?華意電力是一家專業研發生產電纜故障測試儀的廠家，本公司生產的電纜故障測試儀在行業內都廣受好評，以打造最具權威的“電纜故障測試“高壓設備供應商而努力。

? 粗測方法的分類與選擇

? 大量的事實證明，大多數供電事故都發生在電源的分配購網絡中，如高壓開關柜中的各種附屬設施、高壓絕緣瓷瓶及地下電纜。而故障率最高，最難排除的又要屬電力電纜了。一旦故障發生，如何判斷故障類型，如何根據故障類型和本單位的設備條件選擇合適的尋測方法，直接影響著對事故處理的速度。事實上，電纜可能發生任何類型的故障，能否排除故障常取決于現場工程技術人員的實踐經驗、他們所熟悉的特殊的試驗設備以及他們能否正確的選用測試方法。

? 按照用低壓（或低壓脈沖）還是用高壓尋測故障的方法，可將粗測方法分為兩大類：①低阻、接地故障及斷路故障的尋測方法；②高阻故障的尋測方法。

下面就按兩大分類較詳細的介紹各種尋測方法。

? （一）低阻、接地故障及斷路故障的尋測方法（脈沖測量法）

? 利用這種方法，可以直觀地從顯示屏中觀察出故障點是開路還是短路性質的故障，并且還可以直接算出故障點距測試的距離。對于低阻、短路故障及斷路故障，最簡便直觀的測試方法莫過于脈沖測量法了。 所提供的波形，對于判斷較為復雜的線路結構上的故障往往具有相當重要的參考價值。用電橋法無法解決的問題（如線路上有 T 型接頭，或中間有 形狀的并行電纜等），它都可以提供相當多的分析資料。當然，要解釋所觀察到的各種復雜現象，是需要技術人員有起碼的測試訓練和大量實踐經驗與技巧的。

? 工作原理：

? 測試時，在故障相上注入低壓發送脈沖，該脈沖沿電纜傳播直到阻抗失配的地方，如果中間接頭、T 型接頭、短路點、斷路點和終端頭等，在這些點上都會引起波的反射，反射脈沖回到電纜測試端時被試驗設備接收。

? 故障的性質類型，由反射脈沖極性決定。如果我們發送的測量脈沖是負極性的，反射脈沖是負極性，表示是斷路故障或終端頭開路；回波是正脈沖，則是短路接地故障。脈沖測距法原理還可由圖 2 直觀地表示出來。?

? （a）無故障相和故障相的實測波形比較；

? （b）具有 T 型饋電結構的故障電纜實測波形

（二）高阻故障的尋測方法

? 電力電纜的高阻故障幾乎占全部故障率的 90%以上。在第一節里已經對電纜故障的性質作了詳細分析。就大部分故障本質來說，都屬于絕緣體的損壞。高阻故障是由于絕緣電阻和絕緣介質的抗電強度下降所致。對于脈沖法，由于故障點等效阻抗幾乎等于電纜特性阻抗，所以反射系數幾乎等于零，因得不到反射脈沖而無法 測量。從介質的電擊穿現象出發，只要對電纜加上足夠高的電壓（當然低于最高試驗電壓），故障點就會發生擊穿現象。在擊穿的瞬間，故障點被放電電弧短路，所以在故障點放電前后，就產生電壓的路變。由于介質擊穿，其電離過程需要一定的時間，而弧光放電一般要持續數百微秒到幾個毫秒，因此躍變電壓在放電期間就以波的形式在故障點和電纜端頭之間來回反射。如果在電纜的端頭（始端或終端），把瞬時躍變電壓及來回反射的波形記錄下來，便可看出電波來回反射的時間；再根據電波在電纜中的傳播速度，就可以算出故障點到端頭的距離。基于這個物理機理產生了各種各樣的閃絡測試法。

