电缆故障定位原理及仪器

电线电缆故障定位设备因电缆应用兴起，随着电子技术进步发展，历经百年变迁，原理依旧但面貌日新。

电缆不多，故障更少，从事故障定位的人更少，其人数肯定少于钢琴的调音师。因此，有耐心看完本文的朋友，有缘了，我们属于希缺人才!

电缆系统很少发生故障，定位经验因此积累很慢。过去行内称：“三分仪器七分找”，强调了经验的重要，也反映了对仪器的不满。随着自动化、数字化技术的应用，仪器有了长足进步，考虑到电缆品种多，敷设环境复杂，故障类型不典型，今天可谓“七分仪器三分找”，买到了好仪器，经验仍然重要。因此，我们在设备研发、生产、定位服务、及技术培训四个方面全力以赴，不仅生产优良产品，还提供及时有效的服务，与您分享定位经验，帮助您成为技术“尖子”，赢得事业的成功。

选择仪器，像选择交通工具。摩托车、客货两用车、高级轿车，各有所长,没有最好，但求合理。下面介绍的电缆故障定位流程及几种仪器组合，方便您选择及使用仪器。更多资料请浏览我们的网站：http://www.welldone-e.com 或直接搜索“慧东电气”。

电缆故障定位流程：

1．判断电缆故障类型

首先应认真踏看故障电缆全程，全面掌握故障电缆的资料，并详细记录，有助于更快找到故障。对一些很难查找的故障，这些信息和资料往往起关键作用：电缆品种、长度、电缆的敷设状况、电缆的路径、电缆的接头数量和位置、电缆运行时间、电缆的故障历史记录、周围的施工状况，尽可能画出方位图，并拍照记录。对于编写定位报告，积累定位经验，都很有帮助。

定位方法与电缆故障类型有关。判断电缆故障类型可以使用下面1种或同时使用2种方法：

■ 测量绝缘电阻

■ 进行直流耐压试验

使用摇表或数字兆欧表测量故障电缆的相对地、相间、及金属外护套对地的绝缘电阻值。故障点的绝缘电阻测量值与测量电压，环境状况有关，有时数值相差很大。

定位电源通常输出直流高压，根据其电流表及电压表的读数，能估算故障点的绝缘电阻。在不同电压下，观察故障点绝缘电阻随时间的变化，结合电缆的特性，及敷设路径，能解读许多信息，如：故障类型，故障可能的位置。解读信息的能力取决于定位经验：定位者对仪器，试验，电缆性能及运行状况的了解水平。

击穿故障根据绝缘电阻值大小，分为高阻故障、低阻（死接地，金属性短路）故障和外护套故障，考虑到绝缘电阻的可变性，分类无法绝对化。另一大类为断线（芯）故障。还有击穿、断线并存的混合故障。

2． 故障预定位

电桥法及波反射法为预定位的两种主要手段。

故障点两侧电缆线芯电阻与仪器上的比例电阻构成Murray电桥，是传统经典的电缆故障定位方法。定位电桥设备价格低，操作简单，过去曾普遍使用。传统的定位电桥，额定输出电压只有500V，无法定位高阻故障。目前大量应用的交联聚乙烯电缆，击穿后难以形成导电区，击穿点电阻很高，甚至能耐高电压，呈闪络型击穿。随着波反射法定位的普及，电桥法的应用逐步减少，不为新的电缆用户所知。

我们对传统电桥进行了革新：研制了GZD型系列高压电桥，它是慧东电气的代表性产品，技术特点如下：

■ 开关电源构成高压恒流源，电压高，电流稳定。

■ 高灵敏度放大器及检流计指示平衡，与比例电位器构成平衡电桥，整体置于高电位。面板上的操作钮处于地电位，通过绝缘杆操作电桥。

■ 特别设计的双芯高压橡皮测量电缆，屏蔽层铜网编织,可靠接地，使用安全。四端电阻测量法避免了引线电阻导致的误差。 

■ 高压恒流源和电桥集成在一个便携式铝合金箱内。设备电压高、重量轻、操作方便。

■ 与波反射法相比，电桥法没有盲区，特别适用于判断短电缆及靠近端头的击穿点；适用于波特性不好的PVC电缆、架空电缆、高压电缆护套缺陷点的定位，脉冲难以击穿的中间接头故障。

