【正文】 電橋法測(cè)距電路圖電橋法測(cè)距等效電路圖電橋法是采用惠斯頓電橋定理，將被測(cè)電纜終端的故障相和非故障相短接，電橋的雙臂分別接故障相和非故障相，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，使得電橋平衡，出于電纜直流電阻與長(zhǎng)度成正比，可求出故障點(diǎn)到測(cè)量端的距離。測(cè)試時(shí)仔細(xì)調(diào)節(jié) R2 值，使電橋平衡，CD 間點(diǎn)位為零。根據(jù)電橋平衡原理，有：R3R4RR2（71）R1 、 R2 為已知電阻，設(shè) R1 / R2 = K,則有： R3 / R4 =K設(shè)電纜導(dǎo)體電阻率為 R0 、L全長(zhǎng) 代表電纜全長(zhǎng)， L X 、L0 分別代表電纜故障點(diǎn)到測(cè)量端及末端的距離。則 R2 可用（ L0 + L全長(zhǎng) ） R0 代替。根據(jù) 式得L全長(zhǎng) + L0 = KL X而 L0 = L全長(zhǎng) – L X因此L X =2L全長(zhǎng)K + 1電橋法有點(diǎn)是簡(jiǎn)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，以為故障電阻很高的情況下，電橋里電流很小，一般靈敏度的儀表很難探測(cè)，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(cè)量故障距離前，需要高壓設(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(cè)量的范圍，十分不便，有時(shí)會(huì)第 18 頁(yè) 共 41 頁(yè)= 1電力電纜絕緣試驗(yàn)與故障檢測(cè)方法研究出現(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(cè)法進(jìn)行最后定點(diǎn)。 現(xiàn)代法（脈沖反射法）脈沖反射法又稱(chēng)為行波法。它可具體地分為低壓脈沖反射法 3 脈沖反射電壓取樣法和脈沖反射電流取樣法，后兩類(lèi)又可細(xì)分為直閃法和沖閃法。它可做到無(wú)需經(jīng)過(guò)“燒穿”降阻而直接進(jìn)行高阻故障的測(cè)距，并且適合于各種不同類(lèi)型的故障，因此其應(yīng)用廣泛。行波測(cè)距法，就是確定行波傳播速度后，通過(guò)測(cè)量行波的傳播間來(lái)確定故障位置。總的來(lái)說(shuō)，行波離線(xiàn)測(cè)距法有四類(lèi)。低壓脈沖反射法：用于電纜的低阻、短路及斷路故障。測(cè)試時(shí)，向故障電纜注入一個(gè)低壓脈沖使其在電纜中傳播，脈沖遇到阻抗不匹配點(diǎn) (短路、斷路和中間接頭等)時(shí)發(fā)生反射，記錄反射脈沖與發(fā)射脈沖的時(shí)間差缸。己知脈沖電纜中的波速度 v，則阻抗不匹配到測(cè)量點(diǎn)的距離就是：L =nDt2 低壓脈沖反射法低壓脈沖反射法又稱(chēng)為雷達(dá)法。他是通過(guò)觀(guān)察發(fā)射脈沖和故障點(diǎn)反射脈沖之間的時(shí)間差 T (ms)來(lái)測(cè)取故障距離。設(shè)脈沖電波在電纜中的傳播速度為 V (m / ms)，則電纜故障距離 LX (m) /計(jì)算式為：12在電纜故障測(cè)試工作中，無(wú)論遇到那種性質(zhì)的故障，一般都先用低壓脈沖法測(cè)量故障電纜的長(zhǎng)度 L ,若測(cè)得的故障距離 L X 大 L ，顯然不符合邏輯。