淺談電纜故障點的測定方法

肖連奎　李紅波　王瑩梅

摘 要：電纜在施工安裝、運行過程中經常因外力損傷，絕緣受潮，化學腐蝕，長期過負荷運行等原因造成故障。一般電纜故障可概括為接地、短路、斷線三類，其故障類型主要有：三芯電纜一芯或兩芯接地；一相芯線斷線或多相斷線，二相芯線間短路；三相芯線完全短路等。針對此類現象，在此，給出了查找電纜故障點的實測方法。

關鍵詞：電纜；故障點；測定方法

一、電纜故障的種類與判斷

無論是高壓電纜或低壓電纜，在施工安裝、運行過程中經常因短路、過負荷運行、絕緣老化或外力作用等原因造成故障。一般三芯電纜故障可概括為接地、短路、斷線三類，其故障類型主要有：三芯電纜一芯或兩芯接地；一相芯線斷線或多相斷線，二相芯線間短路；三相芯線完全短路。

對于直接短路或斷線故障用萬用表可直接測量判斷，對于非直接短路和接地故障，用兆歐表搖測芯線間絕緣電阻或芯線對地絕緣電阻，根據其阻值可判定故障類型。

二、電纜故障點的定位方法

為了對出現故障的電纜進行維修，必須知道故障出現的位置。同常，先大致估計故障的范圍，然后再在預估范圍內缺點故障的確切位置。

（一）電纜故障點預估定位

對電纜故障的的預估定位通常采用脈沖反射法

在首端對電纜施加脈沖波，此脈沖波傳播至故障點時將產生反射。設故障點離電纜首端的距離為Lx，脈沖波在電纜中的傳播速度為v，則在時間tx=2Lx/v時電纜首端將接受到反射波。因此，可有波速v及接收到反射波的時間tx，得到故障點離電纜首端的距離Lx=vtx/2.

反射波的信號強弱對確定tx是十分重要的。設電纜的波阻抗為Z，故障點的等值電阻為Ra，則在故障點的脈沖反射系數為r=（Ra-Z）/（Ra+Z）。

對并聯型故障，設故障點電阻為Rf，則故障點的等值電阻Ra=RfZ/（Rf+Z），脈沖反射系數r=-Z/（2Rf+Z），為使反射波的幅值足夠大，反射系數r的絕對值不應小于0.05.由上式可知，Rf的值應較小，不應大于10Z.

（二）電纜故障的確切定位

1、聲波法。對于高阻抗性故障的電纜，采用聲波法測量。對電纜款間歇施加高電壓脈沖，故障點處絕緣因不斷擊穿二發出聲波。工作人員在地面使用拾音器、放大器和指示儀表組成的裝置檢測此聲波信號，根據所得信號的強弱變化，當指示儀表指示信號最強時，此位置即為故障點的確切位置。此方法所用設備為直流耐壓試驗機。

當電容器充電到一定電壓值時，球間隙對電纜故障芯線放電，在故障處電纜芯線對絕緣層放電產生“滋、滋”的火花放電聲，對于明敷設電纜憑聽覺可直接查找，若為地埋電纜，則首先要確定并標明電纜走向，再在雜噪聲音最小的時候，借助耳聾助聽器或醫用聽診器等音頻放大設備進行查找。查找時，將拾音器貼近地面，沿電纜走向慢慢移動，當聽到“滋、滋 ”放電聲最大時，該處即為故障點。使用該方法一定要注意安全，在試驗設備端和電纜末端應設專人監視。

2、音頻法。對于具有低阻型故障的電纜，無法對其施加高電壓脈沖，不能再使用上述聲波法。可對電纜施加音頻電壓。音頻電纜經電纜首端流入電纜芯線，在故障處流至外屏蔽層，并回至電源。在地面應用磁場探測此安全檢測音頻信號，在區域A能接受信號，但當工作人員進入區域B后，信號即消失。信號有、無的發生地點即為電纜故障的所在位置。

3、電橋法。電橋法就是用雙臂電橋測出電纜芯線的直流電阻值，再準確測量電纜實際長度，按照電纜長度與電阻的正比例關系，計算出故障點。該方法對于電纜芯線間直接短路或短路點接觸電阻小于1Ω的故障，判斷誤差一般不大于3m，對于故障點接觸電阻大于1Ω的故障，可采用加高電壓燒穿的方法使電阻降至1Ω以下，再按此方法測量。測量電路如圖3所示

首先測出芯線a與b之間的電阻R1，則R1=2Rx+R，其中Rx為a相或b相至故障點的一相電阻值，R為短接點的接觸電阻。再就電纜的另一端測出a′與b′芯線間的直流電阻值R2，則R2=2R（L-X）+R，式中R（L-X）為a′相或b′相芯線至故障點的一相電阻值，測完R1與R2后，再按圖3所示電路將b′與c′短接，測出b、c兩相芯線間的直流電阻值，則該阻值的1/2為每相芯線的電阻值，用RL表示，RL=Rx+R（L-X），由此可得出故障點的接觸電阻值：R=R1+R2-2RL，因此，故障點兩側芯線的電阻值可用下式表示：Rx=（R1-R）/2，R（L-X）=（R2-R）/2。Rx、R（L-X）、RL三個數值確定后，按比例公式即可求出故障點距電纜端頭的距離X或（L-X）：X=（RX/RL）L，（L-X）=（R（L-X）/RL）L，式中L為電纜的總長度。采用電橋法時應保證測量精度，電橋連接線要盡量短，線徑要足夠大，與電纜芯線連接要采用壓接或焊接，計算過程中小數位數要全部保留。

三、總結

技術的發展是無止境的，尤其是進入新的世際后更是知識爆炸，技術跳躍式發展，信息技術、網絡技術必然且已經融入各行各業，甚至影響著我們的生活，那么當然地應該促進電纜故障的檢測技術向前發展。