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1、摘要随着电力、能源行业的发展，各种电缆越来越多地运用到生产生活的各个领域，而且一般都埋入地下或进入电缆沟敷设,当电缆发生故障后，如何快速准确地查找故障点，尽快恢复供电，是长期困扰我们的难题。电缆故障情况及埋设环境比较复杂， 变化多， 测试人员应熟悉电缆的埋设走向与环境，确切地判断出电缆故障性质， 选择合适的仪器与测量方法， 电桥法与行波法测试电缆故障原理，及电桥法与行波法测试性能与分析按照一定的程序工作， 循序渐进，务实发展 才能顺利地测出电缆故障点，以便准确的定位电缆故障与测试电缆故障点。电缆故障探测有其固有的特点，现场测试人员 曾形象地说探测电缆故障点 “ 七分靠仪器, 三分靠人 ” ，说
2、明单纯地靠购买先进仪器 是不能解决问题的 。 要重视 操作人员的培训工作 ，生产单位和使用部门要经常交流信息、积累经验，更好的为电缆故障测试技术发展 ，为加强电缆故障测试技术的研讨，以便促进我国电缆故障探测技术整体水平的全面提高。Along with the development of the electric power, the energy industry, all kinds of cable to use more and more production all spheres of life, and generally are ploughed back or into th
3、e cable laying, when cable fault, how to quickly and accurately find fault point, as soon as possible to restore power, is long plagued our problems. Cable fault and bury the environment is more complex, change much, testers should be familiar with the cable to bury and environment, to diagnose the
4、exact nature of the cable faults, select the appropriate instruments and measurement methods, bridge method and the traveling wave test method and principle of cable faults, and bridge method and line wave method to test performance and analysis according to certain procedures work, progressive, pra
5、ctical development can go to measure the cable fault points so that the accurate positioning cable faults and testing cable fault point. Cable fault detection has its inherent characteristics, and the field test team has that image to fault detection cable point seven minutes to instruments, three p
