电力电缆故障测试仪

电力电缆故障测试仪（精选12篇）

电力电缆故障测试仪 第1篇

1 直流高压电阻电桥概述

直流高压电阻电桥测量电缆故障方法的最基本的理论依据之一是公式:, 当电缆的截面积S及导体材料一定时, 电缆的长度与电阻值成反比关系。应用直流高压电阻电桥测量电缆故障时, 主要由以下两部分组成:直流高压电源部分和智能电桥式电缆故障测试仪部分。

2 直流高压电源

直流高压电源由调压控制部分、高压试验变压器、整流硅堆及滤波电容等组成。其中调压控制部分的低压端直接与市电连接, 它的输出端则与高压试验变压器的输入端相连, 高压变压器的输出则直接与整流硅堆相连, 整流硅堆的输出端与大地之间需要并接相应的滤波电容。

3 智能电桥式电缆故障测试仪

由于电桥法操作相对简单, 一些单位和地区一直把电桥法作为测试电缆故障的主要测试方法。但此方法对于主绝缘出现的大部分高阻故障不能很有效地进行测试, 所以我们开发了一种新型的智能直流高压电阻电桥电力电缆故障测试仪。下面, 先简单的介绍下电桥法工作原理 (如下图1所示) 。

3.1 电桥工作原理

如图1所示, 若设电缆长度为Lc, 故障点g到测试端的距离为Lg, 调节R1、R2, 当检流计指示为0时, 电桥达到平衡,

3.2 智能直流高压电阻电桥电力电缆故障测试仪的功能与特点

智能电桥式电缆故障测试仪主要用于各种电压等级电力电缆的主绝缘泄漏性故障的测量, 也可用于架空线缆的泄漏性故障。传统的电阻电桥法是将直流高压输出部分与检测调零部分合在一起, 通过调节仪器面板的相应按扭, 最后计算出故障点到任意一个测试端的距离。由于受仪器本身灵敏度的影响, 并考虑到操作人员的安全问题, 通常直流高电压输出最大值有限, 因此可知测试故障电阻不超过几十KΩ。而我们现在新开发的智能直流高压电阻电桥电力电缆故障测试仪就弥补了这种传统电桥的缺陷, 采用高压处理工艺以及先进的电子技术一体化结构, 采用自动测量方法, 使操作变得简单方便。它将直流高压输出部分与检测调零部分分开, 并且通过红外遥控操作, 同时使用高精度的数字采集, 不但保证了操作人员的安全可靠也使测量结果更加准确, 也大大提高了测试故障阻值范围, 解决了主绝缘出现的大部分高阻故障不能测的问题。

3.3 智能直流高压电阻电桥电力电缆故障测试仪的现场使用方法

3.3.1 现场试验方法。

电力电缆现场试验时, 如果电力电缆存在单相或两相对地泄漏性故障, 可直接应用此方法。如三相对地泄漏性故障, 在有辅助电缆时也可采用此方法, 实际连线如图2所示。仪器的P1、C1端接到被试电缆的故障相, P2、C2端接到被试电缆的好相或辅助项, 高压端接到直流高压输出端。

3.3.2 测试过程。

首先, 按连线图2接好线, 保证仪器的可靠接地。接着, 打开智能电桥式电缆故障测试仪的电源开关, 设置电缆长度然后启压启动高压, 当观察到测试电流I>15ma后, 开始进行故障距离测试, 系统自动测量并显示测量结果。

需要说明的是, 可以重复这个过程, 多测量几次, 并计算几次测量结果的平均值。为了进一步验证测试结果, 也可将仪器移至电缆另一端进行测试。若两端分别测得的结果为Lg1和Lg2, 那么, 其关系如下:Lg1+Lg2=2*L (注:L为单根电缆长度) 。

另外, 在测试过程中需要重新连线时, 一定要先用地线搭接使电缆完全放电, 确保安全后再去操作。

摘要：介绍了智能直流高压电阻电桥电力电缆故障测试仪的工作原理及现场使用方法, 并提出现场试验操作的注意事项。

关键词：智能,直流高压,电阻电桥,电力电缆故障测试仪

参考文献

电缆故障测试系统的设计 第2篇

摘要：介绍一种以8051单片机为核心的电缆故障测试系统的测试原理及组成。此系统能检测长距离、多芯电缆的多种常见故障，可用于通信、军事、工业、医学等多种领域。

关键词：电缆 单片机 断路 短路 故障 测试系统

多芯电缆是被广泛应用的信号传输或能量传输的重要载体。与其应用的广泛性相比，它的测试方法是落后日益受到广大技术人员的关注。(本网网收集整理)长期以来，人们常用人工测试电缆，但该方法既费时又费力，准确性也比较差。针对以上问题，本文提出一种新型的电缆故障测试系统，以实现对多芯电缆的断路、短路、断路点、短路点的测试。

1 测试功能

在多芯电缆实际应用中，常见问题为电缆某芯线断路和电缆中某两根芯线之间短路。本系统针对上述问题具有以下测试功能：

（1）短路测试――精确测得电缆芯线之间是否有不必要的连接及路点的具体位置。

（2）断路测试――能测得电缆中某芯线是否连通及断路点的具体位置。

（3）统计及显示――统计并显示一次测量中开路及短路的芯线数及芯线号。

（4）适用于芯线数目较多和长距离的电缆测试场合。

（5）测试准确、方便、快速，具有自动测试的特点。

2 测试原理

2.1 断路、短路测试

以8051单片机组成的最小系统为核心，配以多选二开关阵列（模拟开关组合实现）。该开关阵列连接在电缆的某一端，原理框图如图1.采取单端测量法来完成整个测量过程，该方案在测量断中与短路时，具有不同的操作过程。

（1）测试芯线断路

首先将多芯电缆一端所有芯线连到一起，然后将芯线另一端连接开关阵列，由单片机8051控制开关阵列从某一条芯线输入电信号，再由除此芯线以及的其余芯线扫描读取此信号。如果读不到此信号，说明此芯线断路，或除芯线以外的其余芯线都断路。

（2）测试芯线短路

首先将电缆中的所有芯线的一端全部断开（即互不相连），然后由单片机8051控制与芯线另一端相连的开关阵列，使得从某一条芯线输入电信号，从除此以外的其余芯线扫描读取该信号，若能读得该信号，则说明芯线与被扫描芯线之间有短路情况，并记录相互短路的芯线号。

2.2 断路点、短路点测试

前文叙述了电缆有短路及断路等故障检测方法。如果检测出某一电缆有断路故障，某两根电缆有短路故障，故障点在何睡呢？如果判断呢？下面分别做简要说明。

（1）断路故障点检测

电路原理图如图2。IC1及周期元件组成典型文氏桥式正弦波振荡电路，如图2设计的参数，振荡频率f约为1.6kHz。图2中IC2作跟随吕，起隔离作用，提高电路带负载的能力；两个二极管利用其非线性以达到自动稳幅的效果。后加的输出变压器是为检测短路故障点需要，检测断路故障点时可以不用。

将有断路故障的电缆芯线一端接入A点，将一个盒式录音机的放音磁头靠近此电缆线，打开录音机，将其沿着电缆线移动，录音机中可以听到音频信号。到断路点以后，音频信号无法传来，录音机中听不到音频信号，这样就可以判断出断路点的位置，需注意的.是：当检测多芯线缆某一根断路故障时，其余芯线最好接地，以减小分布电容的影响，样检测的效果较好。

（2）短路点检测

将有短路故障的两根电缆芯线分别接入B、C处，仍用录音机磁头靠近故障电缆线，并沿着电缆线移动，录音机中可以听到音频信号。到短路点以后，则听不到音频信号，这样可以判断出短路点的位置（以录音机原理可生产一种便携式控测器）。

2.3 测试功能转换

此系统测试功能的转换，是通过单片机控制上文所提及的模拟开关实现的，简图如图3.其中8051单片机通过向模拟开关K1的1IN、2IN管脚输入电信号，以控制各功能。当1IN为高电平，2IN为高电平时，K1的开关1、2导通（A管脚接较2的A点，此信号通过开关1输入，OUT脚接放大整形电路再输出给CPU），由两条不同芯线（图3中LIN通过芯线接口单元接电缆尽能多的芯线）进行断路或短路扫描检测；当1IN为高电平，2IN为任意电时，K1的开关1导通（图2的A点信号通过开关1输入），由CPU通过外围电路提供芯片线选通信号2，以选通一开路芯线，进行开路点检测；当（B、C管脚信号接入电路，B、C管脚分别与图2的B、C点相连），由CPU通过外围电路提供芯线选通信号1、2，分别选通两条短路芯线，进行短路点检测。

