电桥法原理图-电力电缆故障测试仪共50页
电力电缆故障定位的步骤和原理
电力电缆故障定位的步骤和原理造成电缆故障的原因是复杂的。
要想对故障点进行快速判断，就需要对电缆的工作环境以及常见原因有所了解，这也是减少电缆故障的一个重要途径。
常见的故障原因主要包括外力破坏、电缆质量、电缆中间头制作不达标、管理存在问题、自然现象造成的损伤以及电缆生产质量等。
因故障导致供电中断后，测试人员应合理选择仪器和测试方法快速寻找故障点。
故障点查找的步骤是先故障分析再测距，最后精确定位。
1、故障分析故障分析是了解故障电缆的基本信息，对其进行综合分析，包括敷设方式、电缆长度、型号、走向，以及接头的位置、长度、预留地点、发生故障前运行状况等，了解路径的施工情况，对故障电缆的类型进行初步判断，对其进行绝缘测试。
发生故障后，可在敷设人员处获得施工详细资料，以此来提升故障定位的准确性。
如果不了解电缆的路径和长度，需要在定位时排查清楚，判断故障类型时可借助故障时保护装置动作情况。
2、测距在定位的过程中，测距是最关键的一步，准确的定位是减少检修时间重要途径，特别是在长电缆中，不能准确定位对检修工作的影响更严重。
在实际应用中，为保证测试的准确，可通过多种方法来验证，必要时可通过电桥法或者脉冲电流来验证。
（1）行波法测距原理该方法进行测距中，电缆会从理论上看做均匀长线，以此来对微观传播过程进行分析。
电缆传输线路中的分布参数包括电感元件、电容、电导、电阻等，在任意点的等效电路图中，每个无限小段的电缆传输线路如下图所示：▲均匀长线的等效电路图在长线理论中，影响故障波形分析和性质分析的重要因素包括波的透射和反射、特性阻抗以及波的速度。
其中波速v和特性阻抗分别为：其中C为光速，μ和分别为电缆芯线周围介质的相对导磁系数和相对介电系数。
可看出电波在电缆中的传输速度与芯线材料和界面剂无关，与介电性能相关，不同的绝缘材料中，电波的传输速度有所不同。
特性阻抗为实数，与频率无关。
两种电缆连接时因不同的波阻抗会在连接处存在阻抗不匹配的情形。
电缆故障测试仪的工作原理
电缆故障测试仪的工作原理
YDL-206电缆故障测试仪
陕西意联电子科技
仪器组成框图
仪器系统组成框图见图一。
当软件测量方法选择“内触发”时，有0.2μs、2μs、4μs三种测试脉冲宽度可供选择。
其幅度大约为250VPP的测试脉冲信号加到被测电缆上和主机的输入电路上。
测试波形通过内部信号处理及数据处理电路后显示到屏幕上。
并同时在状态显示栏中显示电缆的介质（电缆类型）、电波传播速度、采样频率、故障距离、测试日期等。
软件选择“闪络法”时，内部脉冲信号断开，仪器处于外触发等待状态。
当冲击高压测试系统加到被测电缆的冲击高压使故障点闪络放电时，形成单次闪络波形并经过电流取样器输入仪器，仪器开始采样。
这以后的工作与低压脉冲的相同，并显示出测试结果波形。
图一YDL-206电缆故障检测仪系统组成框图
测试原理
电缆故障一般分为两大类：低阻、开路故障和高阻故障。
仪器根据雷达测距原理，向电缆发射一个低压脉冲或高压脉冲。
当遇到特性阻抗不匹配的地方时，就会产生反射波，仪器以极高的速度将发射波形和反射波形采集下来并显示在屏幕上，用双游标卡在波形的两个特征拐点上。
仪器根据电波在电缆中的传播速度，便可测算出故障点到测试点的距离。
S=VT/2
S：故障点距测试端的距离。
V：电波在电缆中的传播速度。
T：电波在电缆中故障点与测试端间一个来回传播所需的时间。
这样，在V和T已知的情况下，就可计算出S，即故障点距测试点的距离。
这一切只需要稍加人工干预（用双游标卡在波形的特征拐点上）就可由计算机自动完成，测试电缆故障迅速准确。
电力电缆故障测试方法
廷科咎凰电力电缆故障测试方法蒋正勇(宝胜科技创新股份公司，江苏扬e l,f225000)喃要】在铁路系统及工矿企业中大量地胺用电缆i进行供电，电缆出现故障会*,J--a41-&A和社会造成巨大的经济损失，甚至威胁人民生命安全。