若電纜線(xiàn)路圖紙標(biāo)長(zhǎng) Lt 與 L 相差較大，則需要消除誤差?？赏ㄟ^(guò)公式L XtL XLL障距離LXt。其測(cè)距系統(tǒng)原理圖如下：第 19 頁(yè) 共 41 頁(yè)L X = VT= t 將測(cè)試故障距離LX換算成圖紙上的故電力電纜絕緣試驗(yàn)與故障檢測(cè)方法研究圖 脈沖反射法測(cè)距系統(tǒng)原理圖低壓脈沖反射法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、直觀(guān)，不需要詳細(xì)的電纜原始資料，如電纜導(dǎo)體截面、長(zhǎng)度、電阻率等，還可以根據(jù)反射脈沖的極性分辨故障類(lèi)型。缺點(diǎn)不用于測(cè)量高阻及泄露性和閃絡(luò)性故障 脈沖電壓法又稱(chēng)閃測(cè)法，利用直流高壓或脈沖高壓信號(hào)擊穿電纜故障點(diǎn)，即發(fā)生閃絡(luò)放電，由放電電壓脈沖在觀(guān)察點(diǎn)與故障點(diǎn)之間往返一次的時(shí)間來(lái)測(cè)距，適用于高阻和閃絡(luò)故障。該方法的優(yōu)點(diǎn)是不必把高阻或閃絡(luò)性故障永久性燒穿，利用故障擊穿產(chǎn)生的瞬間脈沖信號(hào)，測(cè)試速度快、誤差小、操作簡(jiǎn)單等。缺點(diǎn)是：①安全性差，儀器與高壓回路有電耦合，易發(fā)生高壓信號(hào)竄入，損壞儀器。②用該方法測(cè)距時(shí)，高壓電容對(duì)脈沖信號(hào)呈短路狀態(tài)，需要串入電阻或者電感以便產(chǎn)生電壓信號(hào)，這樣就降低了高壓電容放電時(shí)加在電纜上的電壓，使故障點(diǎn)不容易擊穿。③故障放電時(shí)，分壓器耦合的電壓波形變化不尖銳，不易分辨。 脈沖電流法脈沖電流法采用線(xiàn)性電流耦合器采集電纜中的電流行波信號(hào)，將電纜故障點(diǎn)用高電壓擊穿，使用儀器采集并記錄下故障點(diǎn)擊穿產(chǎn)生的電流行波信號(hào)，通過(guò)分析斷電流行波信號(hào)在測(cè)量端與故障往返次所需時(shí)間來(lái)計(jì)算故障距離。與脈沖電壓法比較，脈沖電流法使用線(xiàn)性電流耦合器，與高壓回路無(wú)直接電氣連接，這樣對(duì)試驗(yàn)儀器和試驗(yàn)人員比較安全。線(xiàn)性電流耦合器產(chǎn)生的電流脈沖信號(hào)也比較容易分辨。所以相比脈沖電壓法而言，該方法得到了更為廣泛的應(yīng)用。脈沖電流法有直流高第 20 頁(yè) 共 41 頁(yè)電力電纜絕緣試驗(yàn)與故障檢測(cè)方法研究壓閃絡(luò)法和沖擊高壓閃絡(luò)法兩種測(cè)試方法。直流高壓閃絡(luò)法(直閃法)適用于測(cè)量閃絡(luò)擊穿性故障，該類(lèi)故障的故障電阻很高，用高壓設(shè)備把電壓升高到一定數(shù)值時(shí)就會(huì)產(chǎn)生閃絡(luò)擊穿。通過(guò)調(diào)壓器和一個(gè)高壓試驗(yàn)變壓器對(duì)儲(chǔ)能電容器充電，電容器串聯(lián)一個(gè)電阻與電纜連接形成回路，線(xiàn)性電流耦合器與該回路耦合，檢測(cè)信號(hào)。當(dāng)電容器電壓增加到一定數(shù)值時(shí)，電纜故障點(diǎn)被高壓擊穿，形成短路電弧，故障點(diǎn)電壓迅速接近于零，產(chǎn)生一個(gè)突跳電壓和突跳電流，從故障點(diǎn)向兩端傳播。在電纜的一端檢測(cè)電流脈沖在測(cè)量端和故障點(diǎn)之間往返一次的時(shí)間就能獲得故障距離。