3 系统电路组成

系统电路组成如图4所示。

4 程序流程

程序流程如图5所示。

电力电缆故障测试仪 第3篇

关键词电缆故障;测试信号;小波去噪;算法改进

中图分类号TM文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)081-0119-01

由于不经处理的原始测试信号容易畸变,现场测试人员很难通过此信号判断出故障距离。所以,各电缆故障测试仪的厂家在仪器里都有对信号进行处理,使得有用的信号得以保留,无用的信号得以屏蔽,最后得到的波形尽量与典型波形接近,便于测试人员判断。小波分析作为一种新型的时频分析方法,由于其具有良好的时频局部性,并且具有Mallat快速算法,因此受到了越来越多的关注。运用小波进行一维信号消噪处理是小波分析的一个重要应用之一,小波变换可以同时进行时频分析,具有时频局部化和变分辨率特性,因此特别适合于处理非平稳信号。由于信号和噪声的模极大值在小波变换下呈现出的不同的变换趋势,因此小波去噪是基于模极大值原理的。Mallat利用奇异信号和随机噪声在小波变换各尺度空间中模极大值的不同传播特性,提出了基于模极大值的小波消噪方法,该方法经过对模极大值的处理之后,存在一个由模极大值重构小波系数的问题,计算比较复杂。另外一种比较简单的方法是对各个尺度上的小波系数进行重新整定,然后进行小波重构。

1小波消噪方法的改进探讨

1.1软阈值消噪法的基本原理

对于信号f(t)L2(R),如果在t0附近满足

(1)

(k为正常数),则称α是f(t)在t。处的李氏指数,它是表示信号奇异性的一个数字特征。如果信号变化越平滑,李氏指数α就越大。如果信号的李氏指数α>0,则该信号的小波变换系数模极大值随着尺度的增大而增大,如果α<0,则该信号的小波变换系数模极大值随着尺度的增大而减小。

理论上已经证明:白噪声的李氏指数α<0,它的小波变换系数模极大值随着尺度的增大而减小,而阶跃信号的李氏指数α=0,它的小波变换系数模极大值不变。反射波的上升沿或下降沿部分与阶跃信号的跳跃部分基本相同,且受电缆衰减的影响,其陡度有所降低,李氏指数α>0,小波变换系数模极大值随着尺度的增大而增大。小波系数经过这样处理后就可以认为经过处理的小波系数是由信号引起的,对处理后的小波进行重构就可以得到消噪后的信号,具体过程如下:

1)对含有噪声的信号进行二进小波分解,得到各尺度的小波系数;

2)取,对小波系数进行如下处理:

3)经过处理后的系数进行重构得到去噪声后的信号。

1.2改进后的软阈值消噪法

传统的软阈值消噪法中的阈值λ是固定不变的,这种消噪方法计算比较简单,是一种相对粗略的消噪方法。但是我们知道,随着尺度的增加,白噪声的小波系数极大值逐渐减少,而有用信号的小波变换系数的极大值随着尺度增大而增大,原来软阈值法没有很好的利用这一规律。可以想象如果所设定的软阈值系数λ能够随着分解尺度等增加而逐渐减小,可以使得噪声信号衰减很多,而有用信号则得到更大地保留。根据电联测距信号与噪声信号的不同点,采用了改进的软阈值消噪法,结果表明可以有效的消除噪声信号,信噪比大大提高。

由于采用200MHz的采样频率采集信号,样本信号在第一尺度上的高频分量绝大部分是噪声。因此,强制把保留信号的第一制度上的小波变化系数估计值置零。

假定噪声幅值的分布符合正态分布,选用式(3)来估计噪声在第一尺度上的小波变换系数模极大值λt(若保证噪声幅值绝对值大于λt的概率小于0.1%,K取3.3)。由于噪声的小波变化系数随着尺度的增大而缓慢变小,利用式(4)估计噪声在尺度j2上的小波变化系数模极大值λj,然后利用式(5)计算保留信号的小波变化系数估计值,最后根据重构保留信号。

2结语

小波消噪对非平稳信号的噪声消除具有无可比拟的优点。在实际工程应用中,所分析的信号可能包含许多尖峰或突变部分,且噪声不是平稳的白噪声,对这种信号进行分析处理,首先要做预处理,将噪声去除,提取有用信号。对于这种信号的消噪,传统的Fourior分析显得无能为力。因为Fourior分析是将信号变换到频域中进行分析,不能给出信号在某个时间点的变化情况,因此信号在时轴上的任一突变都会影响信号的整个频谱。而小波分析由于能同时在时频域中对信号进行分析,所以他能有效区别信号中的突变部分和噪声,从而实现非平稳信号的消噪。利用小波分析理论的优势,根据噪声信号和真实信号在不同小波分解尺度上的传播特性,提出了利用改进的软阈值消噪方法对测距信号进行消噪处理,结果表明,该方法可以有效地消除白噪声信号的干扰,为故障测距提供良好的条件,该方法也可以应用于其它领域一维信号的消噪。利用数学的方法对现有的电缆故障测距仪进行升级改造是以后测距仪的一个发展方向。

参考文献

[1]张晖.电缆故障探测的发展[J].湖北电力,2006,30(4).

电力电缆故障测试技术研究 第4篇

由于电力电缆具有供电可靠、不占地面和空间、受各种自然灾害影响较小等优点, 使在现代电网供电系统中, 电缆的使用数量急剧上升。与此同时, 电缆的故障几率也随之增加, 这给电力管理部门带来很多困扰, 也给电网的安全运行提出了更大的挑战, 因此迅速准确地判断故障点的位置, 对保证供电线路的及时修复和恢复供电有着重要意义。电缆故障的探测方法取决于故障的性质, 探测工作的第一步就是判明故障的性质。电缆故障的性质可分如下几种。

1) 接地故障, 即一芯或多芯接地。

2) 短路故障, 即两芯或三芯短路。

3) 断线故障, 即一芯或多芯被故障电流烧断或外力破坏断开。

4) 闪络性故障, 即当所加电压达到某一值时, 绝缘被击穿, 而当电压低于某一值时, 绝缘又恢复。

5) 混合故障即同时具有两种和两种以上性质的故障。另外, 高阻与闪络性故障的区分不是绝对的, 它与高压试验设备的容量或试验设备的内阻等因素有关。而在各种建设飞速发展的今天, 外力破坏成为电力电缆故障的主要原因之一。

一般在测定电缆故障类型时, 首先用2 500 V以上兆欧表测量绝缘电阻, 对电缆进行直流耐压试验以鉴定电缆是否有故障。泄露电流可能出现的情况有: (1) 泄露电流变化很大。 (2) 泄露电流值随试验电压的升高而急剧上升。 (3) 泄露电流值随时间延长有上升的现象。

2 电力电缆故障测试方法

探测电缆故障的方法一直是个研究课题, 在国内外已采用不少方法, 各有特点和局限性, 归纳起来有三种:原始的分割探测法;仪器探测法;ECAD法 (即电子性能表征和诊断系统) 。这种系统是用一个PC驱动数据探测系统, 测量各种电气性能和提供时间范畴反射仪 (TDR) 图像。它可以和历史资料相比较, 并且通过TDR容易探测到故障的程度和地点。

电缆故障的探测一般要经过诊断、测距、定点三个步骤。电缆故障的测试一般分为两个过程:即故障电缆故障点距离的测试;故障点定点的测试。故障电缆故障点距离的测试即测距方法有三种:回路电桥平衡法;低压脉冲反射法;闪络法。闪络法又可分为直流高压闪络法和冲击高压闪络法两种。故障点定点的测试方法有感应法和声测法两种。电缆故障类型有多种, 如何根据故障类型采用合理的测寻故障方法并迅速确定电缆故障点, 具有重要意义。在计算机广泛应用的今天, 电缆故障探测技术也面貌一新, 并进行了智能化发展。现就探测电缆故障的主要步骤进行逐一详解。

2.1 测距

电缆故障测距, 又叫粗测, 在电缆的一端使用仪器确定故障距离, 现场上常用的故障测距方法有古典直流电桥法与脉冲法。

2.1.1 直流电桥法

回路电桥平衡法是使用直流电桥对电缆故障进行测距的一种方法, 简称电桥法, 现场人员有把Rf<100 kΩ的故障称为低阻故障的习惯, 主要是因为传统的电桥法可以测量这类故障。电桥法对于短距离电缆故障的测距, 准确度相当高, 因此, 目前还在使用。基于电缆沿线均匀, 电缆长度与缆芯电阻成正比, 并根据惠斯登电桥的原理, 将电缆短路接地、故障点两侧的环线电阻引入直流电桥, 测量其比值。由测得的比值和电缆全长, 可获得测量端到故障点的距离。

使用电桥法对电缆单相接地故障测距原理是先在电缆的另一端, 将电缆的故障相和正常相的电缆导体用不小于电缆截面的导线跨接。然后在一端将故障相的电缆导体接在电桥的另一端子上。使用电桥法对电缆两相短路或两相短路并接地, 故障进行测距时, 需要有一个非故障导体和故障导体一起形成一个环, 当电桥平衡时便可得到故障点的距离。

2.1.2 脉冲法

1) 低压脉冲反射法。低压脉冲反射法探测电缆故障是由仪器的脉冲发生器发出一个脉冲波, 通过引线把脉冲波送到电缆的故障相上, 脉冲波沿电缆的线芯传播, 当传播到故障点时, 由于故障点电缆的波阻发生变化, 因而有一脉冲信号被反射回来, 用示波器在测试端记录下从发送脉冲和反射脉冲之间的时间间隔, 即可算出测试端距故障点的距离。开路与低阻故障可用低压脉冲反射法, 低压脉冲反射法的先进之处在于使现场测得的故障波形得到大大简化, 将复杂的高压冲击闪络波形变成了非常容易判读的类似于低压脉冲法的短路故障波形。降低了对操作人员的技术要求和经验要求, 极大地提高了现场故障的判断准确率, 达到快速准确测试电缆故障的目的。