因此，找出电缆故障的原因和有效的预防措施疆处理方法，以减少电缆故障对铁路系统及工矿企业产生的影响，避免由此而引发的经济损失。
饫键词]电缆；故障测试；行波法1电缆故障的原因和分类1．1故障原因1)机械损伤。
机械损伤是电缆故障的主要原因，包括电缆受振动或冲击性负荷等影Ⅱ向造成电缆的铅(铝)包绝缘等裂损，有时轻微的损伤会在几个月甚至几年后才发展成故障原因。
2)绝缘老化变质。
由于电热化学作用或地下酸碱腐蚀、杂散电流的影Ⅱ向，电缆绝缘整体下降；铅包外皮受腐蚀后出现麻点、开裂或穿孔，造成故障。
3)施工掘劣。
电缆接头不按操作程序施工或不按安全要求敷设电缆。
4)过压。
大气或内部过压作用，使绝缘击穿，形成故障。
12故障分类电缆故障可分为高阻与低阻故障2种。
高阻故障指电缆对外皮或导体之间的绝缘下降，不能承受正常工作电压，最常见的是单相对地故障。
低阻故障分为开路和短路故障。
电缆故障性质分类如表1所示：表1电缆捌蚓生喷的分类故障性质阻值击穿特性开路在直流高压脉冲作用下不击穿低咀<10Z O阻值不是太低时可用高压脉冲击穿高阻二，10Z O用高压脉冲击穿闪络直流或高压脉冲击穿注1)表中ZO为电阻的波阻抗，电缆一般在10—40Q之间：2)以上分类是为便于选择测试方法。
3)低阻与高阻、高阻与闪络性故障的区分不是绝对的。
2电缆故障探测方法2．1传统电缆测试方法1)烧穿法。
该方法常用在传统的电缆测试设备中，其优点是简单。
但有时会出现故障点碳化。
故障阻值反而增高的现象，长时间的高压也可能对电缆完好部分的绝缘造成潜在的破坏。
烧穿法有交流法、大容量高压直流法、高压冲击法3种。
电缆故障的精确定点是关键，通常是监听故障放电的声音，因而此方法存在一定的局限性。
电缆故障测试技术PPT课件
A
图1-2 等效电路
其中：R1、R2为已知电阻通过上式可以看出，只要知道电缆的准确长度L全长，就能精确算出故障点的距离。 2、电容电桥法 当电缆是开(断)路故障时，若再采用测量电阻电桥法将无法测出故障点的距离，因为直流电桥测量臂未能构成直流通道。在此只能采用交流电源，根据电桥平衡原理测量出电缆好相及故障相的交流阻抗值。由于电缆被视为“均匀的传输线”，其上分布电容与电缆长度成正比，以此推算出故障点的距离（在此略去计算公式推导，只给出结论）即：
目 录 第一章 电力电缆故障测试技术发展历史及今 后方向 一、传统技术的应用 二、现代技术的应用 三、今后发展方向:虚拟仪器,多次脉冲 第二章 电力电缆故障测试中应注意的几个问 题 一、电缆故障产生的因素 二、电缆故障测试所需的设备及用途 三、电缆故障性质判别及测试步骤 第三章 电力电缆故障粗测（预定位）方法 一、测试原理
1、脉冲回波返射法之电子管、晶体管阶段 我国第一台电缆故障检测仪DGC—711可以等同于一台示波器，因为其电路与一般脉冲示波器相似，所不同的是采用了贮能示波管。利用其可有限保持瞬时暂态信号波形的特性(通常可保持十几秒钟)来观察故障点放电时所采集的电压波形，用照像机拍照记录再分析冲洗出的照片上的波形，以此计算出故障点的距离。为了分析方便，仪器在同屏显示中设计了光标尺(电刻度波)。所以，直到今天还有专家采用存贮示波器测电缆故障皆缘于此。
电力电缆故障的检测是一个世界性的课题。上个世纪三十年代，国外刊登了一篇论文《电缆中击穿点之故障探测》，首先提出了用高压冲击来使故障点放电，用冲击电流表粗测电缆故障的论点，这一观点为以后电缆检测技术的发展和手段的丰富奠定了基础。 电缆故障检测设备是伴随着先进电子技术的出现而诞生的。电缆故障检测技术的发展经历了一个漫长的过程。上个世纪七十年代以前，主要是采用电桥法和低压脉冲法（又称时域反射法）。电桥法及低压脉冲测距法在测量电缆的接地故障和开路故障方面，可以说是相当完善了。然而对于高阻故障（泄露高阻和闪络高阻）的寻测，采用上述方法则是无能为力的，必须另辟蹊径。尽管后来又出现了用高压电桥（输出高压10kV）测高阻故障，但大多还需“烧穿”，故障可测率很低。
电力电缆故障的探测方法和故障预防措施
