电力电缆故障的快速查找精编版

1、 1电缆故障性质的分析电缆故障性质的分析 电力电缆故障是由于故障点的绝缘损坏而引起的。一般故障电力电缆故障是由于故障点的绝缘损坏而引起的。一般故障 的类型大体上分为低阻（短路）故障和断路故障，高阻泄漏的类型大体上分为低阻（短路）故障和断路故障，高阻泄漏 故障和闪络性故障两大类：故障和闪络性故障两大类： 1.1 低阻故障和开路故障低阻故障和开路故障 凡是电缆故障点绝缘电阻下降至凡是电缆故障点绝缘电阻下降至100欧姆以下，甚至直流电阻欧姆以下，甚至直流电阻 为零的故障均称为低阻故障或短路故障。为零的故障均称为低阻故障或短路故障。 凡是电缆绝缘电阻无穷大或虽与正常电缆的绝缘电阻值相同，凡是电缆绝缘电

2、阻无穷大或虽与正常电缆的绝缘电阻值相同， 但电压却不能馈至用户端的故障称为开路（断路）故障。但电压却不能馈至用户端的故障称为开路（断路）故障。 1.2 高阻故障高阻故障(包括高阻泄漏故障和闪络性故障包括高阻泄漏故障和闪络性故障) 电缆故障点的直流电阻大于电缆故障点的直流电阻大于100欧姆以上的故障均称为高阻故欧姆以上的故障均称为高阻故 障。障。 1.2.1 高阻泄漏故障高阻泄漏故障 在做电缆高压绝缘试验时，泄漏电流随试验电压的增加而增在做电缆高压绝缘试验时，泄漏电流随试验电压的增加而增 加。在试验电压升高到额定值时（有时还远远达不到额定加。在试验电压升高到额定值时（有时还远远达不到额定 值），

3、泄漏电流超过允许值，称为高阻泄漏故障。值），泄漏电流超过允许值，称为高阻泄漏故障。 2.2.2 2.2.2 闪络性故障闪络性故障 试验电压升至某值时，监视泄漏电流的电表指值突然升高，试验电压升至某值时，监视泄漏电流的电表指值突然升高， 表针且呈闪络性摆动；电压稍下降时，此现象消失，但电缆表针且呈闪络性摆动；电压稍下降时，此现象消失，但电缆 绝缘仍有极高的阻值，这表明电缆存在有故障。而这种故障绝缘仍有极高的阻值，这表明电缆存在有故障。而这种故障 点没有形成电阻通道，只有放电间隙或闪络表面的故障便称点没有形成电阻通道，只有放电间隙或闪络表面的故障便称 为闪络性故障。为闪络性故障。 2 2电缆故障的

4、测试方法电缆故障的测试方法 DSM-4000DSM-4000电缆故障测试仪器对电缆故障的测试有三种方法：电缆故障测试仪器对电缆故障的测试有三种方法： 低压脉冲法、多次脉冲法、高压闪络法。低压脉冲方式由机低压脉冲法、多次脉冲法、高压闪络法。低压脉冲方式由机 内产生脉冲电压直接测量。多次脉冲方式是在高压电压方式内产生脉冲电压直接测量。多次脉冲方式是在高压电压方式 的基础上的基础上, ,配合多次脉冲处理单元而产生多个脉冲配合多次脉冲处理单元而产生多个脉冲, ,利用高压利用高压 放电的延弧技术放电的延弧技术, ,使故障点的波形更加容易判断分析。使故障点的波形更加容易判断分析。 2.1 2.1 低压脉冲

5、法低压脉冲法 利用这种方法，可以直观地从仪器显示屏中观察出故障点是利用这种方法，可以直观地从仪器显示屏中观察出故障点是 开路还是短路性质的故障，并且还可以直接算出故障点距测开路还是短路性质的故障，并且还可以直接算出故障点距测 试的距离。试的距离。 工作原理：测试时，在故障相上注入低压发送脉冲，该脉冲工作原理：测试时，在故障相上注入低压发送脉冲，该脉冲 沿电缆传播直到阻抗失配的地方，如象中间接头、型接头、沿电缆传播直到阻抗失配的地方，如象中间接头、型接头、 短路点、断路点和终端头等等，在这些点上都会引起波的反短路点、断路点和终端头等等，在这些点上都会引起波的反 射，反射脉冲回到电缆测试端时被试验