直閃法波形簡(jiǎn)單、容易理解，準(zhǔn)確度較高。但是由于電容器本身以及電纜存在雜散電感，使得本來(lái)應(yīng)是負(fù)脈沖的波形上出現(xiàn)一個(gè)小的正脈沖，影響測(cè)距精度。而且，故障過(guò)幾次直閃法后，故障電阻下降，不能再用該方法，所以前幾次的試非常重要。沖擊高壓閃絡(luò)法(沖閃法)適用于測(cè)試大部分閃絡(luò)故障。沖閃法驗(yàn)電路與直閃法基本相同，只是在充電電容器與電纜之間增加一個(gè)型放電間隙。對(duì)充電電容充電，電壓到達(dá)一定數(shù)值后，球型放電問(wèn)隙會(huì)擊穿放電，電纜線(xiàn)路得到一個(gè)瞬時(shí)高壓，當(dāng)該高電壓大于故障點(diǎn)臨界擊穿電壓時(shí)，就使故障點(diǎn)擊穿放電，產(chǎn)生電流電壓信號(hào)向兩端傳播。捕捉到該信號(hào)就可以實(shí)現(xiàn)故障測(cè)距。與直閃法相比，沖閃法波形比較復(fù)雜，辨別難度較大，準(zhǔn)確度較低，但是適用范圍更廣一些。 二次脈沖法二次脈沖法(SlM)是 20 世紀(jì) 90 年代發(fā)展的電纜故障預(yù)定位方法。原理是由回波儀釋放一個(gè)發(fā)射脈沖，在高阻或間歇性電纜故障點(diǎn)不能被反射，儀器將顯示整個(gè)電纜長(zhǎng)度的波形存儲(chǔ)起來(lái)，此波形圖叫“完好軌跡”。設(shè)備高壓電容器放電，使電纜故障點(diǎn)發(fā)生閃絡(luò)，故障點(diǎn)的電弧表現(xiàn)為阻值非常低的電阻。同時(shí)回波儀被觸發(fā)送出第二個(gè)發(fā)射脈沖(低壓脈沖)，這個(gè)加在高壓信號(hào)上的脈沖將從故障點(diǎn)反射。這樣，帶自動(dòng)數(shù)據(jù)處理的回波儀存儲(chǔ)故障點(diǎn)反射波形，并將完好軌跡和故障軌跡進(jìn)行疊加，兩條軌跡將有一個(gè)清楚的發(fā)散點(diǎn)。這個(gè)發(fā)散點(diǎn)就是故障點(diǎn)的反射波形點(diǎn)。二次脈沖法的優(yōu)點(diǎn)是，可以避開(kāi)故障點(diǎn)閃絡(luò)時(shí)引起強(qiáng)烈的電磁干擾：低壓脈沖寬度可以調(diào)節(jié)；較長(zhǎng)線(xiàn)路也能記錄到清晰的信號(hào)波形，提高測(cè)量精度。缺點(diǎn)是所用儀器較多；由于故障點(diǎn)電阻要降到很小的數(shù)值，如果故障點(diǎn)受潮嚴(yán)重，故障點(diǎn)擊穿過(guò)程較長(zhǎng)，測(cè)試時(shí)間相應(yīng)增加；故障點(diǎn)維持低阻狀態(tài)的時(shí)間不確定，施加二次脈沖的控制有難度。第 21 頁(yè) 共 41 頁(yè)電力電纜絕緣試驗(yàn)與故障檢測(cè)方法研究 探測(cè)路徑或鑒別電纜故障電纜通過(guò)粗測(cè)得到的距離 Lx，然后以測(cè)試端為圓心，以 Lx 為半徑劃一個(gè)圓，圓周上的所有點(diǎn)都滿(mǎn)足故障點(diǎn)到測(cè)試端的距離為 Lx 的條件。當(dāng)把電纜路徑用線(xiàn)段畫(huà)出以后，這條線(xiàn)段必將與 R=Lx 的圓相交于一點(diǎn)，這一點(diǎn)就是我們要找的故障點(diǎn)。對(duì)于直接埋設(shè)在地下的電纜，需要找出電纜線(xiàn)路的實(shí)際走向，即為探測(cè)路徑。對(duì)于電纜溝、隧道等處的明敷電纜，則需要從許多電纜中挑選出故障電纜，即為鑒別電纜。 精測(cè)定點(diǎn)精測(cè)定點(diǎn)是電纜故障測(cè)試工作的最后一步，也是至關(guān)重要的一步。