基于智能電纜故障探測儀測試方法的分析與研究

吳 瑀 莊紅軍 李 睿 趙 煒

（貴州電網(wǎng)有限責任公司畢節(jié)供電局，畢節(jié) 551700）

這年來，隨著社會科技的發(fā)展，對電纜的需求也越來越大，因此，增加了線路通道力面的壓力。為減輕這一壓力，地理電纜的傳輸方式被廣泛使用，雖然暫時解決了問題，但新的問題又隨之而來，出現(xiàn)電纜短路、斷路、高陽泄露等故障，給人們的用電和通訊帶來了很大困擾。電阻電橋法、電容電橋法、高壓電橋法這些傳統(tǒng)檢測已經(jīng)完全不適用了，也相應被市場淘汰。既然過去的不適用了，就會有新的檢測方法，信息技術(shù)發(fā)展越來越快，社會趨于社會網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和智能化。新的智能電纜故障測試儀的使用，不僅可以減小測試誤差，還能不斷提高測試效率，安全問題也得到了相應解決。

1 電纜故障探測儀測試方法分析

智能電纜故障探測儀是一套多種儀器合成的設(shè)備，由閃側(cè)儀、路徑儀、定點儀組成，功能比較齊全。既能收集電纜消息、AD轉(zhuǎn)換，還能顯示電纜故障問題。其中，路徑儀和定點儀發(fā)揮著主要作用，能迅速找到電纜的故障位置，定位準確，提高了解決電纜問題的效率。不僅如此，它還適用于各種不同的電纜，使用廣泛，更能被市場接受。

1.1 雷達反射法

此方法主要用于測量電纜的短路現(xiàn)象和開路故障，具備一定的優(yōu)勢，簡潔、快速和安全。這種方法還能測量出電纜中電波的傳播速度和電纜總長度，是區(qū)別電纜中間接頭、T型接頭、終端位置的正確方法。

但它也有一定的局限性，對電纜長度不同的測量需要用不同的脈寬，不能準確測出故障點的精確位置。為解決這個問題，可以將脈沖寬度分為幾個不同的檔位，同時使用加長電纜測試，然后在最后的結(jié)果中直接減去所加長度。

1.2 直流高壓閃絡(luò)法

此方法的優(yōu)勢是準確度高、波形好，主要用于測試閃絡(luò)性故障，即故障點處沒有出現(xiàn)電阻現(xiàn)象或電阻值飆升，但此時的電壓值很高，會出現(xiàn)所謂的閃絡(luò)現(xiàn)象。

在測試時，特別要注意不斷測試逐漸升高的不同電壓。當電壓上升到一定值時，故障點就會出現(xiàn)閃絡(luò)，儀器就開始形成波形。不同的取樣方式，最后顯示的波形也不同。電壓取樣測試顯示的是方波，而電流取樣測試顯示的是矩形波。最后測試出來的故障點距離可以用一個公式來計算：L＝VT，其中，T為電波來回一次所需時間，V為電纜的傳播速度。如果是其他類型的電纜，不能使用上面的答案，需要重新計算。

1.3 沖擊高壓閃絡(luò)法

由于直流閃絡(luò)法的適用范圍有限，所以，當故障點的電阻值都很小，增大電壓時，整流器輸出的電流有較大的壓降，使得故障點的電壓升不上去，故障點就不會形成閃絡(luò)過程，也就不能再使用直流閃絡(luò)法了，這時可以選擇沖擊高壓閃絡(luò)法，取樣的方法有兩種，電感沖閃法和電阻沖閃法。

采用電感沖閃法測試時，先接通電源整流器對電容器充電，當電壓增加到一定數(shù)值時，球的間隙就會被擊穿，電容器的電壓就會傳送到電纜的測量端。當電壓到達最大值時，故障點就會放電，這時要使故障點保持放電，才能保證有足夠高的電壓，還穩(wěn)定保持一段時間。如果要算出故障點與測試端的距離，就要測出第一個拐點到下一個拐點運動所需時間。在這個過程中，需要用閃側(cè)儀來看電壓波形變化。此外，為確保產(chǎn)生的反射波不被測試端的大電容短路，要在電纜和球間隙中間連接一串電感線圈，組合成電感微分電路。