6、设备接收。射，反射脉冲回到电缆测试端时被试验设备接收。 故障的性质类型，由反射脉冲极性决定。如果我们发送的测故障的性质类型，由反射脉冲极性决定。如果我们发送的测 量脉冲是负极性的，反射脉冲是负极性，表示是断路故障或量脉冲是负极性的，反射脉冲是负极性，表示是断路故障或 终端头开路；回波是正脉冲，则是短路接地故障。终端头开路；回波是正脉冲，则是短路接地故障。 脉冲测距法原理还可由下图直观地表示出来。脉冲测距法原理还可由下图直观地表示出来。 高压电力电缆系统对于脉冲测量法的具有代表性的波形显示高压电力电缆系统对于脉冲测量法的具有代表性的波形显示 (a)无故障相和故障相的实测波形比较无故障相和故障相的

7、实测波形比较 (b)具有具有T型馈电结构的故障电缆实测波形型馈电结构的故障电缆实测波形 2.2 多次脉冲法多次脉冲法 多次脉冲法只是将低压脉冲巧妙地应用在冲击高压闪络法之多次脉冲法只是将低压脉冲巧妙地应用在冲击高压闪络法之 中，利用冲击闪络时故障点被电弧短路的物理特性而获得发中，利用冲击闪络时故障点被电弧短路的物理特性而获得发 射脉冲与反射脉冲极相反的波形。射脉冲与反射脉冲极相反的波形。 一般情况下，使用脉冲法时，故障点的回波极弱，甚至没有一般情况下，使用脉冲法时，故障点的回波极弱，甚至没有 回波。所以低压脉冲法是无法测试电缆的高阻故障的（无故回波。所以低压脉冲法是无法测试电缆的高阻故障的（无

8、故 障回波）障回波）.然而，如果在足够高的冲击电压作用下，故障点被然而，如果在足够高的冲击电压作用下，故障点被 电弧击穿短路的同时，能发送一个低压测试脉冲，即可在短电弧击穿短路的同时，能发送一个低压测试脉冲，即可在短 路点得到一个短路反射的回波。即反射回波的极性与发射脉路点得到一个短路反射的回波。即反射回波的极性与发射脉 冲的极性相反。当故障点短路电弧熄灭后，再发射一个低压冲的极性相反。当故障点短路电弧熄灭后，再发射一个低压 测试脉冲（二次脉冲），可测得电缆的开路全长波形。前后测试脉冲（二次脉冲），可测得电缆的开路全长波形。前后 两次采集到的波形同时显示在一个屏面上。开路全长波形与两次采集到的

9、波形同时显示在一个屏面上。开路全长波形与 发射脉冲同极性，故障反射波形的极性与发射脉冲极性相反，发射脉冲同极性，故障反射波形的极性与发射脉冲极性相反， 且一定在全长距离以内。如果将两个波形靠拢叠加，故障点且一定在全长距离以内。如果将两个波形靠拢叠加，故障点 以前的两个测试波形，在规律上重合得很好，一旦越过故障以前的两个测试波形，在规律上重合得很好，一旦越过故障 点，两个波形就产生明显离散，不再重合。两条曲线的离散点，两个波形就产生明显离散，不再重合。两条曲线的离散 点就是故障点距测试端的距离。点就是故障点距测试端的距离。 3 3故障电缆路径的确定方法：故障电缆路径的确定方法： 用信号发生器在电

10、缆始端向被测电缆输入音频信号电流，利用信号发生器在电缆始端向被测电缆输入音频信号电流，利 用磁性天线接收线在地面上接收磁场信号，在线圈中产生出用磁性天线接收线在地面上接收磁场信号，在线圈中产生出 感应电动势。经放大后，通过耳机、电表指针或其他方式进感应电动势。经放大后，通过耳机、电表指针或其他方式进 行监视。随着接收线圈的移动，信号的大小会发生变化。路行监视。随着接收线圈的移动，信号的大小会发生变化。路 径探测仪一般都是使用耳机监听信号的幅值，根据探测时音径探测仪一般都是使用耳机监听信号的幅值，根据探测时音 响曲线的不同，可判断出电缆路径，探测方法主要为波峰法。响曲线的不同，可判断出电缆路径，

