提高電纜斷芯故障定位精確度

摘 ? ?要：斷芯是一種常見的電纜故障，由于斷點被電纜的防護層、屏蔽層所包覆，很難直觀而精確地找到斷芯點的位置，給電纜的檢修、故障排除工作造成一定困難。因此，需要對提高電纜斷芯故障定位精確度進行研究。

關鍵詞：斷芯;電纜故障;定位精確度

1 ?前言

控制電纜、計算機電纜等電纜因芯數多、截面小，在生產和使用過程中不可避免的要發生斷芯故障，造成電纜不能交付和使用。提高電纜故障點測尋速度及定位精確度是非常有必要的，所以我們需要對電纜故障點定位技術進行研究?，F在對電纜斷芯測試方法進行研究，進一步提高斷芯故障定位精確度。

2 ?測試理論依據

2.1 ?電容法

電纜的導電線芯之間、導電線芯與電纜的金屬屏蔽層（或金屬護套）構成了電容器的兩個極，等效于一個電容器。電容值得大小

C=εs/（4πkd）

式中：

ε——為絕緣材料相對介電常數;s為兩個極的正對面積，與電纜長度成正比;

k——為靜電力常量;

d——為兩個極間距，與電纜絕緣層的厚度成正比。

成品電纜結構（絕緣厚度、直徑）、材料性能具有穩定性，其介電常數、靜電力常量、兩個極間距都是固定值，兩個極的正對面積只與電纜長度成正比。因此，電容法測試電纜斷芯點到外端頭的距離就變為測試電纜斷芯點到外端頭電容占總電容的比值的百分比。

2.2 ?感應電壓法

感應電壓測試斷芯原理為：通電導體周圍產生電磁場，用金屬導體切割磁力線產生感應電動勢。

3 ?測量方法

3.1 ?測量電容值

測量設備：精密電容表（量程：20pf～200μf，精度：±0.5%），感應測試電筆（測試電壓：12V）。

C外=1號線外端頭對（2號線外端頭+3號線外端頭等其他導體）

C內=1號線內端頭對（2號線內端頭+3號線內端頭等其他導體）

C完好線=完好線（與故障線等截面成纜位置層數相同的完好線）

3.2 ?粗測確定斷芯點位置

設斷芯點至外端的長度為L/，電纜長度為L，則：

L/= C外/（C外+C內）×L

為防止誤判，需要對測試數據進行復核：

（1）測試一根線與斷芯線截相同，且在同一層位置的完好線與其他所有線的電容值要要約等于C外與C內的電容值之和，如果相差較大就證明斷芯線兩處及以上的斷芯點，防止斷芯線有多處點斷芯而造成斷點判斷錯誤。

（2）有多點斷芯時，用外端到第一個故障點的位置的長度=C外/ C完好線×L（電纜長度）公式依次找出每一個斷點位置。

4 ?精確定位

4.1 ?斷芯線結構層

斷芯電纜不帶屏蔽層且斷芯線處在電纜結構層的外層，就可以用感應電筆“零誤差”的找出斷點的位置。

測試方法為：2號線任意一端、3號線任意一端、1號線內端三根線并聯，一起接220V電壓的地線，1號線外端接220V電壓的火線。用感應筆沿粗測計算的斷點附近測試，感應電筆亮就表示外端倒測試處1號是通的，反之不亮則為斷芯位置。斷芯點就在測試表筆亮和不亮的相交處。

4.2 ? 斷芯線外層

斷芯電纜不帶屏蔽且斷芯線不在電纜的外層和有金屬屏蔽的電纜，可以對斷芯的1號線內外端頭施加1kV～4kV交流電壓，對斷芯點實施擊穿。

4.2.1 ?能擊穿的測試方法

線芯絕緣擊穿后，斷點處產生一個擊穿電阻。采用數顯電橋測試1號線外端到內端頭的電阻值。同時，在粗測時計算的斷芯斷點位置附近反復彎曲電纜，使1號線的斷芯電擊穿后的線芯位置有輕微的位置移動，使得擊穿電阻變化，從而在數顯電橋上顯示的電阻就變化。找出彎曲電纜時電阻變化最強烈處也就是斷點處。

4.2.2 ?不能擊穿的測試方法

如果線芯絕緣擊不穿，則采用在粗測測試的故障點位置去除屏蔽或外層線芯，再采用3.1不帶屏蔽層且斷芯線處在電纜結構層的外層）的方法，可以用感應電筆“零誤差”的找出斷點的位置。

如果不能去除金屬屏蔽及外層線芯時，采用再次測試檢查測試數據及結果后結合電纜段長要求綜合考慮直接剪斷電纜進行查找，該方法的測試誤差±0.5%。

4.3 ?極端特殊斷芯情況

在經過倒盤彎曲電纜，倒盤到計算的故障點位置時，原來斷芯的電纜倒盤后線芯又通了的軟故障。測試方法為：

（1）用電阻測試儀測試1號線和2號線兩根線整體串聯的電阻值。

（2）使用收線或人力在粗測的斷芯故障點附近，沿電纜軸線放線方向拉伸使得斷芯點的接觸電阻變化或再次拉斷，從而在數顯電橋上顯示的電阻就變化。找出彎曲電纜時電阻變化最強烈處也就是斷點處，也可能再次拉伸導體有在故障點拉斷又可以按照以上的常規的斷芯的測試方法進行查找。

5 ?誤差分析及注意事項

（1）要求斷芯線完全斷開，1號線內端對1號線外端導體絕緣電阻要大于1MΩ以上，防止電纜斷芯沒有完全斷開，對測試數據的影響。（2）對于多芯電纜，由于線芯間的隔離性能較差，每根線芯的分布電容與其它線芯有關，電纜斷芯的線兩端分別對其他所有線（包括屏蔽、鋼帶）的測試電容值，減少因為絕緣厚度不均勻造成的影響。（3）對于故障電纜中沒有與斷芯線結構一樣的完好線芯可測的情況下，可以找一段與故障電纜結構相同的電纜作為標準電纜使用。（4）測試數據時手不能接觸導體，連接線越短越好，以防止帶入雜散電容。（5）測試電容C外時，1號線的內端頭要與3號線連接，防止斷芯線內端對完好線間的電容帶入電容C外的影響。（6）測試電容C內時，1號線的外端頭要與3號線連接，防止斷芯線外端對完好線間的電容帶入電容C內的影響。（7）應采用同一精密電容表且用同一檔位測試，防止儀器每一檔位誤差不同引起的測試誤差影響。此外，所選用的電容表的分辨度要高，并要選擇合適的量程，在讀數時要保留盡量多的有效數字位數。

6 ?結束語

本文通過介紹具體案例，分析了各種檢測方法的應用原理及范圍，提出更為快捷、科學的斷芯問題組合檢測辦法。結合斷芯電纜的結構、現場修護要求等，并根據現有的工裝器具搭配應用，靈活采用多種斷芯問題定位的測量方法能夠迅速、精準的完成斷芯問題定位。

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作者簡介：

白飛正（1979—）四川巴中人，漢族，本科學歷，特變電工（德陽）電纜股份有限公司，工程師，從事電線電纜工藝質量研究。