6、oints on people, explain simply by buying advanced instruments will not solve the problem. Attention should be paid to the operators training work, the production unit and use departments should often exchange information, accumulate experience, and better for cable failure testing technology develo
7、pment, strengthening the cable failure testing technology study, so as to promote our countrys cable fault detection technology, improve the overall level.绪论高阻故障分泄露和闪络两大类型；低压电缆故障只有开路、短路和断路三种情况。无论是高压电缆还是低压电缆，在施工安装、运行过程中经常因短路、过负荷运行、绝缘老化或外力作用等原因造成故障。电缆故障可概括为接地、短路、断线三类，故障类型主要有以下几方面：一是三芯电缆一芯或两芯接地；二是二相芯线间
8、短路；三是三相芯线完全短路；四是一相芯线断线或多相断线。对于直接短路或断线故障用万用表可直接测量判断，对于非直接短路和接地故障，用兆欧表摇测芯线间绝缘电阻或芯线对地绝缘电阻，根据其阻值可判定故障类型。故障类型的判断方法 确定电缆故障类型的方法是用兆欧表在线路一端测量各相的绝缘电阻。一般根据以下情况确定故障类型：1）当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻，或芯与芯之间绝缘电阻低于 100 时，为低电阻接地或短路故障。2）当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻，或芯与芯之间绝缘电阻低于正常值很多，但高于100 时，为高电阻接地故障。3）当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻较高或正常，应进行导体连续性试验，检查是否
9、有断线，若有即为断线故障。4）当摇测电缆有一芯或几芯导体不连续，且经电阻接地时，为断线并接地故障。5）闪络性故障多发生于预防性耐压试验，发生部位大多在电缆终端和中间接头。闪络有时会连续多次发生，每次间隔几秒至几分钟。故障定点 高阻故障分为高阻泄漏和闪络性故障。泄漏性高阻故障：当电缆的泄漏电流值随所加的直流电压的升高而连续增大，并远远超过被测电缆本身所要求的规范值。即电缆绝缘介质损坏并形成固定的电阻通道，但阻值比较高。闪络性高阻故障：在电缆的预试电压范围内，当电缆的预试电压加到某一定数值时，电缆的泄漏电流值突然增大，其值远远超过被测电缆所要求的规范值。这种故障的绝缘介质虽然损坏，但却没有形成固定
10、的电阻通道。电缆故障测距又叫电缆的粗测，在电缆的一端使用仪器确定故障距离，现场上常用的故障测距方法有古典电桥法与现代行波法。高阻故障定位的难点在于其高阻 。 因为故障点的电阻很高, 如果采用行波法, 那么行波在故障点不会发生明显的反射, 因此无法利用行波在测量端与故障点之间来回的时间进行定位; 如果利用阻抗法, 则因为故障点的电阻很大,导致测量到的电流几乎就是零,也无法定位 。 电缆故障定点又叫精测，即按照故障测距结果，根据电缆的路径走向，找出故障点的大体方位来，在一个很小的范围内，利用放电声测法或其它方法确定电缆故障点的准确位置。第1章：电缆故障探测基础1.1 电缆故障的原因了解电缆故障的分