2) 闪络法。闪络法的基本原理与低压脉冲法相似, 是利用电波在电缆内传播时在故障点产生反射的原理, 记下电波在故障电缆测试端的故障点之间往返一次的时间, 再根据波速来计算电缆故障点位置。据统计, 高阻及闪络性故障约占整个电缆故障总数的90%。高阻故障要用冲击闪络法, 而闪络性故障可用直流闪络法测试。实际现场上是通过试验方法区分高阻与闪络性故障的。

2.2 定点

电缆故障定点, 又叫精测, 即按照故障测距结果, 根据电缆的路径走向, 找出故障点的大体方位来。在一个很小的范围内, 利用放电声测法、感应法或其他方法确定故障点的准确位置。

2.2.1 声测法

声测法是目前电缆故障测试中应用最为广泛而又最简便的一种方法。95%以上的电缆故障都是用此方法进行定点, 很少发生判断错误。

声测法是利用直流高压试验设备向电容器充电、储能, 当电压达到某一数值时, 经过放电间隙向故障线芯放电。由于故障点具有一定的故障电阻, 在电容器放电过程中, 此故障电阻相当于一个放电间隙, 在放电时将产生机械振动。根据粗测时所确定的位置, 用拾音器在故障点附近反复听测, 找到地面振动最大、声音最大处, 即为实际电缆故障点位置。

2.2.2 感应法

当电缆芯通过音频电流时, 其周围产生一个相同频率的交变磁场, 这时, 若在电缆附近放一个线圈, 线圈中因电磁感应而产生一个音频电势, 用音频信号放大器将此信号放大后送入耳机或电表, 则耳机中将出现停电音频信号, 电表也将有所指示。若将线圈沿着电缆线路移动, 则可根据声音和电表指示变化, 来判断电缆故障点的位置。这种方法称之为感应法。其特点是接收器可用一平板与大地作电容耦合, 便于持续地寻找, 较为适用混凝土或沥青路面。目前较少用感应法进行电缆故障的定点, 这主要是它只适应于听测低阻相间短路故障和在特殊情况下听测低阻接地故障。但在电缆故障的测量中, 广泛地作为辅助方法来应用。

近年来, 我国也开发了不少新的电缆故障探测仪, 如KRCL-V型探测仪, 它由测闪仪、路径仪、定点仪组成, 采用单片机高速信号处理技术, 利用脉冲反射原理来探测故障, 用于探测电缆短路, 断路和各种低阻、高阻故障并精确定位其误差精度也很高。

3 结语

电缆故障性质的诊断, 即确定故障的类型与严重程度, 以便于测试人员对症下药, 选择适当的电缆故障测距与定点方法。迅速、准确地确定电力电缆故障点, 能够提高供电可靠性, 减少故障修复费用及停电损失。随着国家城市电网改造工作的开展, 电力电缆数量的增加, 广大供电部门将更加重视电力电缆的故障探测工作。电力电缆故障探测是一项技术性比较强的工作, 测试人员应掌握所使用仪器的工作原理, 并总结一定的工作经验。此外, 要做好电缆故障的探测工作, 除了购买先进的仪器设备以外, 还要做好测试人员的培训工作。

摘要：通过对电力电缆故障性质的分析, 提出了电力电缆故障的几种测试方法, 并在神火机电部进行了实践, 对其效果进行了长期考察对比, 验证该方法的合理性和准确性, 提高了应用电力电缆进行供电的可靠性。

关键词：电桥平衡,感应测试,电缆故障,研究

参考文献

[1]周武仲.电力设备维修诊断与预防性试验[M].北京:中国电力出版社, 2002.

[2]雷雨贵.变电检修[M].北京:中国水利水电出版社, 2006.

[3]耿旭明, 赵泽民.电气运行与检修[M].北京:中国电力出版社, 2004.

电力测试导线特点 第5篇

电力测试导线特点

电力测试导线本体由φ0.10mm无氧铜丝经绞合组成，外包丁晴聚乙烯绝缘层。具有柔软、耐压高、强度大、韧性好等特点。其主要技术指标：

● 导线耐压>2KV

● 于-25℃～85℃环境下保持柔软韧性

● 接触电阻<1.5mΩ

● 常期通电，按规格需要2.5A-250A

DCC系列电力测试导线(套)外形美观。试验线由专用插头、连接导线、绝缘手柄三部分组成。(套)导线本体由电流型、电压型、普连线及各规格品种多功能接插件等组成，并采用牛津箱包作为包装供货。(套)导线本体长度可按需要制作。

各种测试配件配备齐全，有专用测试夹、插拔件、专用鳄鱼夹、电力测试钳、DCC系列电力测试配件，以及各种计量校验专用接线柱、大电流试验线、护套夹子等多种测试器材；产品由铜经特殊加工而成，产品质量优良，深受电力同行业部门的一致好评！

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电力电缆故障测试仪 第6篇

【摘要】随着社会经济与人民生活水平的不断发展，电力电缆运行环境也随之变得复杂多变，类型众多。由于电缆自身材质、运行环境和外界因素的影响，电力电缆故障测试已经成为电气设备故障检修中的一项重要工作。因此，要想确保供电畅通与供电系统运行的高效性，就要深入了解电力电缆发生故障的原因。在电力电缆在运行的过程中，加强对电力电缆故障的检测。本文对10千伏电力电缆测试结果的因素分析，探索电力电缆故障测试新技术。

【关键词】10千伏；电力；电缆；测试

随着人们生活和工作对电力供电系统的依赖性增大，供电安全起着重要的作用。在供电系统中，电力电缆作为电力系统的组成部分，支持整个供电系统运行的基础。10千伏电力电缆测试结果发现，发生故障的原因可以多种多样。确保电力电缆运行的稳定性和安全性，避免各种原因产生的不同类型的故障。通过对测试数据和技术参数的对比分析，得到电缆测试项目及影响电缆测试因素。

一.10千伏电力电缆测试电缆故障原因

电缆线路的改造、大修、新建竣工以及一年一度的预防性试验时，一般要先进行绝缘电阻的测试。判断电缆线路绝缘体好坏，日常检测和故障处理。在所有电力电缆故障中，电力电缆在交接试验、预防性试验或耐压试验前由于电缆损伤没有被及时发现，运行时间长久之后就会对电力电缆的正常运行造成影响。10千伏电力电缆测试电缆故障通常情况下，主要分为断路和短路故障两种。当前为了能够对电力电缆故障进行详尽区分，主要可以分为以下几个方面：

（1）机械损伤引起的电力电缆故障比例最大，有时候可能使得测试结果很大的误差。产生的原因有直接受到震动或者是冲击性负荷的外力损坏、安装时的损坏（导致电缆的绝缘包皮出现损伤）和自然力造成的损坏，对电力电缆运行的稳定性和安全性具有较为重要的影响。对于较短的电缆，有时甚至造成错误判断。避免防水设计不合理，材料选择不当，机械强度不符合要求等设计原因造成电力电缆故障。

（2）绝缘受潮主要是中间接头和终端结构密封不良或安装不合理造成，给判断电缆绝缘体内是否存在缺陷带来较大困难。由于电力电缆是大电容电力设备，对于一些特殊环境中的电力电缆，电缆绝缘电阻的测量值一般只作为判断电缆绝缘状况的参考。因为其在运行过程中容易受到外界环境因素的影响，影响电缆绝缘电阻测量。电力电缆绝缘老化速度加快，影响电缆绝缘电阻测量。出现绝缘开裂、穿孔以及绝缘性能下降等故障，影响电缆绝缘电阻测量。

（3）在电力电缆运行过程中，过电压主要由电缆内部过电压和雷击过电压造成。由于受到外部大气或者是内部过压因素影响，大部分电压将加在与缺陷相联的未损坏部分上。导致绝缘击穿，测试结果受影响。在实际的管理工作中，设计和安装的原因也是不可避免。应严格地按技术规范、测试标准进行试验，按照规范施工。判别电缆运行状况、绝缘程度的优劣，避免在潮湿的气候条件下制作接头。

（4）由于电力电缆运行时间长，所以绝缘电阻的测量对于检查电缆绝缘受潮、脏污或存在局部缺陷是非常灵敏的。部分电力电缆运行线路比较隐蔽，不作为鉴定电缆是否能够继续运行的主要依据。在电力电缆实际运行过程中，阴雨潮湿天气或电缆头本身脏污、受潮对电缆绝缘电阻有较大的影响。为了能有效提升电力电缆测试工作效率减少电缆故障，要预先在阴雨天气或下雨后故障处理时对电力电缆进行摇测绝缘电阻、直流耐压试验以及泄漏电流的等测试。

二.10千伏电力电缆测试结果的因素分析

在利用一般电缆故障测试设备对电力电缆故障进行测试过程中，只凭绝缘电阻的测试是无法判定电缆好坏的。通过人工来完成接线和查线，对发现绝缘介质中的局部缺陷比较有利。与一般测试设备相比，直流耐压试验是检测电力电缆耐压强度的通用方法。安装一系列自动化控制设备，当电缆中有局部缺陷绝缘下降时能够及时发现。

