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1、关于电缆故障检测方法的探讨李旭峰（中铁隧道集团三处有限公司，广东 乐昌 512219 ）摘要：在机电设备安装工程的施工及维护过程中，将会面对各种原因造成的电缆故障。所以必须具有适用的理论及方法来解决各类故障,本文就传统的检测方法进行了阐述，并对智能仪表的使用进行了简述。关键词：电缆故障 故障检测 About cable fault examination method discussionLI Xu-feng（The 3rd Engineering Co.,Ltd. of china Railway Tunnel Group,Lechang512219,Guangdong,China)Abst
2、ract: During the constructional process and maintenance stage of installation Engineering , we will face the cable fault which each kind of reason creates. Must therefore have the suitable theory and the method solves each kind of breakdown, this article has elaborationed on the traditional examinat
3、ion method, and has summarized to the intelligent measuring appliances use.Key: Cable fault Fault detection1、电缆故障的传统检测方法电缆敷设为机电安装施工中经济价值最大的分项施工，同时也是保证设备正常运行重要设施，在实际施工及 维护运行过程中，往往因敷设方式设计不合理、施工人 员操作不当、虫鼠等小动物的破坏等各种因数的影响，造成电缆的损坏而引起故障。在大量的工程实践中我们发现电缆故障为高阻电流泄露故障（电阻值大于等于 1），其原因往往为因绝缘层破坏而造成的。低电阻故障一般为相间或对地短路
4、经常出现在电缆分歧头位置，是由于施工时绝缘 手段未充分引起的，但出现的几率很小，主要是 预防为主，在施工阶段就严把质量关减少事故的出现。电缆故障可能出现在配电线路施工、调试、 维护等任何阶段，施工、除了少量的 电缆故障出现在施工、调试阶 段外，更多的 电缆故障出 现在维护运行期间， 这类故障一般随着整个配线系统的老化而逐渐显现，造成设备频频跳闸给用户带来困扰。因此使用单位必须熟练的掌握电缆检测方法。在电缆故障检测过程中因采用高压或低压手段分为高压检测或低压检测两类，其中高压检测使用于低阻、断路、高阻等各种情况的电缆 故障，低 压检测方式只适用于低阻、断路情况，因此实际检测中多采用高压检测方法。
5、本人在多年的施工实践表明，出现电缆故障时如采用传统的检测手段就能很好的实现的定位和修复目的，下文我们就日常常用的检测理论及方法分析探讨，1.1、电缆短路速查法如有电缆短路，可用机械式万用表确定此段电缆短路两段的电阻值。阻值大的一端为首端 A，阻值为 RA；另一端为 B，阻 值为 RB；设电缆总长为 L，短路点至首端的距离为 LA，短路点至尾端的距离为 LB，为此得出：(R A+RB)/RB=(LA+LB)/LB，从上式可导出LB=（ LA+LB）*RB/（RA+RB） （1）例：某厂配电室至泵房的电缆线经检查有短路故障。此段电缆长约 400m。万用表测电缆两段阻值分别为 l0 和 4。将两阻值
6、带入（1）式可得：L B=4004/(10+4) =1 600/14114m。这种方法只使用低阻故障的明敷电缆，优点是不依赖设备和经验，普通电工都能熟练掌握。在渝怀铁路园梁山隧道照明工程的施工中，我单位负责对园梁山隧道及平导的照明线路进行施工及维护，由于施工作业现场空气中湿度很大，因此缆分歧接头制作时绝缘效果受到了影响，在长期使用后多处出现了短路跳闸故障。作业现场由于处于运行中的铁路隧道或着浸泡在水中的平导，长度达 11 公里，维修中无法利用车辆设备，只能依赖步行的方法进入故障位置负重能力受到限制，因此电缆短路速查法为理想的检测方法。1.2、直流冲击法（冲击闪络法）直流冲击法利用直流电压通过球
7、隙放电产生脉冲电压，该电压在护套绝缘破损处产生多频谱放电电流及声、光和磁场，利用在 现场检测放电信号即可获得故障点的精确定位。放电强度取决于滤波电容器储存电荷量的多少，而储存的电荷量与直流电压和电容量成正比，即 Q=CU。该方法试验装置结构简单，操作简便。 检测示意图见图 5。主要适用于新敷设电缆，特别适于尚未填埋的电缆，利用裸耳即能听到故障点放电声，在深夜效果明显。对于已填埋电缆需配备声磁法或声磁异步法测试仪进行测量定位。在任何情况下都配备音频放大器并用耳机监听放电声。在广州新光隧道机电安装工程，工程调试期间电工发现水泵存在经常跳闸的情况，但用万用表检测发现电缆未发生低阻故障，电缆阻值、绝缘
8、电阻均在正常范围中，在此情况下，通过简易的自制滤 波电容装置对故障电缆进行不停的供电，电工在填埋位置沿线听放电声，终于在变电 房外 40 米处听到明显的脉冲声，做好标记后范围。然后开挖故障位置，检查电缆发现电缆表皮有明显的破损，修复后未再发生故障。此类方法的优点是使用方法简单，通过简单培训普通电工能熟练掌握，是在电缆短路速查法无效外的第一首选。图 1 直流冲击法检测图Fig.1 The attacking of direct current1.3、跨步电压法跨步电压法是目前应用最为广泛、有效的高精度定位方法，用于对埋地电缆故障点的判断。检测时使用的设备主要为为 1 台高压系列波脉冲发生器和 1