11、探测方法主要为波峰法。 波峰法测试原理如图所示。波峰法测试原理如图所示。 在进行路径探测时，使磁棒线圈轴线水平于地面，慢慢移动，在进行路径探测时，使磁棒线圈轴线水平于地面，慢慢移动， 在线圈位于电线正上方且平行于电缆时，磁力线与线圈平面在线圈位于电线正上方且平行于电缆时，磁力线与线圈平面 垂直，磁力线最大耦合的穿过线圈，线圈内感应电动势生最垂直，磁力线最大耦合的穿过线圈，线圈内感应电动势生最 大，耳机中听到声音最大。然后将磁棒天线先后向两侧移动，大，耳机中听到声音最大。然后将磁棒天线先后向两侧移动， 在两侧就会只有部分磁力线穿过线圈，产生感应电动势在两侧就会只有部分磁力线穿过线圈，产生感应电动

12、势,耳机耳机 中开始听到音频响声，随着磁性天线缓慢移动，声响逐步变中开始听到音频响声，随着磁性天线缓慢移动，声响逐步变 小。在电缆附近，声响与其位置关系形成一单峰曲线，曲线小。在电缆附近，声响与其位置关系形成一单峰曲线，曲线 峰点所对应的测试位置即电缆埋设的具体位置。在地面上将峰点所对应的测试位置即电缆埋设的具体位置。在地面上将 所有的峰点（声音最大点）连接起来就是电缆所埋设的路径。所有的峰点（声音最大点）连接起来就是电缆所埋设的路径。 4 4故障点的精确定点故障点的精确定点 在长期的实践中发现，给故障电缆加上一个幅度足够高的冲在长期的实践中发现，给故障电缆加上一个幅度足够高的冲 击电压，故障

13、点发生闪络放电的同时，还会产生相当大的击电压，故障点发生闪络放电的同时，还会产生相当大的 “啪、啪啪、啪”放电声，这种声音可传至地表面。利用这种现象放电声，这种声音可传至地表面。利用这种现象 来定点就可以十分准确地将故障点寻测出来而没有任何误差。来定点就可以十分准确地将故障点寻测出来而没有任何误差。 下图冲击放电声测法接线原理图下图冲击放电声测法接线原理图 (a)(a)相相- -地故障连线示意图；地故障连线示意图； (b)(b)断路故障连线示意图断路故障连线示意图 利用定点仪寻测故障点，一般是在闪测仪粗测后，已确定大利用定点仪寻测故障点，一般是在闪测仪粗测后，已确定大 概的距离，并且电缆路径已

14、探测完毕的基础上进行的。一方概的距离，并且电缆路径已探测完毕的基础上进行的。一方 面在电缆上加冲击高压使其闪络放电，另一方面用定点仪的面在电缆上加冲击高压使其闪络放电，另一方面用定点仪的 探头在概略估计的故障位置上沿电缆路径测听。探头在概略估计的故障位置上沿电缆路径测听。 采用冲击放电法时，除在故障点产生放电声外，还会产生高采用冲击放电法时，除在故障点产生放电声外，还会产生高 频电磁波向地面辐射。这一个电磁波在地面可用磁性天线接频电磁波向地面辐射。这一个电磁波在地面可用磁性天线接 收到。可将其转换成电压信号加以放大，再用一显示元件表收到。可将其转换成电压信号加以放大，再用一显示元件表 示出来。

15、定点仪采用用同步接收法定点，在听到地震波的同示出来。定点仪采用用同步接收法定点，在听到地震波的同 时，又显示出故障点放电电磁波的存在，证明放电设备正在时，又显示出故障点放电电磁波的存在，证明放电设备正在 工作。工作。 5 5电缆故障查找的步骤电缆故障查找的步骤 5.1 5.1 首先确定故障电缆类型、电压等级、标长等参数，资料首先确定故障电缆类型、电压等级、标长等参数，资料 越清楚越有利于电缆故障的测试。越清楚越有利于电缆故障的测试。 5.2 5.2 对故障电缆相相间及相地间进行绝缘测试确定阻值，如对故障电缆相相间及相地间进行绝缘测试确定阻值，如 摇表测量为零，再用万用表进行测量。测试故障之前要