11、类，需要知道电缆故障产生的原因，电缆故障原因大致分为以下几类： （1）机械损伤机械损伤引起的电缆故障站电缆事故很大比例。有些机械损伤很轻微，当时并没有造成故障，但在几个月甚至几年后损伤部位才发展成故障。造成电缆机械损伤的原因主要有以下几种：1、安装时的损伤2、直接受外力损伤3、行驶车辆的震动或冲击性负荷会造成地下电缆的铅（铝）包裂损； 4、因自然现象造成的损伤 （2）绝缘受潮绝缘受潮后引起故障。造成电缆受潮的主要原因有：1、因接头盒或终端盒结构不密封或安装不良而导致进水；2、因电缆制造不良，金属护套有小孔或裂缝；3、金属护套因被外物刺伤或腐蚀穿孔； （3）绝缘老化变质电缆绝缘介质内部气隙在电场
12、作用下产生游离使绝缘下降。当绝缘介质电离时，气隙中产生臭氧、硝酸等化学生成物，腐蚀绝缘；绝缘中的水分使绝缘纤维产生水解，造成绝缘下降。 （4）过电压大气与内部过电压作用，使电缆绝缘击穿，形成故障，击穿点一般是存在缺陷。 （5）设计和制造工艺不良中间接头和终端头的防水、电场分布设计不周密，材料选用不当，工艺不良、不按规程要求制作会造成电缆头故障。 （6）材料缺陷 材料缺陷主要表现在三个方面。一是电缆制造问题 二是电缆附件上的缺陷 三是对绝缘材料的维护管理不善，造成电缆绝缘受潮、脏污和老化。 （7）护层的腐蚀 由于地下酸碱的腐蚀、杂散电流的影响，使电缆铅包外皮受腐蚀出现麻点、开裂、穿孔，造成故障。
13、（8）电缆的绝缘物流失油浸纸绝缘电缆敷设时地沟凸凹不平，或处在电杆上的户外头，由于起伏、高低落差悬殊，高处的绝缘油流向低处而使高处电缆绝缘能力下降，导致故障发生。1.2 电缆故障的性质与分类 根据行波法的测试特点对电缆故障进行分类，即是说考虑到电缆的特性阻抗特点应按测试方法分类（不能用兆欧表的测试结果分类）1、断路、低阻、短路故障低压脉冲法 低阻故障概念：用万用表测得电缆的直流电阻阻值小于100欧姆的故障电缆一般称为低阻故障。100欧姆以上视为高阻故障。2、高阻泄漏、高阻闪络故障冲击高压闪络法冲击高压闪络法不仅适应高阻泄漏和高阻闪络性故障，也适应低阻和短路性质的故障。电缆故障从型式上可分为串联
14、与并联故障。串联故障指电缆一个或多个导体（包括铅、铝外皮）断开；通常在电缆至少一个导体断路之前，串联故障是不容易发现的。并联故障是导体对外皮或导体之间的绝缘下降，不能承受正常运行电压。实际的故障型式组合是很多的，图1.1给出了可能性较大的几种故障形式。例如：图1.1.c所示，导体断路往往是电缆故障电流过大而烧断的，这种故障一般伴有并联接地或相间绝缘下降的情况。实际发生的故障绝大部分是单相对地绝缘下降故障 a. 一相对地 b. 两相对地 c.一相断线并接地图1-1 几种电缆故障形式 电缆故障点可用图1-1所示电路来等效。Rf代表绝缘电阻，G是击穿电压为Vg的击穿间隙，Cf代表局部分布电容，上述三
15、个数值随不同的故障情况变化很大，并且互相之间并没有必然的联系。 图1-2 电缆故障等效电路 间隙击穿电压Vg的大小取决于放电通道的距离，电阻Rf的大小取决于电缆介质的损伤程度，而电容Cf的大小取决于故障点受潮的程度，数值很小，一般可以忽略。 根据故障电阻与击穿间隙情况，电缆故障可分为开路、低阻、高阻与闪络性故障，如表1-3所示。故障性质R间隙的击穿情况开 路在直流或高压脉冲作用下击穿低 阻小于100KR不是太低时，可用高压脉冲击穿高 阻大于100K高压脉冲击穿闪 络直流或高压脉冲击穿1.3 电缆故障探测的步骤第一步：电缆故障性质的确定 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
