基于低压脉冲法和脉冲电流法的电缆故障测距分析

1、2011年第5期No52011电线电缆ElectricWireCable2011年10月Oct，2011基于低压脉冲法和脉冲电流法的电缆故障测距分析苏燕民（福建棉花滩水电开发有限公司，福建龙岩364000）摘要：通过对电力电缆故障原因、性质分类的分析、总结，给出电缆故障探测步骤，对基于低压脉冲法和脉冲电流法的电缆故障测距波形进行分析，并结合实例对波形识别进行总结。关键词：电力电缆；故障；低压脉冲法；脉冲电流法；测距；波形中图分类号：TM206；TM246文献标识码：A6901（2011）05-0034-04文章编号：1672-CableFaultRangingAnalysisBasedonLV

2、IandICESUYan-min（MianhuatanHydropowerDevelopmentCo，Ltd，Longyan364000，China）Abstract：Thispapergivesstepstospotpowercablefaultthroughanalysisandsummaryofcablefaultcausesandqualitativeclassification，analysescablefaultrangingwaveformbasedonLVIandICEmethods，andsummarizeswaystoidentifywaveformcombinedwith

3、practicalexamplesKeywords：powercable；fault；LVI；ICE；ranging；waveform0引言缺陷逐渐发展造成故障。电缆供电以其安全、可靠、有利于美化城市与工矿布局等优点，获得了广泛的应用，但随着其使用量日益增多，电缆故障也在不断增加，如何快速准确地找出电缆故障点，测出故障点距离及定位，这就要求测试人员首先要选好和用好测试仪，并能正确识别波形。目前国内外广泛使用低压脉冲法和脉冲电流法检测波形，本文基于这两种方法对电缆各种故障给出电缆故障探测步骤，结合实例对测距进行分析，波形识别总结，以期达到节省人力物力、提高电缆故障寻测效率及缩短处理电缆事故时间的

4、效果。2电缆故障性质分类由电缆绝缘损坏而引起的故障的类型大体上分为四大类：低电阻（或短路）故障、开路故障、闪络性故障及高电阻故障。（1）低电阻（或短路）故障。电缆的一芯或数芯对地绝缘电阻或者芯与芯之间绝缘电阻低于200（注意：这里所说的低电阻值与用电桥法测试时所电桥法认为小于100k的故障指的低电阻不一样，为低电阻故障，因为传统的电桥法可以测量这类故障），一般常见的有单相接地、两相短路或接地及三相短路或接地等。（2）开路故障。电缆有一芯或数芯导体不连续，有时还伴有经电阻接地的现象。（3）闪络性故障。电缆的一芯或数芯对地绝缘电阻或者芯与芯之间绝缘电阻比较高，但当对电缆出现突然击穿进行直流（或交流

5、）耐压到某一值时，现象。这类故障大多在进行预防性耐压试验时发生，故障现象不稳定。（4）高电阻故障。电缆的一芯或数芯对地绝缘电阻或者芯与芯之间绝缘电阻低于正常值但高于200，这种情况由于电阻不是很高，电压加不上。1电缆故障的原因电缆故障的原因大致可归纳为：机械损伤、绝缘受潮、绝缘老化变质、过电压引起的绝缘损坏、材料缺陷、护层的腐蚀、电缆过热、电缆的绝缘物流失以及中间接头和终端头的设计和制作工艺问题等。总的来说，由于制造缺陷而造成的电缆故障是不多的，而机械损伤引起的电缆故障占电缆事故很大的比除此以外，故障常见的部位还多数发生于终端例，头、中间接头部分，因为施工质量不良、工艺差，用料不当，安装中残留

6、缺陷如潮气未去除干净等，运行后11-04收稿日期：2010-作者简介：苏燕民（1971），男，工程师364000作者地址：福建龙岩市华莲路3电缆故障探测的步骤电缆故障的探测一般要经过诊断、测距、定点三个步骤。31电缆故障性质的诊断电缆故障性质的诊断，即确定故障的类型与严以便于测试人员对症下药，选择适当的电缆重程度，故障测距与定点方法。可以根据故障发生时出现的现象初步判断故障的性质。用兆欧表在电缆的一端测量各相对地及各相之间的绝缘电阻，如果测得的绝缘电阻较高时，应作导体的连续性试验，即在电缆的一端将三相导体短路并接地，在另一端重复测量，以确定导体是否烧断；而如果兆欧表测得的绝缘电阻指示为零时，还

7、要用万用表测量故障电阻的精确值，以确定故障是否属于低阻；另外，可通过直流（或交流）耐压试验确定高电阻与闪络性故障，弄清故障点的击穿电压。32电缆故障测距电缆故障测距，又叫粗测，即在电缆的一端使用仪器确定故障距离。目前普遍采用行波测距法，即低电阻（或短路）故障与开路故障采用低压脉冲法，它比电桥法简单直接；闪络性故障与高电阻故障用脉冲电流法，两者均通过脉冲信号在故障点与测量点之间往返一次的时间测距，但前者是主动向电缆发射探测电压脉冲，后者是被动记录故障击穿产生的瞬间脉冲电流信号，信号的记录与处理显示可由同一电路完成，故可使仪器同时实现两个功能。33电缆故障定点电缆故障定点，又叫精测，即按照故障测距

8、结根据电缆的路径走向，找出故障点的大体方位果，来，在一个很小的范围内，利用声磁同步测试法或音频感应测试法确定故障点的准确位置。一般来说，成功的电缆故障探测都要经过以上三个步骤，而其中最关键的是故障测距，因为只有测出故障距离，确定一个大体方位来，再在一个很小的范围内（10m左右）来回移动定点仪器探测电缆故障点声磁或音频信号精确定点就容易多了。4低压脉冲法测距波形的分析低压脉冲反射法，又叫雷达法。主要是用于电缆的低阻（或短路）故障及开路故障的测距。这种方法比较简单直观，通过观察故障点反射脉冲与发射脉冲的时间差进行测距。不同的故障性质具有不同的反射波，如果发射脉冲是正极性的，回波脉冲也是正极性的，表

9、示是开路故障；如果回波脉冲是负极性的，则是低阻（或短路）故障。对于低压脉冲法测距波形的分析如图1所示：（1）良好电缆反射波形分析。t1时刻是测距仪t2时刻为终端反射脉冲（即电缆全长反发射脉冲，t3时刻为终端二次反射脉冲（即电缆全长二次射），t1t2或t2t3所显示的距离为电缆全长。反射），（2）低阻（或短路）故障波形分析。t1时刻是发t2时刻为低阻（或短路）故障反射脉冲，t3射脉冲，t4时刻为低阻（或短路）故障点二时刻为终端反射，次反射。故障点距离为t1t2或者t2t4所显示的距离。（3）开路故障波形分析。t1时刻是发射脉冲，t2t3时刻为开路故障点时刻为开路故障的反射脉冲，二次反射。开路故障距离为t1t2或者t2t3所显示的距离。对于低压脉冲法测距波形的分析，要把握住“极性、幅度、时间”三个要点。5脉冲电流法测距波形的分析电缆的高阻与闪络性故障由于故障点电阻较大（大于10倍的电缆波阻抗），低压脉冲在故障点没有明显的反射（反射脉冲幅度小于5%），故不能用低压脉冲法测距。脉冲电流法是将电缆故障点用高电压击穿，使用仪器采集并记录下故障点击穿产生的电流行波信号，通过分析判断电流行波信号在测量端与故障点往返一趟的时间来计算故障距离。脉冲电流法采用线性电流耦合器采集电缆中的电流行波信