16、确定：摇表测量为零，再用万用表进行测量。测试故障之前要确定： 故障电阻是低阻还是高阻；是闪络性还是泄漏型故障；是接故障电阻是低阻还是高阻；是闪络性还是泄漏型故障；是接 地、短路、断线还是它们的混合；是单相、两相还是三相故地、短路、断线还是它们的混合；是单相、两相还是三相故 障。障。 5.3 5.3 进行故障测距：进行故障测距： 用低压脉冲法进行测量，确定全长及可能的中间接头。如为用低压脉冲法进行测量，确定全长及可能的中间接头。如为 低阻、短路故障可直接测试出短路点故障距离；如为断路故低阻、短路故障可直接测试出短路点故障距离；如为断路故 障也可直接测试断路点距离（此时故障相全长就无法测出）。障也

17、可直接测试断路点距离（此时故障相全长就无法测出）。 对于高阻故障，多次脉冲法测出故障点距测试端的距离，确对于高阻故障，多次脉冲法测出故障点距测试端的距离，确 定故障点的大致范围。定故障点的大致范围。 故障距离的测试最好用两种以上方法互相进行验证。故障距离的测试最好用两种以上方法互相进行验证。 5.4 5.4 如电缆路径（走向）不完全肯定，必须进行电缆路径的如电缆路径（走向）不完全肯定，必须进行电缆路径的 测量，确定电缆路径（走向）。测量，确定电缆路径（走向）。 5.5 5.5 在电缆路径（走向）完全肯定的基础上进行故障点的定在电缆路径（走向）完全肯定的基础上进行故障点的定 点。对电缆施加冲击高

18、压（或脉动高压），利用故障点的放点。对电缆施加冲击高压（或脉动高压），利用故障点的放 电声波，故障距离范围内，用声测法（声磁同步法）进行精电声波，故障距离范围内，用声测法（声磁同步法）进行精 确故障点定位。确故障点定位。 6 6DSM-4000DSM-4000电缆故障测试仪故障查找实例电缆故障测试仪故障查找实例 6.1 6.1 低阻性故障低阻性故障 6.1.1 6.1.1 故障现象故障现象 王垅坡王垅坡1#1#进线电缆三相对地摇测绝缘电阻分别为进线电缆三相对地摇测绝缘电阻分别为A A相相0M0M、B B 相相3700 M3700 M、C C相相3700 M3700 M，用万用表测得三相对地绝缘

19、电阻，用万用表测得三相对地绝缘电阻 分别为分别为A A相相1818、B B相相、C C相相。 6.1.2 6.1.2 处理步骤处理步骤 (1) (1) 由此判断为电缆为单相低阻接地故障，故采用低压脉冲由此判断为电缆为单相低阻接地故障，故采用低压脉冲 法对故障相的故障点进行测距（粗测，在王龙坡高压室测法对故障相的故障点进行测距（粗测，在王龙坡高压室测 量），仪器接线及参数设置如下：量），仪器接线及参数设置如下： 电缆 输入 输出 幅度 彩色数显仪 电源 220交 流电源 液晶显示屏 黑色 夹子 红色 夹子 相为故障相 、 相为好相 电缆故障测试仪上参数设置: 、采样方式：脉冲； 、采样主频：30

20、Mhz； 、电波速度：156m/us； 、滤波方式：1； 、脉冲宽度:0.5us。 测得波形: 上图中第一个波的下降沿处为电缆的起点上图中第一个波的下降沿处为电缆的起点, ,明显陡峭上升的拐明显陡峭上升的拐 点为终点点为终点, ,两线之间的距离即为故障点距离两线之间的距离即为故障点距离:252.2m.:252.2m.其中主貌其中主貌 波形的压缩倍率：波形的压缩倍率：K2=01K2=01，全貌波形倍率：，全貌波形倍率：K1=020K1=020。将本波形。将本波形 存储在测试仪中。存储在测试仪中。 (2) 对非故障相进行测量（在王龙坡高压室测量）对非故障相进行测量（在王龙坡高压室测量） 电缆故障测