16、漏型型故障；是开放性的还是封闭型的；是接地、短路、断线还是它们的混合；是单相、两相还是三相故障。 判断故障性质最好用万用表确定高阻还是低阻故障。以确定测试方法。第二步：粗测 利用低压脉冲法先测定被测电缆的全长和短路、断路故障的距离。对于高阻故障，可用高压智能电桥，高压闪络法（电流取样法、电压取样法、二次脉冲法）测出故障点距测试端的距离。之所以称为粗测，是因为无论何种方法测出的数值仅表示被测电缆（故障）的地下长度，由于地下的预留长度不能精确估计，此长度不能代表地面的距离。只能算是故障点的大致范围。第三步：测寻电缆的埋设路径，便于在电缆的正上方进行精确定位。第四步：精确定点 对电缆施加冲击高压（或
17、脉动高压），利用故障点的放电声波，在粗测故障距离范围内，用声测法（声磁同步法）或跨步电压法进行精确故障点定位。1.4 电力电缆的电性能试验 为了保证安全供用电，电力电缆在产品出厂前、安装敷设后及使用过程中都要做一系列的电性能测试。根据试验的目的，电缆试验可分为型式试验、抽样试验、例行试验，交接试验及定期预防性试验五类。1、型式试验。这是制造厂对新型电缆将要批量投产前所做的试验。通过该试验使新产品与已有老产品进行性能质量比较，或直接证明新产品能满足实际运行所提出的性能要求，一般在做过一次后不再重做，除非有材料、结构、工艺等变化。2、抽样试验。这是制造厂从一批电缆中抽取一定比例的部分电缆进行的试验
18、。3、例行试验。这是制造厂对全部成品电缆进行的试验，以检验批量生产过程是否存在问题，并保证产品的质量稳定性。4、交接试验。这是指电缆在现场新安装敷设后将要投运前的试验，有时也包括大修、小修后的试验。5、预防性试验。通常指运行中对电缆定期所做的维护性试验，以便及时发现运行中电缆的隐患及性能的变化情况，预防事故的发生或电缆的损坏。6、电力电缆中最主要且最复杂的试验项目种类，包括检查性试验(非破坏性试验)和耐压试验(破坏性试验)两大类。所谓检查性试验，指的是在较低电压下，通过测定电缆绝缘某些方面的特性，以此间接判断绝缘状况，其方法比较多，如绝缘电阻测试、介质损耗角正切值测试等。在一定程度上揭示出绝缘
19、缺陷的不同性质及其发展程度。所谓耐压试验，指的是在现场模拟在运行中可能出现的各种电压，对绝缘施加与之等价的或更为严峻的电压，考验绝缘的耐受能力。这类试验是最有效和最可行的，是不可替代的。但耐压试验又只能在绝缘缺陷发展到较严重的程度时，才能以击穿破坏的形式揭示出来，且不能明显地揭示绝缘的性质及根源。通常耐压试验分直流耐压试验、交流耐压试验、冲击耐压试验及在高电压作用下的局部放电试验等形式。 检查性试验和耐压试验互为补充不能相互代替,根据IEC有关电缆试验标准、我国关于电线电缆电性能试验标准以及电力行业有关电力电缆预防性试验相关标准，电力电缆的试验项目比较多，对不同材质、不同结构、不同耐压等级的电
20、缆，其试验项目也不一样。第2章 电缆高阻故障精确定点2.1 电缆故障的精确定点在进行电缆故障测距时，无论采用哪种仪器和测量方法，都难免有误差；而且电缆大多数是埋设在地下的，在丈量和绘制电缆线路图时也会有误差，因此根据测距结果只能定出电缆故障点的大概位置。为了减少开挖工作量，在测距之后，还必须在地面上进行精确定点工作。本章讨论电缆故障精确定点方法。2.1.1 电桥法电桥法就是用双臂电桥测出电缆芯线的直流电阻值，再准确测量电缆实际长度，按照电缆长度与电阻的正比例关系，计算出故障点。该方法对于电缆芯线间直接短路或短路点接触电阻小于1的故障，判断误差一般不大于3m，对于故障点接触电阻大于1 的故障，可
21、采用加高电压烧穿的方法使电阻降至1以下，再按此方法测量。测量电路如图3-2所示，首先测出芯线a 与b 之间的电阻R1，则R1=2Rx+R，其中Rx 为a 相或b 相至故障点的一相电阻值，R 为短接点的接触电阻。再就电缆的另一端测出a与b芯线间的直流电阻值R2，则R2=2R(L- X)+R,式中R(L- X)为a相或b相芯线至故障点的一相电阻值，测完R1 与R2 后，再按图3-3 所示电路将b与c短接，测出b、c 两相芯线间的直流电阻值，则该阻值的1/2 为每相芯线的电阻值，用RL 表示，RL=Rx+R (L- X)。由此可得出故障点的接触电阻值：R=R1+R2- 2RL，因此，故障点两侧芯线的
