电缆故障检测仪原理，电缆故障检测方法

很多朋友对电缆故障检测仪原理，电缆故障检测方法不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

在机电设备安装工程的施工和维护过程中，会面临各种原因导致的电缆故障。因此，需要有适用的理论和方法来解决各种故障。本文阐述了传统的检测方法。

一般来说，电缆故障点检测要经过三个主要步骤：故障类型诊断、故障点测距和精确定位。故障类型诊断主要是确定电缆故障点的故障相，属于高阻接地还是低阻接地，以便测试人员选择合适的检测方法。故障定位也称为预先定位。对故障缆芯施加测试信号，或在线测量分析故障信息，初步确定故障距离，缩小故障范围，便于准确定位。

前置方法一般可以归纳为两类，即经典方法，如桥接法；现代方法，如低压脉冲法、高压闪络法等。精确定点是在预定位距的基础上准确确定故障点的实际位置。精确定点法主要有声学定点法、感应定点法、时差定点法和同步定点法。

电缆故障的传统检测方法是电缆敷设，在机电安装施工中经济价值最大，也是保证设备正常运行的重要设施。在实际施工维护和运行过程中，由于敷设方式设计不合理、施工人员操作不当、虫鼠等小动物的破坏等多种因素，电缆经常受到损坏。

在大量的工程实践中，我们发现电缆故障是一种高阻电流泄漏故障(电阻值大于等于1)，这种故障往往是由于绝缘层被破坏造成的。低阻故障一般为相间或对地短路，多发生在电缆分叉端，施工时绝缘措施不到位造成。但是发生的概率很小，主要是预防。在施工阶段，严格控制质量，减少事故的发生。

电缆故障可能发生在配电线路建设、调试和维护的任何阶段。在施工过程中，除了少数施工和调试阶段的电缆故障外，更多的电缆故障发生在维护和运行过程中。这类故障一般是随着整个配电系统的老化而逐渐出现，导致设备频繁跳闸，给用户带来困扰。因此，用户必须熟练掌握电缆检测方法。

在电缆故障检测过程中，高压或低压手段分为高压检测和低压检测两种。其中，高电压检测用于低阻、开路、高阻的电缆故障，而低电压检测只适用于低阻、开路的电缆故障，所以实际检测中常采用高电压检测。

电缆故障常用的检测方法是电桥法，这是一种传统的电路故障检测方法，效果很好。其优点是简单、方便、准确度高。它的缺点是不适合检测高阻和闪络故障，因为在高阻故障情况下电桥的电流很小，一般灵敏度的仪器很难检测到。

另外，桥法需要知道电缆的确切长度等原始数据。当电缆由不同截面的电缆走线时，需要进行换算，电桥法无法测量三相短路或开路故障。但它也有一些缺点，因为电桥的电压和检流计的灵敏度都比较差，所以只适用于DC电阻在100K以下，电阻比较低的电缆故障。但这种方法不能用于高阻设备，开路故障漏电流等问题。

低压脉冲检测法，当采用低压脉冲反射电缆故障检测法时，在具体操作中要向受损线路注入低压脉冲。当脉冲沿电缆线路传输到故障点时，即当前传输过程中遇到的阻抗不一致时，在检测设备上显示反射脉冲，通过设备反射数据记录计算传输和反射脉冲的时间差及其在电缆中的波速运行，从而得到故障点到测试点的实际距离。

这种方法比较简单，测试结果直观显著，在故障数据无法确定时可以直接检测出来。但它也有缺点，就是需要知道电缆设置方向，不适用于高阻抗和闪络电缆故障。

脉冲电压法和脉冲电流法。脉冲电压法包括DC高压闪络法和冲击高压闪络法。脉冲电压法的基本原理是利用DC(或脉冲)高压信号击穿电缆的故障点，记录放电电压脉冲在测试点和故障点之间的往返时间，并据此计算出故障点的位置。脉冲电压法的优点是直接利用故障击穿产生的瞬时脉冲信号，测试速度更快。

其缺点是故障放电时，特别是冲击闪络试验时，电压脉冲信号由容性(阻性)分压器测量，分压器耦合的电压波形难以分辨。脉冲电流法的基本原理是点击通过电缆故障，测量击穿时产生的电流行波信号，根据测试点与故障点之间的往返时间计算出故障点的位置。

脉冲电流法的局限性是脉冲电流与互感器耦合，波形复杂。由于线芯绝缘介质损耗、中间接头反射等干扰因素造成的行波信号衰减，故障波形往往存在较大误差。

如果有电缆短路，可以用机械式万用表来确定这条电缆两个短路的电阻值。电阻值大的一端为头端A，电阻值为Ra；另一端是b，电阻值是Rb；设电缆总长度为L，短路点到头端的距离为LA，短路点到尾端的距离为LB。因此得出结论：(RA RB)/RB=(LA LB)/LB，LB=( LA LB)*RB/(RA RB) (1)可由上述公式导出。

