电桥法原理图-电力电缆故障测试仪
电缆故障定位技术的比较研究
电缆故障定位技术的比较研究在现代电力系统中，电缆作为电力传输的重要载体，其稳定运行对于保障电力供应的可靠性至关重要。
然而，由于各种原因，电缆故障时有发生。
为了快速、准确地定位故障点，以便及时修复，减少停电损失，众多电缆故障定位技术应运而生。
本文将对几种常见的电缆故障定位技术进行比较研究，旨在为电力行业相关人员提供有益的参考。
一、电桥法电桥法是一种传统的电缆故障定位技术。
其基本原理是基于电缆的电阻与长度成正比的关系，通过测量故障电缆的电阻值，然后与正常电缆的电阻值进行比较，计算出故障点的位置。
电桥法具有操作简单、成本较低的优点。
对于低阻故障（通常指故障电阻小于 10 倍电缆波阻抗），定位精度较高。
但它也存在明显的局限性，对于高阻故障和闪络性故障，由于故障电阻较大，电桥法往往难以准确测量。
此外，电桥法需要事先知道电缆的长度等参数，并且在测量过程中需要对电缆进行停电操作，这在一定程度上影响了电力供应的连续性。
二、脉冲反射法脉冲反射法是目前应用较为广泛的电缆故障定位技术之一。
该方法通过向故障电缆发送脉冲信号，然后接收反射回来的信号，根据信号的传输时间和传播速度来计算故障点的距离。
脉冲反射法包括低压脉冲反射法和高压脉冲反射法。
低压脉冲反射法适用于低阻短路和断路故障，能够直观地显示电缆的开路、短路和阻抗不匹配等情况。
高压脉冲反射法则适用于高阻故障和闪络性故障，通过对故障点放电产生脉冲反射信号来进行定位。
脉冲反射法具有定位速度快、精度高的优点，不需要事先知道电缆的长度等参数，并且可以在电缆不停电的情况下进行测量。
然而，脉冲反射法容易受到电缆波速不准确、反射信号干扰等因素的影响，从而导致定位误差。
三、声测法声测法是基于故障点放电时产生的声音信号来定位故障的一种方法。
在故障电缆上施加高压，使故障点发生放电，然后使用声音传感器（如拾音器）来检测放电声音。
通过比较不同位置接收到声音信号的时间差，可以确定故障点的位置。
讲解电缆故障测试仪工作中的正确使用
讲解电缆故障测试仪工作中的正确使用讲解电缆故障测试仪工作中的正确使用依据电力电缆常见的故障，本仪器设计了四种测试方法，用户可依据不同的故障实行不同的测试方法，也可以用不同的方法分别手记波形，相互比较分析，对故障点进一步确认。
电缆故障测试原理用本仪器测试电缆故障所采纳的基本原理为“回波测试”原理，即依靠电波在电缆中的传输反射来测试的。
⑴ 脉冲法测试原理：脉冲法测试即为本仪器内部产生一脉冲波，这一脉冲波被加于电缆上，当脉冲波碰到电缆特性阻抗变更的点，就会产生一回波信号（依据传输线原理），本仪器在电缆的测试端将这两个信号（发射波和回波）手记并显示，依据这两个波的时间差来计算出故障点与测试端的距离。
因此这种测试方法不受电缆敷设规定影响，只与电波在此电缆中的传输速度有关。
⑵ 高压闪络法测试原理：在针对电缆的高阻故障时，利用外部设备给电缆施加高压，当故障电缆承*所加高压时，故障点就会产生击穿电弧。
击穿电弧就会产生一回波，这样我们利用测试仪就可以将整个击穿过程在测试端利用手记波形的形式记录下来，通过这个击穿过程来分析计算击穿点离测试端的距离。
同样这种测试方法不受电缆敷设情况影响，只与电波在此电缆中的传输速度有关。
电缆故障测试程序在利用本仪器测试电缆故障时，应按如下程序进行：⑴ 万用表，摇表或由电缆预试结果判定电缆故障性质。
