電纜保護(hù)層測試與故障定位

其它定位方法

脈沖電壓法

脈沖電壓法的測試原理和跨步電壓法基本相同，只不過脈沖電壓法使用脈沖電壓發(fā)生器加載信號(hào)。電壓發(fā)生器首先充電，然后將高壓脈沖加載到被測線纜上，從而使接收器探測到電勢(shì)梯度的變化。

請(qǐng)注意，使用脈沖電壓法進(jìn)行測試時(shí)需要特別謹(jǐn)慎。因?yàn)槊}沖電壓引起的電流將會(huì)很大，容易造成設(shè)備損壞或人員傷亡。電勢(shì)梯度應(yīng)該被限制在60V以下，輸出能量*高不能超過100J。

脈沖電壓法的優(yōu)點(diǎn)很多，比如：它的檢測靈敏度很高；受外界直流電壓的干擾較低；有一定幾率擊穿高阻故障；一條線路上有多個(gè)故障點(diǎn)時(shí)，測量精度較高等。但是它也有一些缺點(diǎn)，例如：如果電纜上某一點(diǎn)電容過高，則可能被誤定位為故障點(diǎn)；整個(gè)測試的能耗較大；需要完備的安全保障措施等。

音頻信號(hào)定位法

音頻信號(hào)定位法使用大功率的音頻信號(hào)發(fā)生器代替了高壓發(fā)生器，連接方法相同，也是將信號(hào)發(fā)生器連接到電纜屏蔽層和大地之間。另外除了外護(hù)套故障定位，音頻信號(hào)法還能定位電纜深度、走向和低阻故障等，應(yīng)用范圍十分廣泛。

除了測量距離更遠(yuǎn)，音頻信號(hào)定位法相比于跨步電壓定位法還有很多優(yōu)勢(shì)。音頻信號(hào)法的接收機(jī)內(nèi)置放大電路和過濾器，可以調(diào)整接收信號(hào)的頻率和增益，從而過濾掉其它信號(hào)的干擾（例如其它直流電源和離散的電流產(chǎn)生的影響）。另外因?yàn)榘l(fā)射機(jī)發(fā)出的是交流信號(hào)，不用等待升壓或充電的時(shí)間，即開即用，檢測十分方便。音頻信號(hào)定位法的接收機(jī)接收線纜發(fā)散出的電磁波信號(hào)，因此可以在地面上進(jìn)行測試，而脈沖電壓法測試時(shí)必須將電勢(shì)探頭插入土中。

因?yàn)殡娎|屏蔽層和大地之間存在很大的電容，所以音頻信號(hào)發(fā)生器的負(fù)載是容性的，輸出電壓根據(jù)容抗不同會(huì)有很大程度的降低。儀器可能不容易檢測到閃絡(luò)故障。電纜的容抗和測試電壓由下式?jīng)Q定：

下表列出了發(fā)射機(jī)功率、信號(hào)頻率和輸出電壓的關(guān)系：

為了降低電纜屏蔽層電容的干擾，并盡可能的提高測試電壓，*好選用低頻率進(jìn)行測試。

根據(jù)跨步電壓法和音頻信號(hào)法的測試設(shè)備，人們?cè)趯?shí)踐的過程中制作出了新的探頭，這種探頭呈A字型，如下圖所示，兩個(gè)腳部可以安裝上平板電容，用于音頻信號(hào)法定位，也可以安裝電勢(shì)探針，用于跨步電壓法定位。

定位中低壓系統(tǒng)中的電纜短路故障

電纜外護(hù)套破損還可能伴隨著電纜線芯和屏蔽層的短路，這種故障不能用音頻信號(hào)法定位。雖然因?yàn)槠帘螌咏拥兀梢栽诠收宵c(diǎn)觀察到音頻信號(hào)突然變小，但是這種變化不容易識(shí)別，定位不夠*。使用跨步電壓法可以定位這種電纜線芯的短路故障，只需把電纜屏蔽層與大地?cái)嚅_，按照定位電纜外護(hù)套故障的方法尋找電勢(shì)*高點(diǎn)即可。

使用A字架輔助音頻信號(hào)法定位

A字架是一種管線定位和故障排查的輔助設(shè)備，可以和音頻信號(hào)法的接收機(jī)共同使用。測量時(shí)將發(fā)射機(jī)連接被測纜和大地，發(fā)射機(jī)會(huì)發(fā)射兩種頻率的信號(hào)，一種是用于定位故障點(diǎn)的低頻交流信號(hào)（4Hz），另一種是用于追蹤和定位管線走向的高頻信號(hào)（9.82或83kHz等）。

低頻交流信號(hào)會(huì)從線纜外護(hù)套故障點(diǎn)流出，返回發(fā)射機(jī)。因此使用A字架可以在這點(diǎn)探測到電勢(shì)梯度的變換，A字架上的信號(hào)指示了故障點(diǎn)的方向和位置。

A字架會(huì)以不同的形式將信號(hào)顯示在接收機(jī)屏幕上，有些使用柱狀圖，有些使用數(shù)字，通過這些直觀的指示，用戶可以很快定位故障點(diǎn)。

如果線纜上沒有任何故障，A字架的信號(hào)很低，或因其它設(shè)備干擾上下跳動(dòng)。如果檢測到故障點(diǎn)的電勢(shì)梯度，信號(hào)將歸于穩(wěn)定，并隨著不斷接近故障點(diǎn)而升高。

在故障點(diǎn)正上方時(shí)，A字架信號(hào)突然減小，原理和兩根電勢(shì)探針離故障點(diǎn)相同距離時(shí)顯示為0是一樣的。有些接收機(jī)還帶有方向指示功能，能夠指示故障點(diǎn)的位置。當(dāng)A字架接近故障點(diǎn)時(shí)，測得的電勢(shì)梯度應(yīng)該和發(fā)射機(jī)的輸出電壓大體相同，如果測量值過小，則說明整條線路上不止一個(gè)故障點(diǎn)。發(fā)生這種情況時(shí)建議先開挖排除故障后再進(jìn)行測量。

結(jié)束語

定期進(jìn)行電纜故障測試，即使排除故障是電纜安全運(yùn)行的關(guān)鍵。特別對(duì)于中壓系統(tǒng)，電纜外護(hù)套故障會(huì)極大影響供電質(zhì)量。

另外人們也可以間接定位電纜故障，因?yàn)閱我坏碾娎|故障會(huì)導(dǎo)致各種不同的次生故障，通過識(shí)別這些現(xiàn)象即可定位電纜故障。