? 下面具體介紹各種高阻故障的尋測方法。

? 1、直流高壓閃絡法

? 直流高壓閃絡法適用于閃絡性故障，即故障點沒有形成電阻信道（或電阻值極高），但電壓升高到一定值時（通常是幾萬伏）就會產生閃絡現象。 直流高壓閃絡 法的接線圖如圖 3 所示。

? 工作原理： 測試電路按圖 3 接好以后，調節調壓器，逐漸升高測試電壓，此時閃測儀處于待測狀態。當電壓升高到一定值時，故障點產生閃絡，閃測儀立即顯示出測量端的波型，如圖 4 所示，讀（b）圖波形的起始到下降處拐點間的實際間隔可知實測故障距離。

???????? （a）????????????????????????????????? （b）

? 電纜測試端點的波形是這樣形成的：

? 故障點被擊穿而形成的短路電弧使故障點電壓瞬時突變到接近于零，即產生一個與所加直流負高壓極性相反的 正突跳電壓。這個正突跳電壓沿電纜向測試端傳播，并于時間 t1 到達測試端（見圖 4（b））。這個正突跳電壓波在測量端產生正反射（因測量端電阻遠大于電纜我阻抗，相當于開路反射）。這個反射波又沿電纜向故障點傳播，在到達故障點時又會被短路電弧反射而產生一個負向突跳電壓波（因故障點短路電弧的等效電阻遠小于電纜的特性阻抗，相當于短路反射），并在時間t2 到達測量端。上述的反射過程將在測量端和故障點之間持續下去。不過振蕩的幅度越來越小，邊沿越來越圓滑，這主要是電波在電纜中傳輸的損耗和失真所致。

? 為了觀察，在測量端通過隔直流電容器 C 和電阻分壓器 R1R2 隔直流與衰減后輸入閃測儀記錄。

? 在實際情況中，電纜的閃絡性故障是極普遍的。凡預試擊穿的故障幾乎都有閃絡過程，運行擊穿的故障，約半數也有閃絡過程。當然閃絡過程存在的時間長短是很不一致的，有的故障直至“粗測”、“定點”完成，閃絡過程仍然存在；而有些故障，只閃絡幾次就形成穩定的電阻信道，不再閃絡。由于直流高壓閃絡法比后面介紹的幾種沖擊閃絡法精度高，故應盡可能地用直流高壓閃絡法測量。一旦發現故障電纜上有閃絡過程，應抓緊時機，珍惜這樣的現象，設法延長閃絡過程存在的時間。

? 電纜故障的粗測方法有很多，以下主要介紹華意電力常用測故障的電阻電橋法和電感沖閃法。?

? 電阻電橋法

? 主要是利用電阻的大小跟電纜的長度成正比，利用電橋原理測出故障相電纜的端部與故障點之間的電阻大小，并將它與無故障相做比較，近而確定故障點距離其端部的原理進行的。其測量接線原理圖（1）

? 電阻電橋法原理接線圖（1）

? 當電纜呈斷路性質時，由于直流電橋測量臂未能構成直流通路，所以，采用電阻電橋法將無法測量出故障距離，只有采用電容電橋法或其它方法來測試．其測量接線原理如圖（2）

電容電橋法原理接線圖（2）

? 電感沖閃法

電電感沖閃法原理接線圖（3）

電感沖閃法的實測波形圖（4）

（a）?電感沖閃時在測量端用閃測儀觀察到的閃絡全過程?

（b）?將（a）圖擴展后觀察到的回波脈沖?

? 工作原理：電源接上以后，整流器對電容C充電。當充電電壓高到一定數值時，球間隙被擊穿，電容器C上的電壓通過球間隙的短路電弧和一小電感L直接加到電纜的測量端。這個沖擊電波沿電纜向故障點傳播。只要電壓的峰值足夠高足夠大，故障點就會因電離而放電（注：因為欲使故障點閃絡放電，不但需要足夠高的電壓，還需要一定的電壓持續時間）。故障點放電所產生的短路電弧使沿電纜送去的電壓波反射回去。?