考虑到中国大量的电缆制造厂，需要在工厂内定位缺陷电缆，我们特别设计了位于接地侧的高压电桥，GZD-1型电缆故障定位仪。同时满足了使用方便，操作简单，价格低廉的要求。

波反射法定位的原理及仪器随电子技术发展进步很大，目前共有7种方法。我们研发了2种波反射仪，HDTDR－100和HDTDR－200，及2种配套定位电源，HDM-15小型脉冲定位电源和HDBM-30 稳定电弧法脉冲定位电源，具备4种有效的波反射定位方法：

■ 低压脉冲法：

■ 脉冲电流法（高压脉冲电流取样法）

■ 直流（电压）闪络法

■ 稳定电弧法

针对电缆敷设后的绝缘故障定位，下表细分故障类型，以方便选择定位方法及仪器。

 说明：

1)“优”指推荐使用的方法，操作简单可靠。“良”指可以使用，但较复杂或有局限性,“×”指通常不能用。

2)波特性良好：指电缆对高频信号衰减小。电缆的波特性取决于：绝缘材料的高频损耗，聚乙烯很好，橡胶差一些，聚氯乙稀很差。电缆结构：以控制电缆为例，线芯之间及线芯对铜屏蔽之间有良好波特性，若仅有绕包型钢带铠装，定位线芯对钢带的击穿点，因为波特性不好，可能无法使用波反射法定位。

3)波特性不好。主要有:大量使用的聚氯乙稀钢带铠装电缆；无金属屏蔽层的单芯电缆，如地铁用直流电缆，绝缘架空线；电力电缆金属护套对地缺陷，没有明显的反射波，只能使用电桥法定位。

4)中间接头受潮的故障，高压脉冲往往无法击穿，而高压电桥可以直接定位。如没有高压电桥，应通过烧穿降低电阻。ZGH 电缆故障烧穿源，能快速而温和地烧穿电缆故障点。

3. 路径测寻

精确定位故障点之前，需要知道地下电缆的位置与走向，相关的资料往往不准确，甚至没有。需要借助 “路径仪”测寻地下电缆的位置与走向。

路径仪利用“音频感应法”来测量电缆的路径。音频发生器在始端向被测电缆输入音频信号电流，接收机在地面上接收故障电缆产生的磁信号，对其路径和埋深进行测量。美国3M 公司生产的路径仪 2250 M是较好的选择。

作为有效的辅助手段, HDL-1B定点仪结合脉冲源，同样能查找路径。

4. 精确定点

根据不同的故障类型，精确定点采用不同的方法和仪器：

高阻故障：

HDM或HDBM高压冲击发生器使高阻故障点击穿放电，产生声波及电磁波，使用HDL-1B电缆定点仪，通过判断两个信号的强度及 “时间差”，可以快速精确定点。

低阻和死接地故障：

高压冲击发生器无法在低阻和死接地故障点处产生闪络并发出声音。HDL-1B电缆定点仪通过测量磁场分布，定位死接地故障点很有效。死接地故障通常伴随着外护套的缺陷，使用HDL-1B电缆定点仪或HDK跨步电压指示器，通过跨步电压法定点外护套缺陷很精确。

外护套故障定位：

使用HD-2018外护套故障定位组合是优选，通常采用电桥法和电压比较法进行预定位，对直埋电缆或对大地直接泄漏的穿管电缆，施加脉动电流，通过跨步电压法精确定点；对有一定残压的穿管电缆，可借助穿管器和万用表，施加直流，通过测量电缆表面电位分布的方法精确定点；对桥架或敷设于隧道内的电缆，施加脉动电流，可通过直接观察冒烟或者火星精确定点。

5.电缆识别

找到了故障点，开挖地面或打开电缆沟槽时，往往发现并排敷设着多根电缆，没有明确的标识，使用HDS-1电缆识别仪,能在多根电缆中确认被测电缆。