电力电缆故障的探测方法和故障预防措施一、电力电缆故障的探测方法依据电缆故障的类型，国内外形成了各种不同的故障探测与测试方法。
但是这些方法的基本步骤是大致一样的。
一般来说，首先要开展故障诊断，初步确定故障的类型；然后根据诊断结果，进故障定位，初步确定故障发生的大致部位;最后，再开展故障点的准确定位。
具体而言，电力电缆的故障探测方法主要由以下几种：1.电桥法及低压脉冲反射法这种方法曾经是电力电缆故障探测的重要方法。
这两种探测方法的优势在于对低阻线路故障的探测较为准确，但是对高阻电路就不太适合了。
有部分技术人员用这两种方法开展高阻故障探测时，通过加大电流的方式烧穿绝缘，以实现降低线路电阻的目的。
这样做的弊端在于对电力电缆的完好部分也会产生不利影响。
因此，为了解决电缆线路的高阻故障，技术人员提出了高压电流闪测法，并在实际探测中得到了广泛应用，但是这种方法需要技术人员的经验辅助，降低误差一直是这种方法技术革新的关键点。
2.二次脉冲法二次脉冲法的原理是通过低压脉冲和高压发生器，在故障电缆线路中发射冲击脉冲并在故障处产生一个电弧。
在电弧产生的瞬间，会在仪器内部发射出一个低压脉冲，这个脉冲到达电缆故障处时会造成短路，短路产生的反射波会被记忆在仪器中。
在电弧过后，在发射一个低压测量脉冲，这个脉冲会通过故障点到达电缆末端，并诱发一次开路反射。
最后，将上述两次低压脉冲的波形开展比照即可准确获知故障点的部位。
电缆故障探测仪会根据上述原理自动匹配，然后判断和计算出故障点的距离。
二次脉冲法在电缆故障探测领域的应用使高阻故障判断与低阻故障判断同样简单，因此得到了广泛应用。
3.基于零序直流原理的电力电缆故障检测此故障检测方法的基本原理是，当电网正常工作时各分支线路的零序直流的数值极小，一般不超过0.5mΛ,如果电网运行中发生单相接地故障，该分支线路中的零序直流将迅速增大，一般可到达50mA左右。
因此，零序直流的迅速增大可以作为电缆线路接地故障的重要判断指标。
电力电缆故障探测
电力电缆故障查找方法与应用电力电缆具有供电安全可靠,受自然气象条件影响少,运行和维护成本相对较少等优点,但在实际的运行中由于城市的施工,电缆附件安装工艺不良,长期过负荷运行等因素致使电缆发生故障,影响供电安全。
如何快速查找故障点,恢复电缆正常供电，是运行维护人员面临的一个挑战。
笔者总结多年的工作经验,给出以下分享。
电力电缆故障点查找一般分四步骤进行：1.故障类型判断2.故障点预定位3.路径确认4.精确定点一、故障类型判断故障判断：用万用表、兆欧表测量电缆的故障电阻，并根据故障电阻大小，判断电缆的故障性质；进一步了解该故障的原因、电缆敷设环境及运行情况等。
电缆故障类型可分为以下5种：1、开路（断线）故障：电缆有一芯或多芯导体断裂或者金属护层断裂。
断线故障一般都伴有经电阻接地的现象。
2、短路故障：电缆的一芯或多芯对地绝缘电阻或者线芯之间绝缘电阻低于10Ω，其中电缆的一芯或多芯对地绝缘电阻低于10Ω的故障也叫死接地故障。
3、低阻故障：电缆的一芯或多芯对地绝缘电阻或者线芯之间绝缘电阻大于10Ω，不高于200Ω（非标准值）。
4、高阻泄露性故障：电缆的一芯或多芯对地绝缘电阻或者线芯之间绝缘电阻大于200Ω。
5、高阻闪络性故障：电缆的一芯或多芯对地绝缘电阻或者线芯之间绝缘电阻非常高，但对电缆进行耐压试验时，当电压加到某一数值，突然出现绝缘击穿的现象。
二、故障点预定位上述故障类型分类的目的是为了选择合适的测试方法，目前电缆故障测距的常用方法主要有电桥法和波反射法（脉冲法）两种。
1、电桥法：测距方法是基于电缆沿线均匀，电缆长度与缆芯电阻成正比的特点。
并根据惠斯通电桥的原理，将电缆短路接地故障点两侧的环线电阻引入电桥回路，测量其比值。
由测得的比值和已知的电缆全长，计算出测量端到故障点的距离。
此方法需要一个截面相同长度相等的完好的相线作为测试辅助相。
适用于短路、低阻与高阻泄露性故障。