22、电阻值可用下式表示：Rx=(R1- R)/2，R(L- X)=(R2- R)/2。Rx、R(L- X)、RL 三个数值确定后，按比例公式即可求出故障点距电缆端头的距离X 或(L- X)：X=(RX/RL)L， (L- X)=(R(L- X)/RL)L，式中L 为电缆的总长度。采用电桥法时应保证测量精度，电桥连接线要尽量短，线径要足够大，与电缆芯线连接要采用压接或焊接，计算过程中小数位数要全部保留。 A b图2-1电桥测距原理 2.1.2 声测定点法（1）应用范围声测法是电缆故障主要定点方法，主要用于测量高阻与闪络性故障。（2）利用故障放电声音定点使用与冲闪法测试相同的高压设备，使故障点击穿放电
23、，故障间隙放电时产生的机械振动，传到地面，便听到“啪，啪”的声音，利用这种现象可以十分准确的对故障电缆定点。测声法。所谓测声法就是根据故障电缆放电的声音进行查找，该方法对于高压电缆芯线对绝缘层闪络放电较为有效。此方法所用设备为直流耐压试验机。电路接线如图1 所示，其中SYB为高压试验变压器，C为高压电容器，ZL为高压整流硅堆，（R为限流电阻，Q为放电球隙，L为芯线） 图3-1 直流耐压试验机电路接线图当电容器C充电到一定电压值时，球间隙对电缆故障芯线放电，在故障处电缆芯线对绝缘层放电产生“滋、滋”的火花放电声，对于明敷设电缆凭听觉可直接查找，若为地埋电缆，则首先要确定并标明电缆走向，再在杂噪声
24、音最小的时候，借助耳聋助听器或医用听诊器等音频放大设备进行查找。查找时，将拾音器贴近地面，沿电缆走向慢慢移动，当听到“滋、滋”放电声最大时，该处即为故障点。使用该方法一定要注意安全，在试验设备端和电缆末端应设专人监视。21.3 音频法当电缆发生相一相短路、相一地短路及三相一地短路时，由于电缆故障点电阻值等于零，放电间隙被短路，采用冲击放电声测法在故障点听不到放电声，无法定点。此时使用音频法可收到预期的效果。音频法是基于电缆两心线里流动的电流产生的磁通的相位差和故障点前后磁通变化的规律性而发展起来的。这里以相一相一地短路故障为例说明为例说明其探测原理。原理如图5所示。用音频法确定电缆各种类型的短
25、路故障时，必须具备音频信号发生器、匹配变压器、探测线圈、高灵敏度的音频接收机和耳机(或指示仪表)。在测试短路故障时，音频信号发生器输出的音频功率信号经匹配变压器馈人了电缆的两故障相。电流沿着一相心线通过故障点，并且经过另一相心线回到信号源。沿线各点的电磁波由于“去”和“来”的电流方向相反而趋向抵消，但是由于电缆在敷设时各心线总不可避免地会绕轴心旋转，因此沿线任意两心线相对地面来说有的地点可能并行于地面，有的地点可能是一上一下的。这样，沿线各点的电磁场合成量是不一样的。在地面可以用平行于地面的探测线圈和接收机检测到。探测到信号强度随两心线的相对地面的位置而变化。当两心线在水平位置时，两心线的电场
26、同向叠加，接收到信号最强，而当两心线在垂直位置时电场反向相减，接收到的信号最弱。而在相一相一地短路点，由于短路电流的磁通相同不能抵消，接收机收到的感应信号最大。最后测到的一个信号最大值处即为故障点。过了故障点后，由于电缆内仅有杂散电流而无信号电流，所以接收到信号振幅不变。这种方法对于低于100 的故障电阻，一般能成功地测量定点。然而在现场应用音频法感应接收定点也不容易，因为合成电磁场的幅度、相角与故障电阻的大小有关，与故障点前后的电缆长度有关，也与所用的信号频率有关而且电缆实际出现两心线间纯短路的机会很小。前面介绍的两种方法都是依靠判别声波或电磁波信号是否最强来判断故障点，但在实际测量中，究竟