（1）直流耐压试验安全性比较高，不影响测试效率。在直流电压作用下电缆绝缘中的电压按绝缘电阻分布，不在需要人工进行接线和放电。直流耐压试验对交联聚乙烯绝缘电缆则有可能产生副作用，在测试过程中施加在电力电缆上的冲击电压需要通过改变球间隙的方式来改变其大小。导致加速绝缘老化、电缆的使用寿命缩短，无法对冲击高压的幅值进行准确控制。

（2）在测试过程中，电缆直流耐压试验的局限性还无法对放电时间间隔进行调整。交联聚乙烯绝缘由于制造工艺因素绝缘电阻率分布是不均匀的，所有放电都需要通过人工操作来完成。由于空间电荷的作用电场分布的不同，安全性较低。在直流电压下导致击穿特征的不一致，无法提升结果处理的准确性。直流耐压试验会在交联聚乙烯材料中产生累积效应，无法对故障信息进行详细记录。

（3）在放电过程中，有时候会在不太高的直流电压下损伤电缆的绝缘。新型电力电缆测试设备放电间隙被触头所取代，接线和所用的设备完全相同。其在测试的过程中不仅能够对附加到电缆上的冲击电压的大小进行调整，也是检测高压电缆缺陷的有效手段。对放电时间进行调整，对反映电缆绝缘介质整体受潮与整体劣化比较有效。对诊断数据、信息以及故障的判断都是通过计算机信息系统来实现，一般和耐压试验同时进行，对故障的定点和距离测试结果更为准确。

三.提高10千伏电力电缆测试结果准确性的途径

低压脉冲行波法低压脉冲行波法是新测试法中应用的较为广泛的一种，需科学的进行预防性试验。对电力电缆断线、低阻和短路故障等进行精准测试，测量绝缘电阻和直流耐压。在测试过程中，如电缆受潮、外层损坏就会击穿。通常情况下，铁路10kV电力电缆的预防性试验主要是试验，主要分为交流法、高压冲击法以及大容量高压直流法三种。

（1）通常将运行中的电缆停运后加入35kV左右电压试验，在传统电力电缆故障测试中应用较为广泛。测量故障点、修复后用同样的办法再次进行试验，应用该方法对电力电缆故障进行测试定点。这种预防性过程有很大的弊病，虽然简单，但是测试效果并不是很理想。电缆耐压击穿后故障查找停电时间长，产生一低压反向脉冲。提升电力电缆的测试速度，是提高电缆试验分析准确程度的重要因数。在实际测试工作中，由于本身电容值大，极少应用该技术对电力电缆故障进行测试。

（2）多采用发电监听的方式对故障进行定位，然后直到正常后投人运行。当发生故障点碳化现象，将会影响正常的运输生产秩序。避免由于阻抗不符造成脉冲遇到故障，应该科学的进行预防性试验。当反向脉冲被测试仪器检测到之后将时间差记录下来，如果测试时间太短则测试结果误差将会很大。通过时间差计算出故障点的距离，分析电缆长度及测试时间的影响。由于操作简单，对于较长大电缆，也能够大幅度提升电力电缆测试工作效率。用兆欧表摇测时需要较长的时间给电容充电，采用自动化技术替代一般设备中的人工测试。

（3）测试时间一定不能低于规程中规定的测试时间，在提高了测试安全性的基础上，创造电缆运行和测试的良好环境。新型测试设备在地下水位较高的地区及多雨地区不宜采用直埋方式，避免出现故障点碳化。防止电缆长期受潮水份侵入内部，避免出现故障阻值反而增高的现象。在敷设电缆时把好施工质量关，长时间的高压也可能对电缆完好部分的绝缘造成潜在的破坏。尽量避免外护套破损与强化热缩接头的工艺质量，通过高精度电桥得到对电力电缆故障发生点的距离进行较为精确的估算。保证电缆不受外界侵蚀、损伤，保持良好的运行环境。

（4）容易受到电缆材质和故障测试范围受限等因素的影响，泄漏电流的过程中不应该根据泄漏电流的具体数值来判断。通过反向脉冲的极性对故障的类型进行判断，观察泄漏电流随时间的变化趋势。直闪行波法主要是要来对闪络性故障进行测试，经常用高于正常电压数倍的电压做预防性耐压试验也不合理。在其测试过程中，应认真分析，确定是否由于试验方法不当所致故障。利用测试高压发生器和电缆故障测距仪进行配合使用，必要时适当提高试验电压或延长试验时间。

四.结束语

加强对电力电缆故障的测试，判断电缆是否符合继续运行条件。对电缆大电阻故障进行测量及判断，分析当时的天气是否潮湿，才能够达到测试的目的。现场测试中对测试数据要全面、科学、准确地进行分析，及时确定故障发生位置并有针对性排除故障。加强对电力电缆故障的测试，为保证电缆线路安全可靠运行提供科学依据。通过加强新型测试设备的应用等方式不断提升测试效率，正确地判断电缆的绝缘健康状况。结合测试进行判断对确保电力电缆的稳定、安全运行具有较为重要的影响作用。

参考文献

[1]丁勇.浅析电力电缆故障测试与分析方法[J].企业技术开发，2014（11）.

[2]高建平.电力电缆故障定位技术分析与系统设计[D].河北电力大学，2014.

电力电缆故障测试的基本步骤与方法 第7篇

一旦电缆绝缘被破坏产生故障、造成供电中断后, 测试人员一般需要选择合适的测试方法和合适的测试仪器, 按照一定的测试步骤来寻找故障点。

电力电缆故障查找一般分故障性质诊断、故障测距、故障定点三个步骤进行。

(1) 故障性质诊断。就是对电缆的故障情况初步了解和分析的过程, 然后根据故障电缆绝缘电阻的大小对故障性质进行分类。

(2) 故障测距。根据不同的故障性质选用不同的测距方法粗测故障距离。

(3) 故障定点。依据粗测所得的故障距离进行精确故障定点, 在精确定点时也需根据故障类型的不同, 选用合适的定点方法。例如:对比较短的电缆 (几十米以内) 也可以不测距而直接定点;但对长电缆来说, 如果漫无目的地定点, 将会延长故障修复时间, 影响供电质量。

2 故障性质诊断

2.1 电缆线路故障性质的分类

(1) 接地故障。电缆一芯或数芯接地故障, 称为接地故障。当电缆绝缘由于各种原因被击穿后, 通常发生此类故障。

接地故障又可分为低阻接地故障和高阻接地故障。不同仪器对高、低阻故障的划分有所不同, 一般接地电阻在50 kΩ以下者为低阻接地故障, 以上者为高阻接地故障。

(2) 短路故障。电缆二芯或三芯短路故障, 称为短路故障。通常也是由于电缆绝缘被击穿而引起。

短路故障也可以分为低阻短路故障和高阻短路故障。其划分原则与接地故障相同。

(3) 断线故障。电缆芯中一芯或数芯断开, 称为断线故障。通常是由于电缆线芯被短路电流烧断或在外力破坏时断开。

按其故障点断线电阻大小, 以1 MΩ为分界点, 也可分为低阻和高阻断线故障。实际应用中, 故障电缆的电阻较易测量, 用电阻的大小判断故障是低阻还是高阻就显得较为方便。

(4) 闪络性故障。试验电压升至某值时, 监视泄漏电流的电流表指示值突然升高, 电压下降时, 此现象消失, 绝缘又恢复正常, 此为闪络性故障。

这类故障大多发生于电缆线路运行前的电气试验中, 并大多出现于电缆接头和终端内。

(5) 混合故障。同时具有上述两种或两种以上的故障称为混合故障。

2.2 电缆线路故障性质的判别

电缆运行时故障性质比较复杂, 除发生接地或短路故障外, 还有断线故障。因此, 在测试时还应做电缆导体连接性的检查, 以确定是否发生断线故障。

确定电缆故障的性质时, 一般应用1 000 V或2 500 V兆欧表及万用表进行测量并做好记录。

(1) 首先在电缆任意一端用兆欧表测量L1相对地、L2相对地及L3相对地的绝缘电阻值, 测量时另外两相不接地, 以判断是否为接地故障。

(2) 测量各相间绝缘电阻。分别测量L1相与L2相、L2相与L3相、L3相与L1相的绝缘电阻, 以判断有无相间短路故障。

(3) 如果电阻很低, 则用万用表测量各相对地的绝缘电阻和各相间的绝缘电阻。

(4) 由于运行故障有发生断线故障的可能, 所以还应做电缆导体连续性是否完好的检查:在一端将三相短路 (不接地) , 到另一端用万用表测量各相间是否完全通路, 相间电阻是否完全一致。

例如发生L1相与L2相及L2相与L3相间不通, 而L1相与L3相通路, 则可判断为L2相断线。当发现三相都不通时, 则有可能发生两相断线或三相断线, 必要时可利用接地极作回路以检查是否三相均断线。