例：某厂配电室至泵房电缆经检查存在短路故障。这一段电缆长约400米。用万用表测量两段电缆的电阻值分别为l0和4。将这两个电阻带入公式(1)可以得到：LB=4004/(10 ^ 4)=1 600/14114m。

这种方法只使用低阻故障的裸露电缆，优点是不依赖设备和经验，普通电工也能熟练掌握。在怀玉铁路圆梁山隧道照明施工中，我单位负责圆梁山隧道照明线路及水平导轨的施工和维护。由于施工现场空气湿度大，影响了电缆分叉接头的绝缘效果，长期使用后多处发生短路跳闸。

由于运行中的铁路隧道或浸入水中的水平导轨长达11公里，维修时无法使用车辆和设备，走入故障位置承重能力受到限制。因此，电缆短路快速检查法是一种理想的检测方法。

DC脉冲法(脉冲闪络法)DC脉冲法是利用DC电压通过球形间隙放电产生脉冲电压，在护套破损绝缘处产生多频谱放电电流、声、光、磁场，通过现场检测放电信号可获得故障点的准确位置。放电强度取决于滤波电容中存储的电荷量，它与DC电压和电容成正比，即Q=CU。该方法的试验装置结构简单，操作方便。检测示意图见图5。

主要适用于新敷设的电缆，特别是没有埋地的电缆。故障点放电声裸耳即可听到，夜间效果明显。对于埋地电缆，需要配备声磁法或声磁异步法测试仪进行测量定位。在任何情况下，都提供音频放大器，并使用耳机来监控放电声音。

在广州广信隧道机电安装工程中，电工发现水泵经常跳闸，但用万用表检查发现电缆没有低电阻故障，电缆电阻和绝缘电阻都在正常范围内。本案中，故障电缆由简易自制滤波电容装置持续供电，电工沿填埋场监听放电声，最终在变电室外40米处听到明显的脉冲声，并标注后程。

然后对故障部位进行挖掘，经检查电缆外皮明显受损，修复后未再出现故障。

这种方法的优点是使用简单，普通电工通过简单的培训就可以掌握。除了电缆短路速查法无效外，是首选。跨步电压法跨步电压法是目前应用最广泛、最有效的高精度定位方法，用于判断埋地电缆故障点。检测中使用的设备主要是高压系列波脉冲发生器和带探针的电位器或毫伏表。

其中，串波脉冲发生器可以由DC脉冲电源改装而成。

检测方法有两种：一种是利用故障点正上方的跨步电压为零，故障点两侧沿电缆方向的跨步电压极性相反并达到最大的特点来定位故障点，图2为电位计沿电缆方向的电位差分布示意图；其次，利用放电电流在故障点上方呈环状发散的特点，找出两个不同方向的等电位点，故障点一定位于两组等电位连线的中垂线交点上，图3中AA’和BB’分别为两组等电位连线。

该方法主要是判断埋地电缆的故障，能有效定位故障，且精度高。第一种方法很容易掌握。广州市克山人防工程在维护过程中，埋地电缆出现高阻漏电故障。工程技术人员用这种方法把地面推开，发现老鼠啃坏了外皮，导致了故障。

音频信号法当地面干燥，水泥路面感应不到信号时，可采用音频信号法定位电缆护套故障点。在电缆末端连接音频信号发生器，使用高灵敏度音频探头沿线搜索。当信号增大到最大后消失，对应的位置就是电缆护套故障位置，沿线信号强度分布如图4所示。音频发生器的容量和接收器(定位器)的灵敏度是测试成败的关键指标。

该方法适用于各种条件下的电缆故障，尤其适用于收费站和地面市政照明工程。地下埋设电缆过多时，跨步电压法容易被干扰和混淆，排故效率不佳，应选择音频信号法。

新型检测方法及发展方向传统检测方法虽然可以查出大部分电缆故障，但由于检测程序复杂、速度慢、对实践经验要求高，越来越受到电力工作者的诟病。针对这种情况，各个仪器厂都推出了自己的智能检测仪器，由于操作简单，初学者使用方便，受到市场的欢迎。

检测仪器的工作原理是基于电波传播过程中，电缆的特性阻抗发生变化时会产生反射波的原理。根据无线电波在电缆中的传播速度和两个反射波的特征拐点所代表的时间，可以测出故障点到测试端的距离为：S=VT/2S，代表故障点到测试端的距离，v代表无线电波在电缆中的传播速度。

t代表无线电波在电缆中来回传播所需的时间。这样，在V和T已经确定的情况下，就可以计算出S，即故障点到测试端的距离。这一切都可以由单片机稍加人工干预自动完成。

作为机电工程师，应熟悉电缆检测方法，能根据不同的施工条件和工具，及时有效地排除电缆故障。随着社会的发展，智能仪表的使用将全面实现，因此电力工作者必须予以重视和了解。

以上知识分享希望能够帮助到大家！