电力电缆探伤知识
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随着电力电缆使用量的日益增多，电缆故障也在不断增加，如何快速的找出电缆故障点，测出故障点的距离及定位。已经成为各电力部门的一大课题。
寻找电缆故障的方法有很多，国内目前生产
的电缆故障探伤仪器也很多，原理各异，其中最常用的电桥法、脉冲示波法、感应法、声测法等。寻找电缆故障应根据现场具体条件及电缆故障的性质选择检查方法。
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前言
电缆故障的探测方法取决于故障的性质，因此探测工作的第一步就是要判明故障的性质。
电缆故障的分类：接地故障、短路故障、断线故障、闪络性故障、混合性故障。
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电缆故障定位原理1:判断故障性质
需要仪表：万用表和摇表(兆欧表)各一只，最好是指针式
1)用摇表分别测量线芯对地绝缘电阻和相间绝缘电阻，判断是否有接地故障及相间短路故障。
2)用万用表测量各相对地或相间的电阻，判断是低阻故障还是高阻故障。
3)因为运行中有可能发生断线故障，所以还应作电缆导通性的检查：在一端将A、B、C三相短路但不接地，在另一端用万用表测量各相间是否完全通路，相间电阻是否完全一致。相间电阻不一致时，应用电桥测量各相间电阻，检查有无低阻断线故障。
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举例1:线芯间绝缘电阻：AB=2500兆；BC=8兆，CA=2500兆；
线芯对地绝缘电阻：A=2500兆；B=5兆，C=3兆；
导通试验，末端三相短路：AB=0欧姆；BC=0欧姆，CA=0欧姆；
由此判断，该故障属于BC两相接地故障，同时短路
判断故障性质
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电缆故障定位原理2:故障测距
1、直流电桥法
直流电桥法预定位原理图
如图所示。R1为电桥的标
准电阻，L为电缆长度，X
为测量处与故障点的距离。
R?
外护套
Rs
吉
电桥法原理图
金属护层
所测电缆
X
故障点
图
R?En
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L
一般情况下，测量时用正、反接法进行两次测量，取其平均值为电缆故障点的位置；有时为了测量准确，还分别在电缆的两端各进行一次正、反接法的测量，取四次测量结果的平均值来确定电缆故障点的位置。
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设单位长度电缆金属层电阻为RO,调节电阻R2,使检流计指示为0,此
时电桥平衡，有：
[L+(L-x)]R。/xR?=R?/R?
x=2L/(l+R?/R?)
解得：
≥0-
X
1吉
-X—
—X-
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SR
E
x2o
xlo-
x10-
R?
2
跨接线
x1
·电桥法的优点是操作简单、使用方便；其缺点是需要知道电缆的准确长度等原始技术资料。
·由于电缆的金属屏蔽层单位长度电阻R0较小，一般为0.01～0.1Ω/km,与接触电阻相近，因此接触电阻的大小对故障距离的测量精度有很大影响，
测量时应采取措施以减小接触电阻，从而提高测量精度。
·适用范围为接地故障和短路故障。
·普通的单臂和双臂电桥，多数接数十伏到数百伏的直流电源，受电源电压的影响，一般2~3kΩ以上的高阻故障需用高压电桥法进行测量，原理与低压电桥法相同。
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2.低压脉冲法：
测试时向电缆注入一低压脉冲，该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点，如短路点、故障点、中间接头等，脉冲产生反射，回送到测量点被仪器记录下来。波形上发射脉冲与反射脉冲的时间差△t,对应脉冲在测量点与阻抗不匹配点往返一次的时间，已知脉冲在电缆中的波速度V,则阻抗不匹配点距离，可由下式计算。
L=V·△t/2
波速V与电缆的介电常数和磁导率有关，一般对于交联聚乙烯电力电缆
V≈172m/μs,对聚乙烯(全塑电缆),V≈184m/μs
低压脉冲反射原理图
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若电缆发生故障，其接地电阻为Rg,则电缆的结点阻抗为：Z=Rg*Zc/(Rg+Zc)
所以：m=-Zc/(2Rg+Zc)
短路时：Z=0,m=-1,则Uf=-Ut,即意味着反射脉冲为负极性，
或称负反射；断线时Z=~,m=1,而得Uf=Ut,形成正反射，终端和断线的情况一样为正反射。
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Uf=mUt
Uf:入射波电压
Ut:反射波电压
m:反射系数
反射系数m=(Z-Zc)/(Z+Zc)Zc:电缆线路波阻抗
Z:电缆结点阻抗
幅度U
终端反射波形
幅度U4
断路故障波形