当用万用表检查发现三相之间的电阻不一致时, 应用电桥测量各相间电阻、检查有无低阻断线故障。

(5) 分相屏蔽型电缆 (如交联聚乙烯电缆和分相铅包电缆) , 一般均为单相接地故障, 应分别测量每相对地的绝缘电阻。

当发生两相短路故障时, 一般可按两个接地故障考虑, 在实际运行中也常发生在不同位置的两点同时发生接地的相间短路故障。

3 故障测距

电缆线路发生故障大多为单相接地故障, 其次为断线故障。目前多采用电缆故障测试仪测试的方法进行故障测距。

3.1 电缆故障测试仪低压脉冲电压法测距工作原理

在电缆一端通过电缆故障测试仪向电缆中输入脉冲电压信号, 电压行波信号以一定速度沿电缆线路向前传输, 当遇到故障点时, 就会产生反射, 并返回到测量仪器。当电缆线路发生短路故障时电压行波将产生负的全反射;当电缆线路发生断线故障时电压行波将产生正的全反射。通过检测反射信号和发射信号的时间差, 就可以判断出故障距离。

该方法具有操作简单、测试精度高等优点, 主要用于对断线、低阻接地故障进行测试, 但不能测试高阻接地故障, 而高压电缆中高阻故障较多。

3.2 二次脉冲法

高压电缆线路中接地故障多为高阻接地, 其接地电阻往往有几万欧姆甚至更高, 测试高阻接地故障需用二次脉冲法。

二次脉冲法是近几年来出现的比较先进的一种测试方法, 是基于低压脉冲波形容易分析、测试精度高的基础上开发出的一种新的测距方法。

基本原理:通过高压发生器给存在高阻或闪络性故障的电缆施加高压脉冲, 使故障点出现弧光放电。

由于弧光电阻很小, 在燃弧期间原本高阻或闪络性的故障就变成了低阻短路故障。此时, 通过耦合装置向故障电缆中注入一个低压脉冲信号, 记录下此时的低压脉冲反射波形 (称为带电弧波形) , 即可明显地观察到故障点的低阻反射脉冲。

在故障电弧熄灭后, 再向故障电缆中注入一个低压脉冲信号, 记录下此时的低压脉冲反射波形 (称为无电弧波形) , 此时因故障电阻恢复为高阻, 低压脉冲信号在故障点没有反射或反射很小。

对带电弧波形和无电弧波形进行比较, 两个波形在相应的故障点位置上将会明显不同, 波形的明显分歧点离测试端的距离就是故障距离。

4 故障定点

对于长电缆, 按上述故障测距的方法探测故障点的位置一般总会有一定误差。为了更准确地测出故障点, 减少开挖处理电缆的工作量, 多采用声测法进行定点。

该方法是对故障电缆施加高压脉冲, 使故障点放电, 通过听故障点放电的声音来找出故障点。声测法是目前电缆故障测试中应用最广泛最有效而又最简便的一种方法, 95%的电缆故障可依此法进行定点, 但它不适用于接地电阻特别低 (小于50Ω) 的情况, 对其余情况很少发生误判断。

电力电缆故障测试技术及应用的概述 第8篇

1 常见的电缆故障测试方法

根据电缆故障发生的原因, 可以分为串联故障和并联故障两种, 其中并联故障又可分为主绝缘故障和外皮故障两种, 而不同的绝缘故障采用不同的检测方法, 其具体表现在:主绝缘故障根据电阻影响的不同, 分为低阻故障、高阻故障和间歇性故障, 在与定位检测中, 其分别主要采用低压脉冲反射法、二次脉冲法和二次脉冲法, 而有时也可分别采用电桥法、冲闪法和衰减法等, 在精确定位检测时, 则采用音频感应法、声响法、声磁同步法等, 而在断线故障检测中, 则使用低压脉冲反射法和生磁同步法进行与定位和精确定位, 在外护套故障中, 预定位法与精确定位法分别为高压电桥法、降压法和生磁同步法、跨步电压法。

直流闪测发和冲击闪测法是现代进行故障检测的主要方法, 其分别面向间歇故障与高阻故障, 而其中的电压法也已有效实现检测效果, 其波形清晰, 盲区较少, 这就有效实现了高电阻检测, 但是接线操作复杂, 分压过大, 若操作不规范, 往往会产生危险;电桥法、低压冲脉反射法对低压电缆进行故障检测, 能起到一定效果, 但是对高阻故障却不能使用;二次冲脉法是现阶段较为先进的基础测试法, 其与高压发生器冲击闪络技术相结合, 通过内部装置将低压脉冲法神, 而次脉冲在电弧电阻很低的情况下, 发生短路反射, 在仪器中形成记忆, 而在电弧熄灭后, 则实现开路反射其有利于实现对故障点的转却判断, 因此其具有很强的应用前景, 而究其使用设备来看, 主要有Baur和Seba产品, 其中Baur具有安全性高、容易接线、方便切换、结构紧凑、子宫判断以及消除盲区等优点, 可有效提升检测的精确度。

2 电缆故障测试的设备要求

(1) 考虑价格比和价值比。在选用设备中, 往往将其价格和性能进行比较, 而鉴于高性能设备成本较高, 出于经济效益考虑, 而不予购买或是使用, 实际上, 当设备达到相应的使用规模时, 则会实现其性能效益, 若是因设备使用不当而引起停电等, 则会造成更大的经济损失。

(2) 由于电缆故障的隐蔽性, 提升了检测难度, 尤其对一些不知路径的直埋电缆, 由于其埋于地下、管线干扰较强、损失较大, 因此要加强各个检测工具和设备的综合运用, 如将电缆识别仪器、预定位设备、精定位仪器等, 以实现其检测的有效性。

(3) 关注仪器反射的波形。在进行波形测定中, 要考虑到冲击能量的影响, 现代国外仪器一般采用2μF或是4μF电容, 但是在进行测试时, 往往的不到波形, 因此要求其电容量加大, 且对主绝缘进行有效保护, 控制仪器体积等, 促使冲击能量加大, 以延长故障点起弧时间, 增强放电量, 从而获得测试波形, 这对于低压电缆而说, 其更为突出。

(4) 由于电缆设置的隐蔽性, 且电缆内部危险性等因素的影响, 在检测中要求对故障点进行精确检测, 这就要求选择高精确度的设备, 在提升检测准确性的同时, 实现安全性维护, 避免因检测位置不当, 或是故障点把握不准, 而造成安全事故等。

3 电缆故障测试的把握点

(1) 事前准备。电缆故障预测前的准备是保障故障检测的先决条件, 也是实现有效监测的保障, 因此在进行电缆验证时, 要将电缆长度、路径预留情况、接头位置等各项资料查看, 以保证监测点的准确性。

(2) 检测定位。查找故障点, 是进行检测的根本, 若是故障点定位不准确, 则会造成经济和安全损失, 因此在检测中, 要充分利用故障预定位检测方式和精定位检测方式, 并在一定条件下, 进行有机结合, 以实现故障点检测的准确性, 进而提升检测维修效果。如由于主绝缘故障精确定位较难但是预定位较容易, 外护套恰恰与之相反因此, 在绝缘和外护套故障发生点相同时则可将两者进行结合使用, 以有效实现检测定位。

(3) 预定位误差。由于操作或是仪器、技术等因素的影响, 出现检测误差是必然现象, 因此, 在检测中, 要考虑到预定位误差其中包括仪器误差、度量误差、波速误差、波形误差等, 由于仪器误差是客观存在的, 其具有一定恒定性, 不以人为改变;度量误差, 是在测量中存在的, 人为因素有一定影响, 因此, 必须强化人员的规范化操作, 注意两端电缆的预留圈的存在性;在波速误差控制中, 则要以电缆长度计算的方式, 尽量降低误差与正确值之间的差距;而在仪器和人为作用下出现的波形判断误差, 因此, 在进行其控制中, 不仅要实现规范性操作, 而且要进行经验收集, 以提升其准确度。

(4) 获得波形。在电缆一段测试不到波形时, 要进行两端互换, 或是将燃弧电流加大后再进行测试;若是因为电缆较长而在预定位得不到波形, 则要采用延长触发时间、加大冲击电压等措施, 来获得波形;而对间歇性故障测试中, 若冲击电压不能击穿, 则可采用直流耐压方式。在获得波形后要准确计算波速, 以确定故障点。

4 结语

在电缆运用广泛扩展的同时, 相关性的故障问题频频出现, 这就容易形成用电危机, 造成电力事故等, 针对其问题, 必须强化电力电缆故障检测, 根据故障原因, 采取电桥法、二次冲脉法、声响法、生磁同步法等多种检测方式, 并以高性能设备为支持, 以实现检测准确性。

参考文献

[1]魏书宁, 龚仁喜, 刘珺.电缆故障测试仪硬件的设计和实现[J].电测与仪表, 2011 (2) .

[2]李明华, 闫春江, 严璋.高压电缆故障测距及定位方法[J].高压电器, 2012 (8) .

[3]魏书宁, 龚仁喜, 刘珺.电力电缆故障检测的方法与分析[J].计算技术与自动化, 2011 (3) .