因?yàn)榇譁y(cè)出的故障距離有一定的誤差，故障距離的丈量也有誤差，所以要精確定出故障點(diǎn)所在位置，就必須要精測(cè)定位。其一般采用聲測(cè)定點(diǎn)法、感應(yīng)法和回線(xiàn)法。 聲測(cè)定點(diǎn)法電纜故障中故障點(diǎn)的測(cè)尋大部分都是用聲測(cè)法進(jìn)行的 其準(zhǔn)確率在 95％以上。此種測(cè)試方法簡(jiǎn)便．很少出現(xiàn)判斷錯(cuò)誤，因而被廣泛使用?；驹砺暅y(cè)法是利用直流高壓試驗(yàn)設(shè)備向故障點(diǎn)進(jìn)行放電．在放電過(guò)程中故障點(diǎn)在放電時(shí)會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，這時(shí)用定點(diǎn)儀的拾音探頭在故障點(diǎn)附近反復(fù)聽(tīng)測(cè)．找到地面振動(dòng)最大、聲音最大處，即為實(shí)際故障點(diǎn)位置：斷路故障聲音更大，不用定點(diǎn)儀直接就能聽(tīng)到放電的振動(dòng)聲。聲測(cè)法原理 如圖 所示圖 在圖 1 中．K—電源開(kāi)關(guān)；T—調(diào)壓器(3kV)：T—試驗(yàn)變壓器(2～3kV)：R—限流電阻：D—硅堆(2DL75kV／1A)：C—儲(chǔ)能電容(2～8 u F)：G 一放電間隙：A—毫安表。測(cè)量方法(1)按圖 1 的原理接線(xiàn)圖進(jìn)行接線(xiàn)．接完線(xiàn)后由兩人進(jìn)行核對(duì)；第 22 頁(yè) 共 41 頁(yè)電力電纜絕緣試驗(yàn)與故障檢測(cè)方法研究(2)調(diào)整好放電間隙，控制放電電壓在規(guī)定電壓(據(jù)電纜等級(jí))。將調(diào)壓器調(diào)至零位：(3)將接地線(xiàn)拆除，合開(kāi)關(guān) K，使調(diào)壓器均勻升壓，當(dāng)電壓升至合適電壓時(shí)。G 放電，此時(shí)根據(jù)放電電壓的高低。適當(dāng)調(diào)整放電間隙，使其放電間隔為 34s。每次斷電調(diào)整間隙 G 時(shí)，都應(yīng)對(duì)地進(jìn)行放電防止靜電傷人。(4)在調(diào)整好后，即可按每 3～4s 放電一次的規(guī)律。在粗測(cè)所得到的電纜故障點(diǎn)附近進(jìn)行聽(tīng)測(cè)。在聽(tīng)測(cè)過(guò)程中，要有人監(jiān)視試驗(yàn)設(shè)備的電壓和電流表，防止設(shè)備燒壞。(5)在聽(tīng)測(cè)到故障點(diǎn)后，應(yīng)立即將調(diào)壓器退回至零，將電源開(kāi)關(guān) K 斷開(kāi)，在電纜芯和電容器上對(duì)地進(jìn)行放電。 聽(tīng)測(cè)方法(1)由于火花放電所產(chǎn)生的聲波傳到地面再進(jìn)入空氣 其音量?jī)H為 1％，其余的 90％的音量則被地面吸收。在地面上尋找這樣聲音，只憑人的聽(tīng)覺(jué)是非常困難的。特別是可疑處在人多的地方，更是不容易找到。因此，必須應(yīng)用一種音頻放大拾音器。(2)還可以用醫(yī)生聽(tīng)診器。 在預(yù)先測(cè)定的近似處，將聽(tīng)診器的傳聲器緊貼在地面上．慢慢地移動(dòng)傳聲器，直到找出火花放電聲。如在某處聲音最大 ，那么這處無(wú)疑是電纜故障聲音。(3)如果電纜故障發(fā)生在人稀少的地方或深夜 ，在預(yù)測(cè)到故障近似處時(shí)，可用一根硬木棒，一端緊貼在地面上，另一端緊貼在耳朵聽(tīng)，也能通過(guò)聽(tīng)到的放電聲來(lái)判斷故障的地方。