9、 套带有探针的电位差计或毫伏表。其中，系列波脉冲发生器可由直流冲击法电源改装而成。其检测方法有 2 种：一是利用故障点正上方跨步电压为零、在故障点两 侧沿电缆 走向跨步电压极性相反且达最大值的特征来对故障点定位， 图 2 为电位差计沿电缆走向的 电位差值分布示意图；二是利用放电电流在故障点上方环形发散的特征，在不同方向分别寻找 2 个等电位点，故障点必然位于 2 组等位点连线的垂直平分线交叉点上，图 3 中 AA和 BB分别为 2组等位点连线。 图 2 电位差分布示意图 图 3 跨步电压法检测示意图Fig.2 potential difference distribution Fig.2 Th
10、e method of step voltage此方法主要是争对埋地电缆的故障的判断，对故障能够有效的高精度定位。方法一较易掌握,在广州克山人防工程的工程维护过程中,埋地电缆出现高阻泄露故障,工程技术人员采用该法撅开地面发现因为老鼠啃外表皮从而造成故障.1.4、音频信号法当地面干燥、水泥路面无法感应信号时，可采用音 频信号法对电缆护套故障点进行定位。在电缆端部接入音 频信号发生器，采用高灵敏度音频探头沿线路查找，当信号增至最大，然后又消失时所对应的位置即为电缆护套故障位置，其沿线信号强度分布如图 4 所示。音频发生器的容量和接收器（定位仪）的灵敏度是测试成败的关键指标。 此法使用与各种条件下的
11、电缆故障,特别对于收费站、地面市政照明工程非常适用，在地下埋设电缆过多的情况下跨步电压法检测易受到干 扰和迷惑，排除故障效率不好，因此应选用音频信号法。图 4 音频法音量分布图Fig.4 Audio frequency method of volume distribution2、新的检测手段和发展方向传统的检测手段虽然能查找出大部分的电缆故障，但由于其检测工序复杂、速度慢且对实际施作经验要求较高，越来越受到 电力工作者的 诟病。针对这一情况，各 仪表厂纷纷推出各自的智能检测仪表，由于其操作 简便，对 初学者也能轻易上手，因此受到市场的欢迎。2.1 检测仪表的工作原理仪器根据电波在电缆传播过程
12、中，遇到电缆的特性阻抗发生变化的地方会产生反射波的原理对电缆故障进行测试。再根据 电波在电缆中的 传播速度和两次反射波的特征拐点代表的时间，可 测出故障点到 测试端的距离为：S=VT/2S 代表故障点距 测试端的距离V 代表电波在电缆中的传播速度T 代表电波在电缆中来回传播所需要的时间这样，在 V 和 T 已测定的情况下，就可计算出 S，即故障点距 测试端的距离，这一切只需稍加人工干预，就可由单片机进行自动操作完成，测试故图 5 电缆故障智能检测仪表原理图Fig.5 intelligence examination measuring appliance schematic diagram2.
13、2、设备的使用方法如图 2-1 所示系统工作时应根据测试对象的不同选择是闪络高压信号还是低压脉冲信号， 其中低压脉冲信号 检测时只适用于低阻或断路故障的检测、高压闪络信号可满足各种情况的故障检测。 以西安荣科电力电子技术有限公司 ST-400E 电缆故障检测仪为例，介 绍设备低压脉冲信号检测时的使用方法。根据设备手册调整好脉冲频宽、频率等参数使其到工作状态将测试线插头插到仪器的输入插口上，测试线的芯线（红色夹）与电缆相线连接，测试线的屏蔽层连线（黑色夹）与电缆地线连接。、按动“ 采样”， 则屏幕显示出下图 6、7 所示波形：图 6 开路故障波形 图 7 短路低阻故障波形Fig.6 Openin
14、g breakdown profile Fig.7 Short circuit breakdown profile按动（右移）键，将鼠标移动到脉冲起始点 t1,再按 动“定位”键，游 标定位后，再按（右移）键，将活动鼠标移到反射脉冲拐点 t2 位， 则屏幕下便自动显示出故障点到测试端的距离。该型设备在高压工作模式下，还能进行进行直闪法与冲闪法的测试，当然其测试过程中必须与人工测试一样使用调压器、电容器等辅助设备，操作方法与上相类似。3、结束语作为机电工程人员应熟练掌握着电缆检测方法,能根据不同的施工条件和工具情况及时有效的排除电缆故障。随着社会发展，智能 仪 表的使用必然将全面实现，因此 电力
15、工作人员必须加予关注和了解。参考文献1 DL/T 5961996,电力设备预防性试验规程S 中国电力出版社2刘毅刚，许继葵.高压电缆外护套故障及其对策J 高电压技术 High Voltage Engineering 2001 年 04 期 3郑晓 泉，王国红. 直流法 XLPE 电缆绝缘在线诊断中的几个影响因素及其对策J 高电压技术 High Voltage Engineering1998 年 03 期 4丛 柏生.交联聚乙烯（XLPE）电缆护层故障的查找及处理J 5崔江静，梁芝培 .高压电缆外护套故障测寻方法J 高电压技术 High Voltage Engineering 2001 年 z1 期作者简介：李旭峰 男 1978 年 11 月 26 出生，2001 年 7 月毕业于南方冶金学院自动化专业，大学本科学历，2002 年至今任助理工程师职称。 长期从事机电设备安装工程的技术与管理工作工作，常住通信地址为广东乐昌机电设备安装工程公司工程部 联系电话 13580117549 0751-6161538