27、哪一点的信号最强并不是很明显的，特别是有时电缆的外护套未完全击穿，声波在整条电缆的介质中漫发射，于是很大范围内接收到的信号强度差别不大。遇到电缆故障在穿管中时，接收到声音信号最强的地方是管道端头，而非故障点。 图5 音频法探测原理图2.1.4 电容电流测定法电缆在运行中，芯线之间、芯线对地都存在电容，该电容是均匀分布的，电容量与电缆长度呈线性比例关系，电容电流测定法就是根据这一原理进行测定的，对于电缆芯线断线故障的测定非常准确。测量电路如图3-4 所示，使用设备为12kVA 单相调压器一台，030V、0.5 级交流电压表一只，0100mA、0.5 级交流毫安表一只。 图3-4 电容电流测定原理
28、图一是在电缆首端分别测出每相芯线的电容电流(应保持施加电压相等)Ia、Ib、Ic 的数值。二是在电缆的末端再测量每相芯线的电容电流Ia、Ib、Ic的数值，以核对完好芯线与断线芯线的电容之比，初步可判断出断线距离近似点。三是根据电容量计算公式C=1/2fU可知，在电压U、频率f 不变时C 与I 成正比。因为工频电压的f(频率)不变，测量时只要保证施加电压不变，电容电流之比即为电容量之比。设电缆全长为L，芯线断线点距离为X，则Ia/Ic=L/X，X=(Ic/Ia)L。测量过程中，只要保证电压不变，电流表读数准确，电缆总长度测量精确，其测定误差比较小。2.1.5 零电位法零电位法也就是电位比较法，它
29、适应于长度较短的电缆芯线对地故障，应用此方法测量简便精确，不需要精密仪器和复杂计算，其接线测量原理如下：将电缆故障芯线与等长的比较导线并联，在两端加电压E 时，相当于在两个并联的均匀电阻丝两端接了电源，此时，一条电阻丝上的任何一点和另一条电阻丝上的对应点之间的电位差必然为零；反之，电位差为零的两点必然是对应点。因为微伏表的负极接地，与电缆故障点等电位，所以，当微伏表的正极在比较导线上移动至指示值为零时的点与故障点等电位，即故障点的对应点。2.1.6 裸露电缆故障的特殊定点方法（1）局部过热法 在粗测故障点位置后，再向故障点施加冲击高压或用直流高压击穿故障点，这样故障点处便通过一定的电流。因故障
30、点处有一定的电阻，所以电流通过时变产生热效应，此时，用手触摸电缆，过热处即为故障点。（2）偏芯磁场法偏芯磁场法适用于金属性单相接地故障的定点。在故障相与地之间通入音频电流，当电流到达故障点后，流入铅皮并进而分两路从两个相反方向同时向电缆的两个终端流去，使全电缆线路都有音频信号电流。在故障点之前，电缆周围的磁场是由通电导体和金属外皮的回路电流产生的，由于通电导体偏离电缆的中心轴线，称此磁场为偏芯磁场。使接收线圈围绕电缆圆周表面旋转一周，线圈中接收到的磁场信号会有强弱变化；而在故障点之后，只有沿电缆铅皮均匀分布的电流，而无芯线电流，此时，接收线圈围绕电缆圆周表面旋转一周，线圈中接收到的磁场信号亦强
31、弱变化。据此便可以测寻出故障点。（3）跨步电压法测寻方法是：在故障相与铅皮之间，接上可调直流电源，该电源能使故障点流过一定的电流；然后，在粗测所得的故障点位置附近，选相互见约距500mm 的两点，轻轻撬破一小块钢带，擦净露出的两小点铅皮上的沥青。之后接通直流电源，直流电流由故障芯线流向故障点，再由故障点经电缆铅皮与大地同时流向电缆的两个终端去。此时，将检流计测试端两表笔接好，极性记好，后用表笔测出铅皮的电位，并使检流计的指针正向偏转，此后，只要正负表笔不调换，测铅皮跨步电位时，若两表笔均在故障点之前，检流计始终正向偏转；若两表笔均在故障点之后，检流计的指针向负向偏转；若故障点在两表笔之间，则检
32、流以增大电容量，使故障点更容易击穿放电。21.7 闪络法利用故障点瞬间放电产生多次反射波。故障点的放电是在高电压作用下进行的。其中包括直流高压闪络测量法(直闪法)，主要用于测量电缆的闪络性高阻故障；还包括冲击高压闪络测量法(冲闪法)，主要用于测量电缆的泄漏性故障。相比之下，直闪法的波形简单、容易理解，准确度高；冲闪法的波形比较复杂，辨别难度较大，准确度较低，但是适用范围要更广一些。21.8 二次脉冲法它是一种较新的测距方法，其原理：对故障电缆释放一个低压脉冲(不大于20160 V)，只要故障点的接地电阻大于电缆波阻抗5倍，可以认为此时故障电缆相对于低压脉冲是开路，那么在脉冲释放端接收到的反射波