注意事項(xiàng):（1）要特別注意試驗(yàn)設(shè)備接地線(xiàn)的連接。電容器的接地線(xiàn)必須單獨(dú)和電纜鉛包地線(xiàn)直接相連 ，不應(yīng)接試驗(yàn)設(shè)備的公用地線(xiàn)。否則在放電瞬間地線(xiàn)電位升高， 極易損壞同一地線(xiàn)上的電氣設(shè)備。(2)如果聽(tīng)測(cè)設(shè)備的探頭屏蔽不好，圖 聽(tīng)測(cè)電纜位置原理圖時(shí)，不在故障點(diǎn)也能聽(tīng)到放電聲。為了區(qū)別感應(yīng)放電和振動(dòng)放電，可將探頭放在手上(離開(kāi)地面)進(jìn)行聽(tīng)測(cè)。如仍有放電聲，則為電磁感應(yīng)引起 ，如無(wú)放電聲。把探頭重新放在地上，能聽(tīng)到的聲音就是故障點(diǎn)的放電聲。(3)由于電纜接地不好或者其他原因，可能在電纜護(hù)層上和接地體間發(fā)生放電現(xiàn)象或在電纜裸露部分、或在電纜末端發(fā)生輕微放電聲。容易造成錯(cuò)誤判斷，因此不能單憑此輕微聲音進(jìn)行判斷 要確實(shí)感到電纜有振動(dòng)時(shí)，才能確定故障點(diǎn)的位置。第 23 頁(yè) 共 41 頁(yè)電力電纜絕緣試驗(yàn)與故障檢測(cè)方法研究(4)為了便于區(qū)別聲測(cè)的放電聲和外來(lái)的干擾聲，可用兩套聽(tīng)測(cè)設(shè)備由兩人同時(shí)進(jìn)行，一人用探頭定點(diǎn)。一人用感應(yīng)線(xiàn)圈接收放電的電磁波信號(hào)進(jìn)行核對(duì)。當(dāng)兩人多次同時(shí)聽(tīng)到放電聲時(shí) 即可證明所聽(tīng)聲音無(wú)誤，確定故障點(diǎn)的具體位置。(5)聽(tīng)測(cè)時(shí)．應(yīng)重點(diǎn)注意電纜中間的接頭部位，因中間接頭最容易損壞。 感應(yīng)法用感應(yīng)法進(jìn)行電纜故障點(diǎn)的定位測(cè)量，在故障測(cè)量中，通常作為輔助方法被采用。感應(yīng)法主要用來(lái)聽(tīng)測(cè)電纜的埋設(shè)位置，并被廣泛應(yīng)用。⑴電纜埋設(shè)位置的聽(tīng)測(cè)將音頻信號(hào)源(即路徑儀)的一端接地，另一端接電纜線(xiàn)芯，再通過(guò)該線(xiàn)芯的另一端接地，其接線(xiàn)如圖 2 所示。接通路徑儀，當(dāng)電纜線(xiàn)芯通過(guò)音頻電流時(shí)。其周?chē)鷮a(chǎn)生如圖 4 所示的磁場(chǎng)。如果此時(shí)接收線(xiàn)圈置于電纜位置的正上方 A 處，由于磁棒完全與磁力線(xiàn)垂直，沒(méi)有磁力線(xiàn)穿過(guò)線(xiàn)圈．感應(yīng)電勢(shì)接近于零 因此在耳機(jī)中聽(tīng)不到聲音 j 當(dāng)線(xiàn)圈從電纜的正上方移向兩邊時(shí)。由于磁棒不垂直于磁力線(xiàn)，因而有磁力線(xiàn)穿過(guò)線(xiàn)圈．故能聽(tīng)到較大的聲音：當(dāng)線(xiàn)圈遠(yuǎn)離電纜時(shí)，由于磁場(chǎng)減弱而聲音也逐漸減弱 聲音大小的變化曲線(xiàn)，如圖 3 所示。由此可知，將磁棒垂直于地面，沿著電纜的路徑左右移動(dòng)時(shí)。則可聽(tīng)到兩邊聲音大 中間沒(méi)有聲音(或者聲音很小)的一條無(wú)聲路線(xiàn) 這就是電纜的具體埋設(shè)位置圖 2