低压电缆故障测试技术研究 第9篇

目前, 国内外的研究技术尚未成熟。我国电力电缆较普遍使用是上世纪60年代以后, 等级有限, 使用范围较窄, 当时为解决电缆故障, 科研人员研制生产出了以"冲闪法"为原理的电缆故障测试仪。这种方法对于目前供电企业广泛采用的以交联材料和聚乙烯材料作绝缘材料的电缆故障, 测试效果不是太理想, 原因是打火放电所产生的声音往往很小 (电缆外皮没有损伤, 只是电缆内部放电) 。

1 低压电缆故障排除的现状

在实际工作中, 低压电缆故障只有开路、短路和断路三种情况。并且, 低压电缆在实际使用过程中还有以下特点。

1) 敷设的随意性比较大, 路径不是很明白。

2) 敷设时埋深较浅, 易受外力损伤而出现故障。

3) 电缆一般较短, 几十米到几百米不等。

4) 绝缘强度要求低, 处理故障做接头时, 工艺较简单。

5) 绝大多数电缆在故障点处都有十分明显的烧焦损坏现象。故障点在电缆外皮没有留下痕迹的情况, 十分罕见。

6) 所带负载变化较大, 而且往往相间不平衡, 容易发热, 由此引发的故障多为常见。

2 低压电缆故障排除仪的研究

为解决目前低压电缆故障排除方法的落后现状, 实现低压电缆故障检测自动化, 减轻电力企业工作成本, 进行本低压电缆故障测试仪的研究。研究的低压电缆故障测试仪包括测距仪和定位仪两部分, 测距仪可产生断续正弦波信号, 用于寻测电缆路径, 信号接收器接收路径信号, 查找电缆走向和估测电缆埋设深度, 自动完成电缆故障点的测试, 无须人工分析故障波形, 直接报出故障点距离和故障性质。定位仪是针对直埋低压电缆的埋设路径, 埋深及故障点位置进行同步定位测试的仪器。定位仪采用电磁感应和跨步电压原理设计的低压电缆故障定位系统, 用于故障点的精确定位。故障测试系统与笔记本配合可进行测量控制、数据处理和电缆资料管理。

2.1 确定电缆故障定位流程

2.1.1 判断电缆故障类型

1) 测量绝缘电阻。

2) 进行直流耐压试验。

2.1.2 故障预定位

1) 低压脉冲法。

2) 脉冲电流法。

3) 直流闪络法。

4) 稳定电弧法。

2.2 研究成果

1) 可测试各种电力电缆的各类故障及通信电缆和市话电缆的开路、短路故障。

2) 可测量长度已知的任何电缆中电波传播的速度。

3) 测试距离:不小于40 km。

4) 统误差:小于0.5 m。

5) 测试盲区:小于5 m。

2.3 低压电缆故障测试仪可实现成果

本研究可测试各种电力电缆的各类故障及通信电缆和市话电缆的开路、短路故障。低压电缆故障测试仪集多种测试方法 (低压脉冲法、脉冲电流法、直流闪络法) 集于一身, 相互验证结果, 以确定故障点的唯一性。电缆的路径查找、埋深探测、故障点定位同步完成, 效率高。对故障点的确定, 仪器有直观显示, 不需要作波形分析。不受地下情况 (如电缆的分叉、打捆、接头扭曲等) 影响, 像探地雷一样, 点对点查找故障点, 定位误差在50 cm以内。不受路面情况影响, 如:地砖、绿化带、水泥路面等。测试现场安全, 对测试者没有危险, 对电缆没有二次损坏。

2.4 历史存储功能

对实时数据可以进行历史存储。历史数据对于故障状况分析、故障分布情况、以及生产成本分析非常重要, 所以重要的数据都会进行长期历史保存。低压电缆测试仪连接电脑, 可根据用户企业的需要保存故障数据便于分析利用。

3 结语

项目的研究设计证明, 低压电缆故障测试仪可以解决目前电缆设备在隐蔽运行过程中出现故障, 不易查找故障位置的困难, 能够较精确地定位故障点, 提高设备安全运行可靠性, 减少停电对运行的影响。同时利用数据库原理对电缆资料进行归档管理, 是目前较先进的低压电缆故障测试技术成果, 其便捷性和安全性可大大减少电力企业排除低压电缆故障过程中产生的人力、物力、财力成本, 并进一步推动低压电缆故障检测技术的发展。

摘要：随着电力、能源行业的发展, 各种电缆越来越多地运用到生产生活的各个领域, 电缆设备越来越多, 而且一般都埋入地下, 在运行过程中, 处于隐蔽状态。当电缆发生故障后, 如何快速准确地查找故障点, 尽快恢复供电, 成为供电企业的难题。针对高压电缆和低压电缆产生故障的不同, “低压电缆故障测试技术研究”, 致力于为低压电缆提供一种操作简单, 实用性强, 携带方便, 适合野外操作的工具型测试仪。可以有效解决电缆故障定位问题, 提高设备安全运行可靠性, 减少停电对运行的影响。

电力电缆故障测试仪 第10篇

电缆故障的探测一般要经过故障性质诊断、故障测距、故障定点三个步骤。

1.1 步骤一:电缆故障性质诊断

电缆故障性质的诊断, 即确定故障的类型, 以便于测试人员对症下药, 选择适当的电缆故障测距与定点方法。

1.2 步骤二:电缆故障测距

电缆故障测距, 又叫粗测, 在电缆的一端使用仪器确定故障距离, 常用的故障测距方法有古典电桥法、低压脉冲法、脉冲电流法和二次脉冲法。

1.3 步骤三:电缆故障定点

电缆故障定点, 又叫精测, 即按照故障测距结果, 根据电缆的路径走向, 找出故障点的大体方位, 利用放电声测法、声磁同步法、跨步电压法确定故障点的准确位置。

2 电缆故障性质的诊断

诊断电缆故障的性质, 根据具体的故障性质, 选择合适的测试方法才能迅速准确的找到故障点的具体位置。

2.1 故障电缆绝缘情况测试

将故障电缆两端终端头同其他相连的设备断开, 将终端头的套管等擦拭干净, 使用兆欧表来测量电缆线芯之间和线芯对地的绝缘电阻;用万用表测量故障电阻的精确值, 以确定故障是否是属于低阻的。

2.2 线芯导通情况测量

导通测量时, 将电缆的末端三相短接, 用万用表在电缆的首端测量芯线之间的电阻。从现场情况来看, 高压电缆断线故障发生的几率极小。

2.3 故障性质诊断与测试方法的选择

(1) 开路故障。电缆的一芯或多芯导体开路故障。伴有接地现象的断线故障可选用低压脉冲法测距, 用声测法和声磁同步法定点, 而对于完全开路而不接地的电缆故障, 定点时可以按闪络性故障对待。

(2) 低阻故障或短路故障。电缆的对地电阻或者线芯与线芯之间电阻若小于几百欧姆可认为是低阻故障。对低阻故障一般采用低压脉冲法测距, 先用声测法和声磁同步法定位, 当故障点没有放电声时再考虑用音频信号法或跨步电压法测量。

(3) 高阻故障。电缆的对地绝缘电阻和线芯与线芯之间的绝缘电阻低于正常值但高于几百欧姆的故障。高压电缆发生这类故障的概率较高, 对于此类故障测距时一般采用脉冲电流法或是二次脉冲法, 向这类故障的电缆中施加高压脉冲时, 故障点处一般都会产生比较大的放电声, 采用声磁同步法可精确定点。

(4) 闪络性故障。电缆的对地绝缘电阻和线芯与线芯之间的绝缘电阻阻值非常高, 但当对电缆进行直流耐压试验时, 出现绝缘击穿现象。这类故障不常见, 一般在进行预防性试验中出现。对这类故障定点的方法选用同高阻故障, 但难度较大。

(5) 电缆主绝缘的特殊故障。在用脉冲法测量电缆故障时, 会遇到一种没有反射脉冲或发射脉冲比较乱的现象, 是由以下几种情况造成的。

(1) 大范围进水受潮的电缆。

(2) 故障点处的护层和铜屏蔽层破损和长距离缺失。

3 故障测距的方法

电缆故障的测距方法中, 主要有电桥法、低压脉冲法、脉冲电流法、二次脉冲法等, 每种方法适用于不同的电缆故障。

3.1 电桥法

电桥法是一种经典测试方法。是通过测试故障电缆从测量端到故障点的线路电阻, 然后根据电阻率计算出故障距离。一般用于测量故障点电阻在几十千欧以内的电缆故障距离, 不适用于高阻与闪络性故障。

3.2 低压脉冲法

低压脉冲法, 又称雷达法, 主要用于测量电缆的开路、短路和低阻故障的故障距离;同时还可用于测量电缆的长度、波速度和识别定位电缆的中间头、T型接头等。

低压脉冲法的优点是简单、直观、测量精度高, 根据脉冲反射波形还可以容易地识别电缆接头与分支点的位置。

3.3 脉冲电流法

该方法是通过高压信号发生器向故障电缆中施加直流高压信号, 使故障点击穿放电, 用仪器采集故障点放电产生的脉冲电流行波信号, 通过测量行波信号在故障点和测量端往返一次的时间差Δt, 根据公式l=v·∆t/2来计算出故障距离的一种方法。

3.4 二次脉冲法

该方法是近几年出现的比较先进的一种测试方法。其基本原埋是:通过高压发生器给存在高阻或闪络性故障的电缆施加高压脉冲, 使故障点出现弧光放电, 向故障电缆中注入一个低压脉冲信号, 记录下此时的低压脉冲反射波形 (称为带电弧波形) ;在故障电弧熄灭后, 再向故障电缆中注人一个低压脉冲信号, 记录下此时的低压脉冲反射波形 (称为无电弧波形) , 把带电弧波形和无电弧波形进行比较, 波形的明显分歧点离测试端的距离就是故障距离。

这种方法主要用来测试高阻及闪络性故障的故障距离, 波形更容易分析和理解, 能实现自动计算, 且测试精度较高。

4 故障定点的方法

电缆故障的精确定点是故障探测的关键。实际测试工作中, 电缆故障点的性质和环境困素复杂, 造成定点困难, 应根据故障性质采用合适的方法, 快速找到故障点。

4.1 声测法

该方法是在对故障电缆施加高压脉冲使故障点放电时, 通过听故障点放电的声音或将声音信号转换成信号波形, 来找出故障点的方法。

该方法的优点是, 比较容易理解, 便于掌握。缺点是受外界环境的影响较大.