21、试仪上参数设置电缆故障测试仪上参数设置: 、采样方式：脉冲；、采样方式：脉冲； 、采样主频：、采样主频：30Mhz； 、电波速度：、电波速度：156m/us； 、滤波方式：、滤波方式：1； 、脉冲宽度、脉冲宽度:0.5us。 测得波形测得波形: 上图中第一个波的下降沿处为电缆的起点上图中第一个波的下降沿处为电缆的起点, ,平滑处突降的拐点平滑处突降的拐点 为终点为终点, ,两线之间的距离即为电缆全长两线之间的距离即为电缆全长:3073.2m:3073.2m。其中主貌波。其中主貌波 形的压缩倍率：形的压缩倍率：K2=04K2=04，全貌波形倍率：，全貌波形倍率：K1=020K1=020。将本波形

22、存。将本波形存 储在测试仪中。储在测试仪中。 (3) (3) 将故障相波形和非相波形比较，就是将两次测得的波形将故障相波形和非相波形比较，就是将两次测得的波形 在电缆测试仪器上同时显示，对故障点进行确定。在电缆测试仪器上同时显示，对故障点进行确定。 电缆故障测试仪上参数设置电缆故障测试仪上参数设置: : 、采样方式：脉冲；、采样方式：脉冲； 、采样主频：、采样主频：30Mhz30Mhz； 、电波速度：、电波速度：156m/us156m/us； 、滤波方式：、滤波方式：1 1； 、脉冲宽度、脉冲宽度:0.5us:0.5us。 得到波形得到波形: : 上图中两叠加波的下降沿处为电缆的起点上图中两叠

23、加波的下降沿处为电缆的起点, ,两个波形明显的分两个波形明显的分 歧点处为终点歧点处为终点, ,两线之间的距离即为故障点距离两线之间的距离即为故障点距离:252.2m:252.2m，即，即 故障点在距离王龙坡高压室故障点在距离王龙坡高压室252.2252.2米处；其中主貌波形的压缩米处；其中主貌波形的压缩 倍率：倍率：K2=01K2=01，全貌波形倍率：，全貌波形倍率：K1=020K1=020。 (4) 对电缆路径进行确定：对电缆路径进行确定： 由于王龙坡由于王龙坡1#进线电缆敷设方式为直埋方式，因此必须先确进线电缆敷设方式为直埋方式，因此必须先确 定电缆（路径）走向，在电缆路径确定的基础上再

24、找出故障定电缆（路径）走向，在电缆路径确定的基础上再找出故障 点。点。 使用电缆路径仪器进行路径的确定：使用电缆路径仪器进行路径的确定： 、将故障电缆两端接地线悬空，将路径仪信号线的红线接、将故障电缆两端接地线悬空，将路径仪信号线的红线接 在故障电缆的完好相上，信号线的黑线接地在故障电缆的完好相上，信号线的黑线接地,信号设为连续信号设为连续,频频 率设为率设为15MHZ，信号线红线在接到路径仪上电压，信号线红线在接到路径仪上电压50V孔；孔； 、使用监听器将故障电缆路径找出；、使用监听器将故障电缆路径找出； 、根据电缆路径，用皮尺测量故障点位置，在故障点位置、根据电缆路径，用皮尺测量故障点位置

25、，在故障点位置 前后前后50米内画出详细的电缆走向。米内画出详细的电缆走向。 (5) 对电缆故障点进行确定：对电缆故障点进行确定： 在故障电缆加上一个幅度足够高的冲击电压，故障点发生闪在故障电缆加上一个幅度足够高的冲击电压，故障点发生闪 络放电的同时，还会产生相当大的络放电的同时，还会产生相当大的“啪、啪啪、啪”放电声，这种放电声，这种 声音可传至地表面。利用这种现象来定点就可以十分准确地声音可传至地表面。利用这种现象来定点就可以十分准确地 将故障点寻测出来，因此可使用电缆故障定点仪器进行精确将故障点寻测出来，因此可使用电缆故障定点仪器进行精确 定点。定点。 、用闪络法对故障相进行加压放电，接