⑵ 依据电缆故障性质选择合适的测试方法：低阻故障和开路故障用脉冲法，当然对低阻故障也可采纳闪络法。
泄漏性高阻故障采纳闪络法（冲L法），有些泄漏性高阻故障也可采纳直闪法，但通常都不这样做，闪络性高阻故障采纳直闪法，也可以采纳两种方法都测一下相互比较提高判定的精准性。
⑶ 选择工作接地方，并从所选择的接地方分别引出两条地线，一条接仪器的地，另一条接高压设备的地。
工作地线的选择原则，是要确保测试相与其构成为一闭合回路，使本仪器能够得到正确的测试波形。
还应注意的是，工作地线必须和系统地连在一起，使人、仪器地、高压设备地以及被测电缆地四体同位。
电桥法测电缆故障及其误差解析
电桥法测电缆故障及其误差解析摘要：电桥法测电缆故障是电缆管理与故障解决研究的重点内容，通过对电桥法基本原理剖析，明确电桥法检测电缆故障的步骤，随后总结电桥法应用特点，根据实际应用研究，认识到电桥法的重要作用。
目的在于顺利解决电缆故障，恢复电缆运行。
关键词：电缆故障；电桥法；低电阻故障点；等值长度一、引言电桥法测电缆故障，是明确故障点，及时解决电缆故障的重要手段。
城市化建设及生产生活的迅速发展，用电需求持续增加。
传统架空线路施工逐渐调整为埋没隐蔽式施工，如此一来，电缆地下覆盖率明显增加，故障诊断与维修等难度变大。
电缆故障检测效率直接影响到故障处理，特别是电缆线路持续增加，为了有效提高故障处理率，保证电缆运行安全，科学利用电桥法对电缆故障进行检测，从而增加电缆系统可靠性，保障生产生活对供电的需要。
二、电桥法基本原理剖析电桥法作为电缆故障检测中的重要方法之一，其故障检测基本原理如下：以电缆线路测试端为载体，提前调整好测试仪器，连接电桥桥臂，这其中所指的桥臂为电缆中的故障相导体、良好相导体[1]。
随后连接两相导体另一端连接，从而打造成回路结构。
根据电缆运行具体情况，对电桥进行适当调节，观察电桥状态，平衡情况下，表示电缆线路对应所检测的桥臂参数在相等，电桥桥臂检测中，电阻值、电缆导体长度之间为正比例关系，因此电缆长度比可以通过电缆导体电阻比获得[2]。
紧接着以电桥为纽带对电阻进行调整，随即根据得到的数值计算电缆故障点，完成电桥法对电缆故障的初测。
三、电桥法电缆故障检测应用步骤电桥法检测电缆故障，是电缆检测的基础环节，帮助检测人员确定电缆故障位置，以便迅速展开故障维修，保障电缆的正常运行。
电桥法故障检测应用，具体步骤如下：（一）电缆探伤仪电缆探伤仪是电桥法电缆故障检测的重要设备，目前电缆故障检测中，常用电缆探伤仪型号为QFI-A型。
针对电缆故障检测中绝缘电阻值展开测量，故障类型为≤100kΩ短路接地故障。
电缆探伤仪在电缆低阻故障检测方面准确度非常高，同时还会检测出电缆的断线或者直流电阻等故障，对电缆线路电容准确测量[3]。
电缆故障测试检测查找仪器使用方法
电缆故障测试检测查找仪器使用方法电缆故障测试检测查找仪器使用方法1.简介电缆故障测试检测查找仪器是一种用于检测和查找电缆故障的专用设备。
它可以帮助用户快速、准确地定位电缆中的故障点，提高维修效率，减少维修成本。
本文将介绍电缆故障测试检测查找仪器的使用方法，包括仪器的基本操作、故障定位原理、故障类型及处理方法等内容。
2.仪器的基本操作2.1 仪器的启动和关机●按下电源开关，仪器开始启动。
●在使用完毕后，按下电源开关，仪器关机。
2.2 仪器参数的设置●根据具体检测需求，设置仪器的参数，如测量范围、故障类型等。
2.3 仪器的连接和校验●将待测电缆与仪器进行连接，确保连接稳固。