2、波反射法（脉冲法）：又分为低压脉冲法、二次（多次）脉冲法、脉冲电流法。
利用高压电桥法探测电力电缆故障方法
摘
要： 主要介绍 了高压 电桥法探测 电缆 的基本原理 、 使用前提及智能 电桥 法探测 电缆 故障存在 的问题 和
解决方 法。
关 键词 ： 高压 电桥 ； 探测 电缆故障； 方法 中图分 类号 ：Ｍ８ ５ Ｔ ３ 文献标识码 ： Ｂ 文章 编号 ：０ ５ ２ ９ （０ １ ０ ．０ ７ ０ １０ — ７ ８ ２ １ ）８ ０ ３ — ２
之， 若在对电缆冲击放 电时 ， 故障点 能产生 放电声 音， 采用 声磁 同步 法 ， 否则采 用音 频法 。
４ 需 要 采 用 专 门 的仪 器 对 故 障 电 缆 进 行 识 ）
电位器 尺 的阻值 。剩下的问题 由计算机微处理器 根 据式 （ ） 算 出测 试 结 果 ， 由显 示 单 元 直 接 显 ３计 并 示 出故 障距 离 。 智 能 电桥法 要考 虑解 决 的另一个 关键 问题 是试 验直 流 电压 源 问题 。对 于智 能 电桥 法 ， 管 采用 了 尽 高精度 、 高放大倍数的测量放大器。但在高阻接地 故障时， 如果 电桥电源 电压较低 ， 回路电流太小 ， 测 量 误 差也会 增加 。所 以仪 器还得 使用 较高 的直 流 电 压 源 。实 际情 况 ， 当泄 露 电阻在 １０ＭＱ 时 ， ０ 如果 回 路 电压加到 ３ ０ 故障点距离 的测试误差绝对值 ０Ｖ， ０ 也仅在 ５～ ０ｍ左右 ， １ 这在过去使用传统的 回路法 是有 困难 的 。
Ｒ１×／ ＇ ２＝Ｒ２ｘ １
Ｒ１Ｒ ＝ １ｒ ／ ２ ｒ／２ ｒ ｒ＝ １２ Ｋ ／
ｒ ｃ ｏ ｚ＋
（） １ （） ２
由于 Ｒ 、 为 已知 电阻 ， 设 ／ ： Ｋ， ： Ｒ ＝ 则
２ 电桥法测试 电缆故 障使 用的前 提
电缆故障测试仪
电缆故障测试仪技术说明书公营建华仪器厂一、概述JH5135电缆缺点测试仪,它集屏幕式及数字式电缆缺点测试仪于一体,仪器的屏幕上可明晰观察到缺点的类型,缺点的准确位置由LED数码管显示,运用者了如指掌,该仪器特别适用于有线通讯部门、电力部门、电缆消费厂家和其它大型厂矿、企业等探测通讯电缆的开路、短路、阻抗失配等缺点的位置和类型，也可用来测量电缆的长度和电磁波信号在电缆中的传达速度。
该仪器的任务原理是经过向被测电缆发送电脉冲，电脉冲在传输进程中遇到开路或短路处会因阻抗失配发生反射，反射脉冲传回到仪器中经处置后，显示在屏幕上，经过发送脉冲到反射脉冲延迟时间的计算，在仪器的LED数码管上显示出缺点的实践距离。
由于该仪器运用了高动摇的晶体振荡器作时标，测量数据经微机处置，因此具有智能化、准确、牢靠等突出优点，同时仪器采用便携式防水机箱，可交直流两用，适宜野外作业。
二、主要技术参数1、被测电缆种类：指己规则波速系数的电缆和恣意波速系数的电缆市话电缆 V.P.C. 0.75塑料电缆 V.P.C. 0.78边防电缆 V.P.C. 0.80对称电缆 V.P.C. 0.83同轴电缆 V.P.C. 0.93其它恣意电缆 V.P.C. 0.4~0.992、线路阻抗：10Ω~1KΩ分0.1Km；0.2Km；0.5Km；1Km；2Km；5Km；10Km,共七档3、量范围：20m~10Km4、测量精度：满量程的2%以内5、发送脉冲幅度负载开路：>10V负载1KΩ：>8V负载100Ω：>6V负载10Ω：>2V6、输入阻抗：约100Ω7、供电电源：交流220V，50Hz直流12.5V〔公用稳压电源〕8、功耗：交流，约35VA直流，约18VA9、运用环境：-10℃ +40℃，相对湿度：≤80%10、重量：主机〔带电池〕，约9.5Kg充电器，约2Kg11、体积：主机，520×210×185mm充电器，180×170×80mm三、任务原理JH5135电缆缺点测试仪的任务原理是经过向被测缺点电缆发送脉冲，电脉冲在有缺点的电缆传输进程中会因阻抗失配而发生反射脉冲，经过对发射脉冲和反射脉冲延迟时间的计算来确定电缆的缺点位置。