高压电缆故障测距及定位方法研究

韩磊 袁大玲 张承习 戚梦辉

摘要：随着时代经济和科技的高速发展，现代社会对于电力的依赖性越来越高，因此对于电力系统的稳定性要求也随之越来越高。高压电缆是电力电缆中的一种，一般用于电力的传输和分配，在电力供用系统中起到极其重要的作用。本文将对于高压电缆故障测距及定位方法研究进行分析和探讨。

关键词：高压电缆;故障测距及定位方法

1高压电缆故障分析

高压电缆是供电设备和用电设备之间的“连接线”，因为应用范围较广、应用时间较长，很容易出现故障。一般来讲，高压电缆故障的原因分为基本四类：厂家制造原因、施工质量原因、设计单位设计原因、外力破坏原因。由于电缆埋在地下，不会影响外部环境的整洁美观更不会对道路造成妨碍和影响，这也直接促成了近些年来高压电缆的应用越来越多，成为电力供应的中坚力量。有利必有弊，电缆的频繁使用必然会出现故障，由于其埋在地下的特性，在查找故障时就需要进行测距、定位定点这两个步骤。

2高压电缆故障测距定位方法

（一）脉冲法

脉冲法包括低压脉冲法和高压脉冲法。用仪器向故障电缆中发射出一个低压电缆信号，信号在遇到低阻故障、短路故障、开路故障时都会出现反射，反馈回一个反射脉冲信号，依据从发射脉冲到收到反射脉冲信号这一段的时间和脉冲信号在电缆中的传递速度，经过计算便可以判断出电缆故障点的距离。

像电缆经过长时间超负荷供电后就会容易造成短路故障，这种情况一般只需要利用低压脉冲法就可以完成测距。这种方法较为简单，适用于比较容易的低阻、短路、开路故障测距，在检测高压电缆故障测距中应用较多。

高压脉冲法的本质主要是进行多次低压脉冲，也就是多次脉冲法。当故障点短路电弧熄灭后，再发射一个低压测试脉冲，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并自动靠拢、对齐、叠加。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，且一定在全长距离以内。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。两条曲线的离散点就是故障点距测试端的距离。”相较于低压脉冲法，这种方法适合用于更为复杂的电缆故障测距，且更为精准。在进行高压脉冲法检测时，要首先测量电缆的全长，以便后面测量故障距离，保存波形，然后就可以根据脉冲信号反馈回来的波形进行计算判断，确定故障点距离。

（二）高压电桥法

采用了四端法电阻测量原理，定位精准度较高。比较适合用于各种电缆的击穿点和没有击穿但绝缘电阻偏低点的定位，也可以应用于电缆厂内各种线缆的缺陷点定位。这种方式的定位没有盲区，且较为准确、使用便捷。

像长度较短、路况平整、埋藏较浅的电缆故障，一般故障多是因为在施工时受损或者本身质量问题，这种简单故障就可以利用高压电桥电缆故障仪来进行检测，以确定故障点的基本距离。

（三）跨步电压定点法

向被测的电缆发送脉冲信号，电缆的故障点假如破损处靠近大地，在故障点附近就会存在跨步电压现象，故障点前、后电压方向相反。绝大多数情况下故障都是电缆已破损并接近大地，可以直接利用跨步电压定点法进行测距定点。这种方法较为简单，容易上手，适合普通技术人员上手操作。

由于跨步电压法是一种沿着电缆进行全线测试的方法，那么当电缆长度过长时，无论是路况因素还是测量难度，工作量的难度和时间就会加大，很难进行全路程测试工作。这种情况下可考虑利用脉冲法或电桥法测试和跨步电压定点法进行配合使用。用脉冲法或者电桥法测试故障点的大概距离，再进行跨步电压法或声磁同步等方法定点。这种方法较为复杂，对于操作人员的技术性要求较高，但是测距定点更为准确。

（四）电磁预定点法

是一种给被测的高压电缆施加高压冲击脉冲信号，然后再根据故障点前后所反馈回来收到的电磁波信号的差异来判断故障位置的定点方法。适合应用于不易测量的电缆故障定点。

（五）音频定点法

音频定点法是一种向被测电缆发送音频信号，根据故障点前后所收到的音频信号的差异来判断故障位置的方法。一般来说对于低阻、短路、断路故障探测较为有效，和电磁预定法性质差不多相同。

依据音频定点法和电磁预定法的特性，我们可以将其用于测量埋藏较深的电缆故障和电缆设计问题所导致的故障，利用音频信号和电磁信号反馈回来的信息进行计算，判断故障点位置。

3高压电缆故障测距定点方法分析

脉冲法和高压电桥法两者各有优势，技术操作人员可以依据自身情况进行操作使用。脉冲法的测距精准度较高，但是需要技术人员有娴熟的操作经验，对技术人员操作水平要求较高，因此这种方法比较适合工龄较长的技术人员进行使用。高压电桥法虽然精确度不如脉冲法高，但是有仪器进行辅助，技术人员操作上手比较容易，适合技术不纯熟的操作员进行使用。像严重受潮的或绝缘严重不平衡的电缆故障脉冲法不易进行探测，但是高压电桥法却可以很容易的进行探测。我们可以将脉冲法和电桥法结合起来使用，这样在测距定点过程中遇到的绝大部分测试困难就都可以解决，然后完成测距定点。

像故障定点则可以将音频定点法和电磁预定法进行结合使用，可以通过磁波和声波在电缆内的传送速度和时间反馈回来的信息确定故障点，这种结合起来的定点方式又成為“声磁同步法”，这种测故障定点方式虽然较为复杂，但是定点准确度算是几种方法中最为精准的一种，非常适合检查不易探测的电缆故障点位置。

总结

当今时代对于电力设备系统的依赖性越来越高，因此在日常的生活中更要注意电器的规范使用，而相关供电部门也要注意平常的日常检查、维修工作，以维护供电系统在平时的正常运作。电缆作为供电系统中起到连接、沟通的设备，在选择时更要注意材料设计等方面，同时在施工时也要注意电缆埋藏地段的路况以及施工情况，在平时的使用中时常派出技术人员进行检测，注意维护，以确保整个供电系统的正常运行。

参考文献

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