●进行仪器的自检和校验，确保仪器工作正常。
3.故障定位原理电缆故障定位仪器的工作原理是利用故障点处的电缆绝缘破损形成的局部放电产生的电磁波信号进行测量和分析，通过对信号的处理，可以精确定位故障点。
4.故障类型及处理方法4.1 电缆接地故障●故障特征：________电缆绝缘与地之间发生破损，导致电缆接地，电流异常增大。
●处理方法：________定位故障点并修复破损处，恢复电缆的绝缘性能。
4.2 电缆短路故障●故障特征：________电缆中两根或多根导体之间发生短路，导致电流异常增大。
●处理方法：________定位故障点并修复短路处，恢复电缆的导电性能。
4.3 电缆断路故障●故障特征：________电缆中的导体发生断裂，导致电路中断，电流无法通过。
●处理方法：________定位故障点并修复断裂处，恢复电缆的连通性。
5.附件本文档涉及的附件可参考附件一：________电缆故障测试检测查找仪器操作手册。
6.法律名词及注释6.1 电缆故障测试检测查找仪器：________专用于检测和查找电缆故障的设备。
6.2 故障定位原理：________利用电缆故障产生的电磁波信号进行定位的原理。
6.3 电缆接地故障：________电缆绝缘与地之间发生破损导致的故障。
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。
电缆故障测试方法及技巧
电缆故障测试方法及技巧随着城市的进展扩大，城市电网的改造，电力电缆获得了越来越广泛的应用。
但另一方面，由于电缆处在地下，消失故障很难发觉其故障点位置所在，这对电网的平平稳定运行以及供电牢靠性都带来很大的困难。
对此，我们首先分析了电力电缆故障常见原因，在此基础上，进一步总结出电力电缆常用故障检测方法。
1.电力电缆故障产生的原因（1）绝缘层老化变质：绝缘电缆长期在风吹日晒，在电的的作用下发生了老化，还要受到伴随电作用而来的化学、热和机械作用，从而使介质发生物理化学变化，使介质的绝缘性能下降。
（2）过热：电缆绝缘内部气隙游离造成局部过热，使绝缘炭化。
另外，电缆过负荷产生过热，安装于电缆密集地区、电缆沟及电缆隧道等通风不良处的电缆，穿于干燥管中的电缆及电缆与热力管道接近的部分等，都会因本身过热而使绝缘加速损坏。
（3）机械损伤：如挖掘等外力造成的损伤。
（4）护层的腐蚀：因受土壤内酸碱和杂散电流的影响，埋地电缆的铅或铝包将遭到腐蚀而损坏。
（5）绝缘受潮：中心接头或终端头在结构上不密封或安装质量不好而造成绝缘受潮。
（6）过电压：过电压重要指大气过电压和内过电压，很多户外终端接头的故障是由大气过电压引起的，电缆本身的缺陷也会导致在大气过电压的情形下发生故障。
（7）材料缺陷：电缆制造的问题，电缆附件制造上的缺陷和对绝缘材料的维护管理不善等都可能使电缆发生故障。
2.电力电缆故障性质类别的快速判别2.1电力电缆的故障分类电缆故障若按故障发生的直接原因可以分为两大类：一类为试验击穿故障；另一类为在运行中发生的故障。
若按故障性质来分，又可分为开路、低阻、高阻故障等。
开路故障：指电缆的甲端与乙端一相或者三相*断开。
低阻故障：若电缆相间或相对地绝缘电阻在100k以下的故障称为低阻故障。
高阻故障：若电缆相间或相对地故障电阻较大，以致不能接受电桥或低压脉冲法进行粗测的故障，通称为高阻故障。
它包括泄漏性高阻故障和闪络性高阻故障。