電阻沖閃法。此方法所形成的波形是方正的，測試過程變化也很明顯，易于觀察記錄，其測試結(jié)果也很準確，比電感沖閃法好，與直流高壓沖閃法是一樣的方法。這種方法更吸引人，可以消除電感沖閃無法避免的余弦大振蕩。這種方法有很大優(yōu)勢，唯一的不足是適應性不強，在不同的環(huán)境中不能都用此方法來測試。

1.4 高壓脈沖電流取樣法

如果是電纜的高阻泄露問題和高阻閃絡(luò)性故障可以用此方法。其安全性高，只要注意基本操作就不會出現(xiàn)安全事故。安全性高主要是由于測試設(shè)備與高壓回路之前沒有電流經(jīng)過，電阻分壓器也不會出現(xiàn)較大阻值，或者儀器在沖閃過程中出現(xiàn)瞬間過壓的現(xiàn)象。這種方法的原理是通過電流傳感器來記錄電纜故障點擊穿時放電那一瞬間傳輸過程，并根據(jù)故障點放電脈沖在測試端和故障點間的來回反射時間計算距離。

2 精確定位與安全注意事項

2.1 精確定位

由于受周圍因素的影響，如周圍的噪聲、電纜的種類及電纜的拐點等，所以在這個過程中需要借助路徑儀和故障定位儀來找到故障點。例如，聲磁同步定點法，利用定位儀給故障電纜加壓，再測量故障點附近的放電聲，此時，故障點會產(chǎn)生高壓放電現(xiàn)象，還會產(chǎn)生高頻率電磁波，并以接近光的速度傳播。這種測試方法的優(yōu)點是應用信號來處理，以數(shù)字形式直接顯示距離。利用聲電同步接收顯示技術(shù)，有效避免了周圍環(huán)境噪音的影響，且更方便處理復雜的波形，具有高效性和快速性。

2.2 安全注意事項

第一，在進行高壓測試時，操作人員要遵守操作規(guī)章制度，熟悉在測試過程中可能出現(xiàn)的問題和狀況，做好相應的安全保護措施，防止高壓電擊傷害。第二，在做直流高壓或沖擊高壓試驗時，要準備良好的接地線，過程中的所有連接都不能忽視，準備三孔電源插座來連接閃測儀器，還要保證它的接地性，防止儀器出現(xiàn)問題。第三，高壓閃絡(luò)測試時，所有高壓設(shè)備都要用不同的電源，避免供電不足影響測試順利進行。第四，放電是每個測試結(jié)束后必不可少的一部分，因為在測試過程中，電容器和電纜都存在大量的電。不止要放電，還要把電放完。

3 總結(jié)

智能電纜測試儀使用的是計算機技術(shù)和數(shù)字化信息處理技術(shù)，所以，它的測試結(jié)果誤差小，具有精確度高、測試效率高、安全性高和操作簡單的特點。但因為電纜類型不同，絕緣方式差異，電壓等級不同，還有測試環(huán)境的變化，所以需要靈活運用以上測試方法克服這些問題。如果是低阻的電纜或開路的故障，可以選擇低壓脈沖法，但不能有效找到故障點的位置；如果是測試閃絡(luò)性故障就可以用直流高壓閃絡(luò)法；沖擊高壓閃絡(luò)法適用于電阻小的，沒有形成閃絡(luò)的情況，但這種方法也有局限性，安全性不高；如果對安全性要求較高，就可以選擇高壓脈沖法，電纜高阻泄漏故障和高阻閃絡(luò)性故障的探測也都可以使用這個方法。當然，無論選擇哪種方法，都需要路徑儀和定位儀來幫助我們快速找到故障點。