33、形相当于一个芯线绝缘良好电缆的波形；对故障电缆释放一个足以使芯线绝缘故障点发生闪络的高压脉冲，同时触发释放第二个低压脉冲，在故障点的电弧未熄灭时，故障点相对于低压脉冲是完全短路，那么在脉冲释放端接收的低压脉冲反射波形相当于一个线芯对地完全短路的波形；将前后两次接收到的低压脉冲反射波形进行叠加，两个波形将会有一个明显的发散点，这个发散点就是故障点的反射波形点。其特点是易操作、多功能，回波图形解释简易。综合上面所介绍的关于各种粗测距的方法，可以得出如下表l所列出的测距方法适应故障性质。2.1.9 工频感应法 工频感应法是指在电缆暴露处，由一个紧切电缆的压电传感器，通过放大器及耳机，接收来自每条电缆
34、的工频振动信号。相比之下，没有带电电缆的工频振动信号较小或没有振动信号；运行状态(带电)的电缆，当传感器围绕电缆转一圈，其感应声有交替变化规律。但实际应用时，使用者需有一定的经验，因识别率较低、危险性较大。音频感应法 如图314所示，在停运电缆的一端通过电缆的任一相(非断相)加入音频信号。在现场电缆的暴露处，通过一电磁传感器，接收通过电缆发出的音频信号。在多条电缆中，传感器靠近屯缆，其接收信号最强的那一条电缆即为所要找的电缆.图3-14电磁感应法识别电缆第3章 在实际测试中需要的3.1精确定点法在长期的实践中人们发现，给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
35、当大的“啪、啪”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。冲击电压产生的方法与冲击闪络法产生冲击电压的方法完全一样，只是除去闪络测试设备而已。冲击放声测法的接线原理如图14 所示。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探闲在概略估计的故障位置上沿电缆路径测听。在听到故障点放电声后还要沿电缆路径寻测最大发声处。只要找到最响点，土层挖开即是，一般是不会错的，除非声音是从电缆穿管、排管中传出造成误差。在冲击放电声测法的实际测试中，
36、往往由于环境噪声的干扰而增加辨别的困难。这就要求电容放电设备能产生周期稳定、功率强大的放电脉冲，使定点的人能据此区别环境噪声脉冲干扰。在实际定点中，由于人们远离电容放电设备，往往听不见球间隙放电时从空气中直接传来的声波。当尚未听到由故障点放电传出的地震波时，心情往往会急燥起来，甚至会怀疑放电设备没有工作。有时在有脉冲声源的干扰背景中往往需要知道自己听到的声波是否与放电设备的放电周期同步，否则就无法做出最后的判断。在这样的情况下就需要进行同步定点。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收到。可将其转换成电压信号加以放大，再用一显示
37、组件表示出来。这就给定点仪的同步接收法创造了条件。利用同步接收法定点时，如听到地震波的同时，又显示出故障点放电电磁波的存在，证明放电设备正在工作。只要地震波信号和电磁波信号能同步此来，则说明听到的地震波是可信的，故障点就在附近。在使用冲击放电声测法时（包括冲击闪络测距），应注意电缆电压等级，一般情况下，冲击电压的幅度不应超过政党运行电压的3.5 倍。即10KV 电缆所加的冲击电压不应超过35KV，6KV 电缆不应超过21KV。图3-13冲击放电声测法接线原理图（a）相地故障连线示意图（b）断路故障连线示意图3.2 故障点在终端或接近终端时的波形判别在用冲击电压闪络法测试时，对于其故障点在用户端