在试验过程中发生击穿的故障，其性质比较单纯，一般为一相接地，很少有三相同时在试验中接地或短路的情形，更不行能发生断线故障。
电缆故障测试仪仪器面板及操作功能
电缆故障测试仪仪器面板及操作功能电缆故障测试仪仪器面板及操作功能一、电缆故障测试仪面板及键盘示意如图（2）所示：2. 仪器指示灯：分别为：充电、欠压、脉宽（0.2/2）。
3. 信号：信号接口4. 亮度：用来调节屏幕亮度5. 输入振幅：用于调节输入、输出脉冲幅度大小。
使用时应根据屏幕显示波形进行调节。
调节过小时，脉冲反射很小，甚至无法采样，如图（3）。
调节过大时，反射脉冲相连与基线无交点甚至基线会变成斜线，如图（4）。
一般采样前，输入振幅旋钮旋转1/3左右，然后根据波形大小在进行调节，重新采样。
6.电源开关7.操作键盘8.液晶显示屏1. 键盘功能介绍：本仪器使用14个轻触按键作为控制功能键，其中有12个是双功能键，键盘排列如图（5）所示：各键功能如下：0-9数字键：上电复位时，数字键可以键入年、月、日，在测试状态（非菜单状态，下同），测故障、测全长，当屏幕左上角显示“键入速度000”时，用数字键可以键入已知速度值；在脉冲速度状态，用数字键可以键入已知电缆长度。
总之，当屏幕提示需键入数据时，0-9键就为数字键，否则就为其它功能键。
单双波形显示选择键：按此键可以使屏幕由双波形显示转为单波形显示（双波形显示时，显示屏上半部显示2波形，下半部显示1波形），并随意转换，本仪器上电（复位）后，默认为上下双波形显示、并对存储区1（1波形）进行操作形式，按此键一次将变为全屏幕单波形显示方式。
该仪器有两个存储区，上电（复位）后，默认存储区1存储数据，当选择对存储区2（波形2）进行操作时，会在第二波形显示区（屏幕上半部）出现前次采样波形，属于正常现象，重按采样键，本次采样波形将取代上次存储波形。
1/2上下波形选择键：仪器内部有两个波形存储区，用此键可随意选择其中之一为主进行操作（包括采样、扩展、打印等）。
仪器上电复位后，自动默认对存储区1（1波形）进行操作（双屏显示时屏幕下半部显示存储区1波形，波形前有“1”或“2”）。
电缆故障的测试原理及方法
2、跨步电压法：采用跨步电压法定点，主要针对对电缆外护套绝缘有要求的外护套接地故障定点，现在对部分直埋的无铠装的低压电缆、电线接地故障、也可以采用跨步电压法定点。
3、电磁法及音频法：用电磁波定点或采用音频法定点，从原理上讲是可行的。但从目前情况看，还没有性能可靠的，能实际应用的定点仪。或者说，采用电磁波定点的定点仪仍旧在各科研机构研发之中，还需实践中进一步验证提高，达到实际应用水平。
应用脉冲反射法（也有叫冲闪法）的智能型闪测仪，是目前应用范围最广，市场保有量最大的电缆故障粗测仪器。例如北京供电系统，由于地埋电缆使用时间长，电缆铺设量大，应用电缆故障测试仪的历史也较长，从1993年后10年间，购买的单片机控制的、DTC系列探测仪的早期产品、TC系列大屏幕液晶显示的电缆故障测试仪有50余套，几乎每个供电部门都使用。并且在有些供电部门，把该类电缆故障测试仪的使用，作为电缆测试工种高级工考试必须掌握的技能，笔者曾多次对北京供电系统进行过脉冲反射法电缆故障测试仪的技术培训。由于该类仪器应用时间长，对该类型的闪测仪的使用知识和使用经验的培训资料及专著种类较多，有利于用户及时掌握仪器的使用技巧。
三、电缆路径探测方法介绍：
