六、不同的電纜故障探測方法的簡介
長期以來，涌現(xiàn)出了許多測量方法與儀器，這些方法與儀器適用于不同故障情況，各有優(yōu)缺點(diǎn)，這里就故障測距與定點(diǎn)儀器簡單地做一下評價和比較。
1.故障測距
（1）、電橋法
電橋法是一種最為經(jīng)典測試電纜故障測距方法。如圖5所示:
圖5 電橋測距原理
電橋法測試線路的連接如圖5a所示，將被測電纜終端故障相與非故障相短接，電橋兩臂分別接故障相與非故障相，圖5b給出了等效電路圖。仔細(xì)調(diào)節(jié)R2數(shù)值，總可以使電橋平衡，即CD間的電位差為0，無電流流過檢流計(jì)，此時根據(jù)電橋平衡原理可得：
R3/R4=R1/R2 （1.1）
R1、R2為已知電阻，設(shè)：R1/R2=K，則
R3/R4=K
由于電纜直流電阻與長度成正比，設(shè)電纜導(dǎo)體電阻率為R0，L全長代表電纜全長， LX 、、L0 分別為電纜故障點(diǎn)到測量端及末端的距離，則R2可用（L全長+L0）R0代替，根據(jù)式（1.1）可推出：
L全長+L0=KLX
而 L0=L全長-LX，所以
LX=2L全長/（K+1）
電纜斷路故障可用電容電橋測量，原理與上述電阻電橋類似。
電橋法優(yōu)點(diǎn)是簡單、方便、精確度高，但它的重要缺點(diǎn)是不適用于高阻與閃絡(luò)性故障，因?yàn)楣收想娮韬芨叩那闆r下，電橋里電流很小，一般靈敏度的儀表，很難探測，實(shí)際上電纜故障大部分屬于高阻與閃絡(luò)性故障。
在用電橋法測量故障距離之前，需用高壓設(shè)備將故障點(diǎn)燒穿，使其故障電阻值降到可以用電橋法進(jìn)行測量的范圍，而故障點(diǎn)燒穿是件十分困難的工作，往往要花費(fèi)數(shù)小時，甚至幾天的時間，十分不方便，有時會出現(xiàn)故障點(diǎn)燒斷，故障電阻反而升高的現(xiàn)象，或是故障電阻燒得太低，呈永久短路，以至不能用放電聲測法進(jìn)行最后定點(diǎn)。電橋法的另一缺點(diǎn)是需要知道電纜的準(zhǔn)確長度等原始技術(shù)資料，當(dāng)一條電纜線路內(nèi)是由導(dǎo)體材料或截面不同的電纜組成時，還要進(jìn)行換算，電橋法還不能測量三相短路或斷路故障。
現(xiàn)在現(xiàn)場上電橋法用的越來越少了，不過一些測試人員，尤其是老的測試人員，仍然習(xí)慣于使用該方法。特別是對一些特殊的故障沒有明顯的低壓脈沖反射，但又不容易用高壓擊穿，如故障電阻不是太高的話，使用電橋法往往可以解決問題。
(2)、低壓脈沖反射法
低壓脈沖反射法，又叫雷達(dá)法，是受二次世界大戰(zhàn)雷達(dá)的啟發(fā)而發(fā)明的，它通過觀察故障點(diǎn)反射脈沖與發(fā)射脈沖的時間差測距。
低壓脈沖反射法的優(yōu)點(diǎn)是簡單、直觀、不需要知道電纜的準(zhǔn)確長度等原始技術(shù)資料。根據(jù)脈沖反射波形還可以容易地識別電纜接頭與分支點(diǎn)的位置。
低壓脈沖反射法的缺點(diǎn)是仍不能適用于測量高阻與閃絡(luò)性故障。
（3） 高壓脈沖電壓法
高壓脈沖法，又稱閃測法，是六十年代發(fā)展起來的一種高阻與閃絡(luò)性故障測試方法。現(xiàn)在國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)、銷售該原理的電纜故障閃測儀。