? 因此，電壓波就在電纜端頭和故障點之間來回反射。為了使反射波不至于被測試端并聯的大電容短路，在電纜和球隙之間串聯一電感線圈L（幾微亨到幾十微亨）組成電感微分電路。因為電感對突變電壓有較大的阻抗，有了它，就可以借助于閃測儀觀察到來回反射的電壓波形。如下圖所示，從波形中可以看出電纜里衰減的余弦振蕩及疊加在余弦振蕩上的快變化尖脈沖。?

? 對波形中的慢變化的衰減余弦振蕩可以這樣解釋：故障點放電所形成的短路電弧使電纜相當于一根短路線，球間隙擊穿瞬時就是充電電容器C對短路線放電的過程。由于短路線可等效成一個電感，因而它們相當于一電容充放電振蕩回路。考慮到回路損耗，得到的就是一個衰減的余弦振蕩。如上圖（a）所示。?

球間隙放電后形成的短路電弧將電容器上的電壓通過電感L加到電纜測量端，這是一個負的沖擊電壓。由于電感L和傳播過程中電壓積累時間的影響，加到故障點的電壓有一個漸變過程，如下圖（b）中的虛線①所示。因為故障點放電要有一定的高壓，而且故障點電離還要有一定的遲延時間，所以沖擊電壓的前一段將越過故障點而向終端傳播過去。當電壓積累到一定時候，故障點放電，放電形成的短路電弧將沖擊電壓的后面部分反射回測試端，其反射波形成如下圖(b)中的階躍曲線②所示（為分析方便起見，近似為正向階躍電壓）。

? 回波快速脈沖形成過程圖（5a）?回波快速脈沖形成過程圖（5b）

（a）?求U1的等效電路?（b）波形圖?

? 這個反射的正向階躍電壓U1＋向電纜測量端傳播，稱為第一入射波。當它傳到測量端時，將在測量端產生電壓U1。根據傳輸線理論，電壓u1可由上圖（a）等效電路求得。為了便于分析，先暫不考慮電纜損耗，圖中Z0是電纜的特性阻抗。由于電容器C的容量較大，在研究測量端的反射時可暫且近似為短路。這樣，上圖（a）就形成了一個時常數t＝L/Z0的微分電路。因此u1＋在測量端得到的電壓u1是一個尖頂的微分脈沖。?

? U1的起點較u2開始閃絡的時間滯后了電波從故障點到測量端傳播所需的時間T/2。?U1在測量端還會被反射。反射波電壓u1－等于u1和u1＋之差。U1－到達故障點后又會被故障點的短路電弧反射，然后又傳到測量端，成為第二入射波，以u2＋表示。U2＋較u1－滯后了電波在測量端到故障點之前往返所需的時間T，而極性相反。同理，用上圖（a）的等效電路可以的到u2＋在才測量端所產生的電壓u2。?我們實際觀察到的是u1＋u2＋?。?

? 由于電容器C上的電壓不能保持不變，隨著電容器C上負壓的減小，波形應向上升。此外，傳播損耗和電弧反射的不完全也會使波形的突變部分變得比較圓滑。考慮到上述因素，實際波形為如上圖（a）、（b）所示余弦衰減振蕩波形。?

? 因為故障點的延遲放電時間△T隨具條件的變化而變化，是隨機量，所以測量故障點的位置只能用u1和u2兩個波形的起點時間差，而不能用u1滯后于開始加沖擊電壓的時間差T＋△T。?

? 電感沖閃法的巨大優點在于幾乎能適應任何類型的故障。大量實踐證明，電感沖閃法是對付那些被人們用別的方法測不出來而被稱之為最頑固的故障的最強有力手段。

? 在電纜故障測尋時，借助現代化的儀器和設備，便可準確迅速地確定故障點的精確位置，為故障的迅速處理，盡快恢復送電贏得寶貴的時間。但是如果測尋不得法，則可能導致設備的損壞和故障的擴大，給電廠帶來不必要的損失，給測尋工作增添麻煩。