采用电磁波进行路径探测，是一种很成熟的方法，实际应用效果也很好。区别在于探测的电缆长度、探测深度，信号频率等各不相同。现在流行的路径仪，探测电缆长度大于10KM，探测电缆深度大于2m，电磁波频率10KHZ－20KHZ。
四、中低压电缆检测仪（电桥测试仪）介绍：
现在市场上流通的中低压电缆检测仪，大部分是完成电缆故障粗测功能。其原理一般是采用电桥法，只不过是现在已经采用了计算机技术，采用的是智能电桥。有低压电桥、高压电桥等等。有些仪器还采用了超高压数字电桥原理。给故障点加的电压一般为200V以上，最高可以加到20KV。对于故障电阻较低的(电阻小于600MΩ)电缆故障。用中低压电缆检测仪可以粗测故障距离。
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§2.3.2 CD-66的测试过程
对端操作提示界面
按照提示，通知 电缆对端操作人 员将黑色夹钳从 接线盒测试地插 孔内拔出，等待 对端的操作人员 确认后，再按 “确认”按键。
§2.3.2 CD-66的测试过程
近端护层电阻测量界面 将“电压调整”旋 钮调至“零位”， 按“高压合”按钮， 调节“电压调整”、 “电流调整”旋钮， 使输出处于恒流状 态，电流值尽量大。 等待显示电流值稳 定后，再按“下一 步”键开始测量近 端护层电阻。
§2.3.2 CD-66的测试过程
正在进行近端护层电阻测量的界面
§2.3.2 CD-66的测试过程
测量完成后的界面
按照提示操作，重 新测量按“上一步” 键，继续测量先将 “电压调整”旋钮 调至零位，再按 “高压分”键关闭 高压输出。仪器自 动检测高压电源状 态，若未关闭高压 电源，仪器发出声 音告警提示，同时 闭锁下一步操作。 按“下一步”键显 示测量结果。
• 按要求接线完毕后，打开机器电源，按照CD66屏幕上的文字提示进行操作。
§2.3.1 CD-66的接线方法
图1
用电缆芯线作为辅助线(相)接线图
§2.3.1 CD-66的接线方法
图2 用电缆护层作为辅助线(相)接线图
§2.3.2 CD-66的测试过程
接线提示界面
按照提示检查 测距仪接线、 对端接线盒接 线是否与液晶 上的提示一致。 确认无误后按 “确认”按键。
§1.1
护层故障探测的意义
一、会产生环流造成损耗发热，导致绝缘局部过热并加速
绝缘老化，严重限制功率传输，影响主绝缘寿命； 二、是主绝缘在金属护层被腐蚀处产生电场集中，易于产 生局部放电和引发电树枝，对电缆的短期运行安全造成威 胁。 三、护层绝缘损伤导致水分侵入，主绝缘产生水树老化的 概率增加，对电缆寿命产生严重影响；
超高压电缆护层故障 测距与定点
淄博信易杰电气有限公司
仪器图片
CD—66超高压电缆护层故障测试仪
CD-86数字式跨步电压定点仪
目录
基础知识 • §2 故障测距 • §3 故障定点
• §1
§1 基础知识
• 1.1 • 1.2 • 1.3 • 1.4
护层故障探测的意义 护层故障的原因 护层故障性质分类 护层故障探测流程
相同电流值下，测量XP段的电压降U1, PY段的电压降U2,得到
§2.2.3
电阻比法
电阻比法原理图
L1/L=R1/R
§2.2.2
电阻比法
Hale Waihona Puke • 优点：精度高，抗干扰能力较强。 对现场环境要求低。
• 缺点：
需要两端操作
• 适用范围：
有一相绝缘良好护层或芯线的场合
§2.3 故障测距的仪器操作方法
