扩大，如何有效 地提高电力电缆故障检测的准确性和快速性，提升 设备管理水平，是专业技术人员必须掌握的技能。 针对电缆高阻故障，采用二次脉冲法测距，测试方 法易掌握，特别对短距离故障测试波形，测距方法 简单，自动化程度高，容易确定故障点，使得电缆检 测效率更高，定位时间更短。该检测方法方便、有 效，可供同类型故障处理借鉴。

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