26、线图如下： 、使用定点仪进行定点。打开、使用定点仪进行定点。打开“电源开关电源开关”，调节，调节“声音声音 指示指示”表下方的音量表下方的音量“调节旋钮调节旋钮”，使耳机音量和，使耳机音量和“声音指声音指 示示”表针摆幅较小。然后到电缆测试仪粗测的故障点附近探表针摆幅较小。然后到电缆测试仪粗测的故障点附近探 测。电缆故障点部位放电声音最强，表针摆幅最大，而且随测。电缆故障点部位放电声音最强，表针摆幅最大，而且随 着声波探头离开故障点距离的增大，放电声音强度迅速衰减，着声波探头离开故障点距离的增大，放电声音强度迅速衰减， 否则就不是电缆故障点。否则就不是电缆故障点。 如果难以确认声音是电缆故障点

27、放电所致，可调节如果难以确认声音是电缆故障点放电所致，可调节“电磁指电磁指 示示”表下方的表下方的“触发调节触发调节”旋钮，使表针略有偏转即可。若旋钮，使表针略有偏转即可。若 发现发现“电磁指示电磁指示”表针摆动与表针摆动与“声音指示声音指示”表针摆动同步动表针摆动同步动 作，则可以断定声音就是电缆故障点放电所致。作，则可以断定声音就是电缆故障点放电所致。 、故障点查找结论：采用定点仪将故障点定位在距离王龙、故障点查找结论：采用定点仪将故障点定位在距离王龙 坡高压室约坡高压室约252米处，即距离王龙坡罐区门卫附近的农民菜地米处，即距离王龙坡罐区门卫附近的农民菜地 下，将故障点处的泥土挖开，发现

28、一电缆中间接头已烧坏。下，将故障点处的泥土挖开，发现一电缆中间接头已烧坏。 7.1 对于高阻故障对于高阻故障 7.1.1 故障现象故障现象 配影剧院配影剧院2#变电缆，三相对地绝缘电阻分别为变电缆，三相对地绝缘电阻分别为A相相0M、B 相相0 M、C相相0M，用万用表测得三相对地绝缘电阻分别为，用万用表测得三相对地绝缘电阻分别为 A相相68K、B相相35K、C相相103K。 7.1.2 处理步骤处理步骤 (1) 由此判断电缆为三相短路接地故障，且为高阻性故障，应由此判断电缆为三相短路接地故障，且为高阻性故障，应 采用多次脉冲法进行故障测距，接线如下：采用多次脉冲法进行故障测距，接线如下： 电缆

29、故障测试仪上参数设置电缆故障测试仪上参数设置: 、采样方式：多次脉冲；、采样方式：多次脉冲； 、采样频率：、采样频率：120Mhz； 、电波速度：、电波速度：160m/us； 、滤波方式：、滤波方式：1； 、脉冲宽度、脉冲宽度:0.2us。 测得波形：测得波形： 上图中黄色波形为在冲击电压作用下，故障点被电弧击穿短上图中黄色波形为在冲击电压作用下，故障点被电弧击穿短 路的同时发送的一个低压测试脉冲，即在短路点得到一个短路的同时发送的一个低压测试脉冲，即在短路点得到一个短 路反射的回波；紫色波形为当故障点短路电弧熄灭后，发射路反射的回波；紫色波形为当故障点短路电弧熄灭后，发射 的一个低压测试脉冲

30、（二次脉冲），测得是电缆的开路全长的一个低压测试脉冲（二次脉冲），测得是电缆的开路全长 波形。前后两次采集到的波形同时显示在一个屏面上。开路波形。前后两次采集到的波形同时显示在一个屏面上。开路 全长波形与发射脉冲同极性，故障反射波形的极性与发射脉全长波形与发射脉冲同极性，故障反射波形的极性与发射脉 冲极性相反，且一定在全长距离以内。将两个波形靠拢叠加，冲极性相反，且一定在全长距离以内。将两个波形靠拢叠加， 故障点以前的两个测试波形，在规律上重合得很好，一旦越故障点以前的两个测试波形，在规律上重合得很好，一旦越 过故障点，两个波形就产生明显离散，不再重合。两条曲线过故障点，两个波形就产生明显离散，不再重合。两条曲线 的离散点就是故障点距测试端的距离。即：两叠加波的下降的离散点就是故障点距测试端的距离。即：两叠加波的下降 沿处为电缆的起点沿处为电缆的起点,两个波形明显的分歧点处为终点两个波形明