• CD-66测距时可根据测试现场具备的条件来选 择不同的接线方法。 ---如果测试现场有对地绝缘良好的芯线可以 利用，请优先选用电缆芯线作为辅助线。 ---如果现场没有电缆芯线可用，使用对地绝 缘最好的护层作为辅助线。
§2.3.2 CD-66的测试过程
系统校零界面
确认高压分指 示灯亮，按 “下一步”键 开始系统校零 。
§2.3.2 CD-66的测试过程
正在系统校零的界面
§2.3.2 CD-66的测试过程
系统校零完成界面
系统校零完成 时，显示界面 如图，按“下 一步”键继续， 若想重新校零 按“上一步” 键。
§2.2.2
电压比法
电压比法原理图
§2.2.2
电压比法
• 优点：
精度较高，抗干扰能力较强。
• 缺点：
1.接线复杂，操作不方便。 2.至少需要两相绝缘良好护层，对现场环境要求高。 3.两此测试的电流不需相等，否则会增大测量误差。
• 适用范围：
有两相绝缘良好护层的场合
§2.2.3
电阻比法
电阻比法原理图
电桥法原理图
§2.2.1
电桥法
§2.2.1
电桥法
• 存在问题： 由于两条电缆的护层形成的环路大， 易受干扰，电桥测量时不能调平衡， 只能在无干扰的情况下使用，因此电 桥在多数情况下不适合电缆的护层测 距。
§2.2.2
电压比法
电压比法原理图
相同电流值下，测量XP段的电压降U1, PY段的电压降U2,得到
§1.2 护层故障的原因
机械损伤 材料缺陷
接地箱密封不良
接头制作工艺不良 半导电层没有刮干净
白蚁或老鼠侵害
§1.3
护层故障性质分类
• 低阻故障
Rf<1MΩ。 可直接测距。
• 高阻故障
Rf>1MΩ。
可直接测距但精度低； 故障点烧穿后测距精度高。
§1.4
护层故障测试流程
故 障 类 型 判 别
故 障 点 烧 穿
故 障 测 距
故 障 定 点
§2 故障测距
• 2.1 故障测距的意义 • 2.2 故障测距的方法 2.2.1 电桥法 2.2.2 电压比法 2.2.3 电阻比法（√） • 2.3 故障测距的仪器操作方法 2.3.1 CD-66的接线方法 2.3.2 CD-66的测试过程
§2.1 故障测距的意义
精确测量测试端到故障点的距离 为故障定点提供大体的探测范围
§2.2 护层故障测距的方法
故障测距
电桥法
精度高，受接线电阻影响大,易受干 扰不能调平衡。
电压比法
精度较高，受电压易受干扰，读数 不稳定,受接线电阻影响大。
电阻比法（本方案采用的方法）
精度高，不受接线电阻影响。
§2.2.1
电桥法
§2.3.2 CD-66的测试过程
测试结果显示界面
显示护层对地绝缘 电阻、护层全长电 阻、测量端到故障 点的护层电阻，以 及故障点到测量端 的距离占全长的比 例。
§2.3.2 CD-66的测试过程
全长护层电阻测试界面 先将“电压调整”旋 钮调至零位，按“高 压合”按钮启动高压 输出，分别调节“电 压调整”、“电流调 整”旋钮，使输出处 于恒流状态，电流值 尽量大。等待显示电 流值稳定后，按“下 一步”键开始测量电 缆护层电阻 。
§2.3.2 CD-66的测试过程
正在进行全长护层电阻测试的界面
§2.3.2 CD-66的测试过程
测量完成后的界面
若想重新测量电缆护 层的电阻，请按“上 一步”键，继续测量 请先按将“电压调整” 旋钮调至零位，再按 “高压分”键关闭高 压输出。仪器自动检 测高压输出状态，若 未关闭高压输出，仪 器会发出声音告警提 示，同时闭锁下一步 操作,直到关闭高压输 出后才能继续进行测 试。按“确认”键继 续测试。