4.2 声磁同步法

这种方法也需对故障电缆施加高压脉冲使故障点放电。用仪器的探头在地面上同时接收故障点放电产生的声音和磁场信号, 测量出脉冲磁场信号和声音信号时间差, 找到这个时间差最小的地方, 其探头所在位置的正下方就是故障点的位置。

用这种方法定点的最大优点是:在故障点放电时, 仪器有一个明确直观的指示, 从而易于排出环境干扰;同时这种方法定点的精度较高 (<1.0m) , 信号易于理解、辨别。

4.3 音频信号法

此方法可用来探测电缆的路径走向。在电缆中间有金属性短路故障时, 音频信号接收器在故障点正上方接收到的信号会突然增强, 用这种方法可以找到故障点。

4.4 跨步电压法

是通过向故障相和大地之间加人一个电流信号, 在故障点附近用电压表检测两点间跨步电压突变的大小和方向, 来找到故障点的方法。

此方法只能查找直埋电缆外皮破损的开放性故障, 特别是机械损伤的电缆故障准确率很高, 不适用于查找封闭性的故障或非直埋电缆的故障。

5 结束语

油田生产矿区环境复杂, 电缆与油水管线纵横交错, 干扰信号多, 准确的找到电缆的故障点具有很高的复杂性。检测人员要不断地学习电力电缆的相关知识, 熟练掌握测试方法, 总结经验, 才能迅速的排除故障点, 减少油区生产的停电时间, 保障我国原油生产的可靠运行。

摘要：随着电力电缆在油田配电网中的普遍采用, 电缆的数量不断增加, 电缆的故障随之增多。油区电力电缆敷设多采用直接埋地方式, 一旦发生故障, 寻找故障点十分困难, 怎样能快速准确的查找到故障点的精确位置, 缩短故障时间, 成为油田供电部门日益关注的问题。

关键词：电缆故障探测,测试步骤,测距方法,定点方法

参考文献

[1]徐丙垠.电力电缆故障探测技术.机械工业出版社, 1999[1]徐丙垠.电力电缆故障探测技术.机械工业出版社, 1999

高压电力电缆故障监测技术的研究 第11篇

关键词：高压电力电缆 故障监测技术 研究

中国正在推行电网改造，在国家大力支持下，进度十分迅猛，致使高压电缆使用范围不断扩展。但是目前已然出现问题，中国高压电缆并没有达到完美状态，电缆质量不好、安装不到位、原来安装的高压电缆出现绝缘老化，各种各样的问题，导致高压电缆频发故障事件。此类事件，不仅在电缆使用过程中的维修、排除故障造成很大的困扰，在大众生活、生产方面所造成的损失，更是不可估量。

1 高压电缆故障

在电力出现故障之时，维修人员需要及时对故障进行排解，从各项指标、参数之中，来看是哪些因素造成故障。在电缆运行状态中，会出现一些障碍，而这些障碍是由不同因素导致。

1.1 电缆运作前 目前中国电缆在制造方面存在些许不足，在电缆使用过程中，各种问题都会随机出现。在电缆运作之前，工作人员需要手动装置电缆，很可能会出现装置无法到位，导致电缆在运行过程中故障出现。这是现在电缆运作之中，最常见的问题之一。

1.2 电缆运作中 中国是一个用电大国，可想而知，高压电缆在运作过程中肯定会出现巨大的压力，用电高峰期更是如此，负荷完全超出预想。在超负荷工作下，电缆很可能会导致故障现象，而这种负荷产生的故障，对电缆的影响特别大。高压电缆在日常维护之中，工作人员在各项操作上造成的疏忽，也会导致电缆运行过程出现故障。

例如，在进行电缆养护过程中，疏忽了电缆绝缘体流逝问题，原本保护层遭受腐蚀。这些问题都很容易被忽略，然而，这些问题也是很容易导致故障出现。一旦出现问题，也会无法轻松修复，面对的则是更严峻的维修问题。

1.3 长久运作导致疲劳 不管是那种设备、设施，一旦长时间运作，都会产生疲劳。高压电缆也不例外，在长时间的运作过程中，疲劳也会随之而来，导致故障产生。

比如，某县的高压电缆长期工作，并且要面对超负荷的电力输送，覆盖面积广泛，承担着全县人民生活用电、生产用电、商业用电等巨大的用电量。虽然平时有进行保养，可长期的工作运行，依然会出现机械性损耗，从而导致过电质量出现问题。绝缘时间久，会导致绝缘体老化、失效等问题存在。在这样的情况下，高压电缆经常会出现故障。普通维修已达不到理想效果，只有对电缆进行更换，亦或是加强养护与监控力度，才能保证电力正常运作。

2 高压电缆故障监测

在高压电缆出现故障之后，必须要及时进行监测，才能将问题进行避免，确保损失降到最小。在对高压进行检测的过程中，需要有很多步骤。首先是对故障进行判断，到底是何原因造成。然后寻找故障点，最后进行维修处理。在整个故障监测过程中，如下几点是检测过程中存在的主要问题：

2.1 判断故障性质 在故障出现之后，首先需要做的就是将故障性质进行判断，看到底是什么原因造成故障产生。例如高阻、低阻的区分；故障是以多项故障存在，还是单项故障；亦或是电缆出现短线、短路等，各种不同故障，所需要制定的方案也是各有不同。利用监测技术，对现在所呈现的参数进行分析，致力于将维修效果做到最好。

2.2 故障电缆测距 在判断是什么原因造成故障之后，就要对故障进行粗略估计，利用监测技术对故障进行距离判断，将检测范围无线缩小，以最快的速度找到故障发生点。这个步骤必须要依靠先进的监测定点故障范围，在整个电力电缆故障处理过程中，尤其重要。

2.3 故障点精确定位 在有了初步的范围监测之后，根据现下电缆情况进行确定大致故障范围，在这个范围中对准确位置进行定位，故障点精确位置更容易找到。

3 电缆故障测距

在电缆故障过程中，故障测距至关重要，是定位电缆故障范围的重要指标。只有在测距过程中，将故障范围搜索完成，才能以最快的速度，找到故障点。只有找到故障点，才能及时进行电路抢修工作。

3.1 测距方式 在整个故障监测过程中，测距是最重要的环节。现今为止，惠斯顿的电桥法是最为可靠、有效的方法之一。这个方法的优势很明显，那就是操作简单、快捷准确定位。电容电桥与电阻电桥两种，近年来，监测技术有了突飞猛进的发展，故障监测方式也是不断推出许多全新模式，推陈出新，致力于使用效果更好。

例如现下的电流法、路径探测等，都是最新推出的检测方式，将检测方式与网络相结合，将电网监测推上智能轨道。

3.2 脉冲电流故障监测法 在目前的电缆故障监测方法之中，脉冲电流是一项很受欢迎的检测方式，在以往的监测方法之上，进行改进，逐步完善，将故障监测技术稳步提升。使用过程将关联线路间的波段感应，得到一个与其直接关联的方程式。此方法在国内外很多地方都进行试验，证实效果非常好。相比之前的故障监测方法，更加便捷。如表1所示，不同的电力电缆出现故障之时，采取针对性监测方法，才能直接得到精确结果。

3.3 电桥法 电桥法是一项在电缆监测系统中，不可跨越的经典，其操作步骤也相对复杂。首先要测量出电芯电阻值，还要对电缆总长度进行测量，将这些数据采集完成之后，才能根据数据计算，得知故障点存在范围。

例如：将电缆长度计算为ZQ30-4×251+2×152，长300米的电缆在运行中出现故障，并且已经自动跳闸，怎样对故障进行分析，对故障进行测距。

根据原理，可以将其判断成断线故障，这个时候就需要使用电桥法，对故障点进行测距。首先对电缆的首段、末端进行测试，根据公式进行解答，并且配合电桥原理，可以得出一些数据。

首段测量结果为：LX（顺）=3RL/（M+R）；LX（逆）=3ML/（M+R）

末端测量结果为：LX（顺）=（M+R×L） /（R+M）；LX（逆）=（M+R×L）/（M-R）

结合给出的公式，配合表2中给出的计算数据，可以通过计算，将故障距离很轻松计算出来。

4 结语

伴随着时代前进脚步，中国的电缆技术也在不断深入，许多新技术也在积极投入实际应用之中。然而，各种技术依然无法解决所有故障问题。只有使用各种精确度较高的监测故障距离方法，才可以减少故障维修时间，将电力故障损失降到最小。

参考文献：

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[2]时翔，陈志勇，徐振栋等.基于振荡波系统的交联聚乙烯电缆故障监测[J].电气开关，2013，51（2）：40-42，45.