首先使電纜故障閃測儀，在直流高壓或脈沖高壓信號的作用下?lián)舸┕收宵c(diǎn)，然后，通過觀察放電電壓脈沖在測試點(diǎn)與故障點(diǎn)之間往返一次的時間測距。脈沖高壓法的一個重要優(yōu)點(diǎn)是不必將高阻與閃絡(luò)性故障燒穿，直接利用故障擊穿產(chǎn)生的瞬間脈沖信號，測試速度快，測量過程也得到簡化，是電纜故障測試技術(shù)的重大進(jìn)步。
高壓脈沖電壓法的缺點(diǎn)如下：
A.安全性差，儀器通過一電容電阻分壓器分壓測量電壓脈沖信號，儀器與高壓回路有電耦合，很容易發(fā)生高壓信號串入，造成儀器損壞。
B.在利用閃測法測距時，高壓電容對脈沖信號呈短路狀態(tài)，需要串一電阻或電感以產(chǎn)生電壓信號，增加了接線的復(fù)雜性，且降低了電容放電時加在故障電纜上的電壓，使故障點(diǎn)不容易擊穿。
C.在故障放電時，特別是進(jìn)行沖閃測試時，分壓器耦合的電壓波形變化不尖銳，難以分辨。
（4）、高壓脈沖電流法
高壓脈沖電流法是八十年代初發(fā)展起來的一種測試方法，以安全、可靠、接線簡單等優(yōu)點(diǎn)顯示了強(qiáng)大的生命力。
高壓脈沖電流法與高壓脈沖電壓法的區(qū)別在于：前者通過一線性電流耦合器測量電纜故障擊穿時產(chǎn)生的電流脈沖信號，成功地實(shí)現(xiàn)了儀器與高壓回路的電耦合，省去了電容與電纜之間的串聯(lián)電阻與電感，簡化了接線，傳感器耦合出的脈沖電流波形亦比較容易分辨。
（5）對測距方法與儀器選擇的建議
目前，普遍采用脈沖測距法。低阻與斷路故障采用低壓脈沖反射法，它比電橋法簡單直接；測量高阻與閃絡(luò)性故障采用高壓脈沖電流法；兩者都是通過脈沖信號在故障點(diǎn)與測量點(diǎn)之間往返一次時間測距，但前者是主動向電纜發(fā)射探測電壓脈沖，后者是被動記錄故障擊穿產(chǎn)生的瞬間脈沖電流信號；信號的記錄與處理顯示可由同一個電路完成，故可方便地使儀器同時實(shí)現(xiàn)兩個功能。
2. 故障定點(diǎn)
電纜故障的精確定點(diǎn)是故障探測的關(guān)鍵。目前，比較常用的方法是沖擊放電聲測法及主要用于低阻故障定點(diǎn)的音頻感應(yīng)法。實(shí)際應(yīng)用中，往往因電纜故障點(diǎn)環(huán)境困素復(fù)雜，如振動噪聲過大、電纜埋設(shè)深度過深等，造成定點(diǎn)困難，成為快速找到故障點(diǎn)的主要矛盾。
聲磁同步檢測法，提高了抗振動噪聲干擾的能力；通過檢測接收到的磁聲信號的時間差，可以估計(jì)故障點(diǎn)距離探頭的位置；比較在電纜兩側(cè)接收到脈沖磁場的初始極性，亦可以在進(jìn)行故障定點(diǎn)的同時尋找電纜路徑。
3. 新一代智能化電纜故障探測儀器
現(xiàn)代微電子技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了電纜故障探測儀器的進(jìn)步。儀器正向智能化方向發(fā)展，能對采集的信號進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)處理，自動計(jì)算故障點(diǎn)；記憶測量波形；打印輸出波形及測量結(jié)果；并具有體積小、攜帶方便、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。圖6是部分智能型電纜故障測試儀－粗測儀器閃測儀的圖
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