[3]贺继鑫，郭圣伟.高压电缆故障检测和交流耐压试验的应用[J].电源技术与应用，2012（9）：21-22.

[4]刘军，顾晓明.高压电缆故障检测技术探析[J].城市建设理论研究（电子版），2011（34）.

[5]王爱华.高压电力电缆故障检测技术的研究[D].大连理工大学，2009.

电力电缆故障种类及故障判断与查找 第12篇

关键词：电力,电缆,故障

一、电缆故障的类型

无论是高压电缆还是低压电缆, 在施工安装、运行过程中经常因短路、过负荷运行、绝缘老化或外力作用等原因造成故障。电缆故障可概括为接地、短路、断线三类, 其故障类型主要有以下几方面:一是三芯电缆一芯或两芯接地;二是二相芯线间短路;三是三相芯线完全短路;四是一相芯线断线或多相断线。

对于直接短路或断线故障用万用表可直接测量判断, 对于非直接短路和接地故障, 用兆欧表摇测芯线间绝缘电阻或芯线对地绝缘电阻, 根据其阻值可判定故障类型。

故障类型确定后, 查找故障点并不是一件容易的事情, 下面根据笔者对电力电缆多年摸索的经验, 介绍几种查找故障点的方法, 以供参考。

二、电缆故障点的查找方法

1.测声法。所谓测声法就是根据故障电缆放电的声音进行查找, 该方法对于高压电缆芯线对绝缘层闪络放电较为有效。此方法所用设备为直流耐压试验机。电路接线如图1所示, 其中SYB为高压试验变压器, C为高压电容器, ZL为高压整流硅堆, R为限流电阻, Q为放电球间隙, L为电缆芯线。

当电容器C充电到一定电压值时, 球间隙对电缆故障芯线放电, 在故障处电缆芯线对绝缘层放电产生“滋、滋”的火花放电声, 对于明敷设电缆凭听觉可直接查找, 若为地埋电缆, 则首先要确定并标明电缆走向, 再在杂噪声音最小的时候, 借助耳聋助听器或医用听诊器等音频放大设备进行查找。查找时, 将拾音器贴近地面, 沿电缆走向慢慢移动, 当听到“滋、滋”放电声最大时, 该处即为故障点。使用该方法一定要注意安全, 在试验设备端和电缆末端应设专人监视。

2.电桥法。电桥法就是用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, 计算出故障点。该方法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。

测量电路如图2所示, 首先测出芯线a与b之间的电阻R1, 则R1=2Rx+R, 其中Rx为a相或b相至故障点的一相电阻值, R为短接点的接触电阻。再就电缆的另一端测出a′与b′芯线间的直流电阻值R2, 则R2=2R (L-X) +R, 式中R (L-X) 为a′相或b′相芯线至故障点的一相电阻值, 测完R1与R2后, 再按图3所示电路将b′与c′短接, 测出b、c两相芯线间的直流电阻值, 则该阻值的1/2为每相芯线的电阻值, 用RL表示, RL=Rx+R (L-X) , 由此可得出故障点的接触电阻值:R=R1+R2-2RL, 因此, 故障点两侧芯线的电阻值可用下式表示:Rx= (R1-R) /2, R (L-X) = (R2-R) /2。Rx、R (L-X) 、RL三个数值确定后, 按比例公式即可求出故障点距电缆端头的距离X或 (L-X) :X= (RX/RL) L, (L-X) = (R (L-X) /RL) L, 式中L为电缆的总长度。

采用电桥法时应保证测量精度, 电桥连接线要尽量短, 线径要足够大, 与电缆芯线连接要采用压接或焊接, 计算过程中小数位数要全部保留。

3.电容电流测定法。电缆在运行中, 芯线之间、芯线对地都存在电容, 该电容是均匀分布的, 电容量与电缆长度呈线性比例关系, 电容电流测定法就是根据这一原理进行测定的, 对于电缆芯线断线故障的测定非常准确。测量电路如图4所示, 使用设备为1~2k VA单相调压器一台, 0~30V、0.5级交流电压表一只, 0~100m A、0.5级交流毫安表一只。

测量步骤:一是在电缆首端分别测出每相芯线的电容电流 (应保持施加电压相等) Ia、Ib、Ic的数值。二是在电缆的末端再测量每相芯线的电容电流Ia′、Ib′、Ic′的数值, 以核对完好芯线与断线芯线的电容之比, 初步可判断出断线距离近似点。三是根据电容量计算公式C=1/2πf U可知, 在电压U、频率f不变时C与I成正比。因为工频电压的f (频率) 不变, 测量时只要保证施加电压不变, 电容电流之比即为电容量之比。设电缆全长为L, 芯线断线点距离为X, 则Ia/Ic=L/X, X= (Ic/Ia) L。测量过程中, 只要保证电压不变, 电流表读数准确, 电缆总长度测量精确, 其测定误差比较小。

4.零电位法。零电位法也就是电位比较法, 它适应于长度较短的电缆芯线对地故障, 应用此方法测量简便精确, 不需要精密仪器和复杂计算, 其接线测量原理如下:将电缆故障芯线与等长的比 (下转第281页) (上接第279页) 较导线并联, 在两端加电压E时, 相当于在两个并联的均匀电阻丝两端接了电源, 此时, 一条电阻丝上的任何一点和另一条电阻丝上的对应点之间的电位差必然为零;反之, 电位差为零的两点必然是对应点。因为微伏表的负极接地, 与电缆故障点等电位, 所以, 当微伏表的正极在比较导线上移动至指示值为零时的点与故障点等电位, 即故障点的对应点。

三、其他几种电力电缆故障判断及查找方法

1.故障的类型。电力电缆由于机械损伤、绝缘老化、施工质量低、过电压、绝缘油流失等都会发生故障。根据故障性质可分为低电阻接地或短路故障、高电阻接地或短路故障、断线故障、断线并接地故障和闪络性故障。

2.故障的判断方法。确定电缆故障类型的方法是用兆欧表在线路一端测量各相的绝缘电阻。一般根据以下情况确定故障类型: (1) 当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻, 或芯与芯之间绝缘电阻低于100Ω时, 为低电阻接地或短路故障。 (2) 当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻, 或芯与芯之间绝缘电阻低于正常值很多, 但高于100Ω时, 为高电阻接地故障。 (3) 当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻较高或正常, 应进行导体连续性试验, 检查是否有断线, 若有即为断线故障。 (4) 当摇测电缆有一芯或几芯导体不连续, 且经电阻接地时, 为断线并接地故障。 (5) 闪络性故障多发生于预防性耐压试验, 发生部位大多在电缆终端和中间接头。闪络有时会连续多次发生, 每次间隔几秒至几分钟。

3.故障的测试方法。过去使用的仪器设备有QF1-A型电缆探测仪、DLG-1型闪测仪、电缆路径仪及故障定点仪等。在20世纪70年代以前, 广泛使用的电缆故障测试方法是电桥法, 包括电阻电桥法、电容电桥法、高压电桥法。这种测试方法误差较大, 对某些类型的故障无法测量, 所以目前最为流行测试方法是闪测法, 它包括冲闪和直闪, 最常用的是冲闪法。冲闪测试精度较高, 操作简单, 对人的身体安全可靠。其设备主要由两部分组成, 即高压发生装置和电流脉冲仪。高压发生装置是用来产生直流高压或冲击高压, 施加于故障电缆上, 迫使故障点放电而产生反射信号。电流脉冲仪是用来拾取反射信号测量故障距离或直接用低压脉冲测量开路、短路或低阻故障。下面以故障点电阻为依据简述一下测试方法: (1) 当故障点电阻等于无穷大时, 用低压脉冲法测量容易找到断路故障, 一般来说, 纯粹性断路故障不常见到, 通常断路故障为相对地或相间高阻故障或者相对地或相间低阻故障并存。 (2) 当故障点电阻等于零时, 用低压脉冲法测量短路故障容易找到, 但实际工作中遇到这种故障很少。 (3) 当故障点电阻大于零小于100Ω时, 用低压脉冲法测量容易找到低阻故障。 (4) 闪络故障可用直闪法测量, 这种故障一般存在于接头内部, 故障点电阻大于100Ω, 但数值变化较大, 每次测量不确定。 (5) 高阻故障可用冲闪法测量, 故障点电阻大于100Ω且数值确定。一般当测试电流大于15m A, 测试波形具有重复性以及可以相重叠, 同时一个波形有一个发射、三个反射且脉冲幅度逐渐减弱时, 所测的距离为故障点到电缆测试端的距离;否则为故障点到电缆测试对端的距离。

四、结束语