38、头或接近用户端头的情况，显示的波形往往与基本波形有所不同，图15（a）是实测波形。图4-1 故障点靠近用户端头时的波形（a）终端不接跨线时的实测波形(b)终端接跨线时的实测波形（c）接线图从图15（a）中的波形可以看出，第一个正脉冲前还有一个负尖峰，后面的波形也有相应的变化。这给缺乏实测经验的人往往造成判断上困难，不知道从何处读起。前面已经说过，电缆在加冲击负高压时，故障点处负高压上升有一个过程，故障点的电离放电也有一段迟延时间，所以在故障放电之前，冲击电压波已经在终端头被反射，并越过故障点传向测试端。在此之后故障点才被电离击穿，形成正向阶跃电压向测试端传输。因此在第一回波的正脉冲前出现了负尖
39、峰。这一波形在故障点与测试端间来回反射，使以后的第二、第三、回波也相应变化，增加了波形的复杂性。如果两个回波的时间差从第一回波正脉冲前的负尖峰下降到拐点算起的话，将会造成相当大的测量误差。只能从第一回波的正突跳拐点算起直到至每二回波的负突跳拐点这段时间才是正确的。为了避免故障点许诺电前冲击电压波在终端头的反射，可象图（c）那样，在故障相终端头与任一无故障相连一跨接线，这样，冲击电压波到终端时将沿跨接线传至无故障相，不会有终端反射的情况，第一个回波前的负尖峰就消失了，如图（b）所示。如果所加的电压不够高，即使故障点离终端还有有相当一段距离，也可能会出现冲击电压波在终端头反射后到达故障点才放电的情
40、况，这主要是故障点电离击穿延时太长的缘故，这时的波形和图（a）尖似，所以当再现上述波形时，应当具体情况具体分析。如果是冲击电压不够高引起波形畸变，只要适当提高冲击电压即可得到正常的测试波形。3.3 故障点在测试端电缆头或接近测试端的波形判别故障点就在端电缆头或接近测试端（10-30m）时，要精确读往往是很困难的。因为前面一个回波会影响后面一个回波的波形，使整个波形比较混乱。故障点越靠近测量端，波形中的快速过程振荡就越密集，如果故障点就在电缆端头上，波形中就再不会有快速尖脉存在，而几乎是一典型的光滑的大余弦振荡波形（由于引线的杂散电感分布，在大余弦振荡的前一部分也可能有十分模糊、无法辨清的毛刺）
41、，如图4-2 所示。图4-2 故障点在测试端头的大余弦振荡测试波形近距离测试时估计出的相对误差可能会大一些，由于故障点距离很近，绝对误差不大，不会给定点带来很大困难。只是在定点时，球间隙离定点位置较近，地震波的声音往往由于球间隙放电打火声而被淹没，无法判断地震波。应将球间隙移至故障电缆终端，高压设备仍留在始端，让高压经过一无故障相送到球间隙一端，再让球间隙的另一端与故障相连接。这样，当高压击球间隙产生冲击高压送至故障相时，测试端避免了球间隙打火声引起的干扰。具体接法见图17 所示。图4-3 球间隙放在终端产生冲击高压的接线图3.4 故障点被击穿与否的判断在冲击高压闪络法测试中，很多人由于缺乏实
42、践经验，往往以为球间隙放电就可以从显像管面上读波形测距了，其实这种想法是非常片面的。球间隙的击穿与否只与两球间的距离及所加电压幅度有关，距离越大，击穿所需的电压就越高，通过球间隙加到电缆上的电压就越高，而电缆故障点能否被击穿仅取决于电缆上得到的冲击电压的高低。球间隙太小，击穿时加到电缆上的电压可能低到无法电离击穿故障点，在这种情况下，球间隙看来是被击穿了，但电缆故障点并没有被击穿，因此就无阶跃电压反射回来。在显像管屏上仅能看到负高压传到电缆终端而被反射的终端反射波，无法测出故障距离，故障点未被击穿的典型波形如图18 所示。从图18 中可以看出，电缆故障点未被击穿时，没有正向阶跃电压,波形上的向
43、下波动仅是终端反射波的作用，并且可以看出从波形起始点（下突跳点）到第一反射波之间的时间间隔正好代表了电缆全长。一旦出现图18 的波形时，则表示电缆故障点未被击穿，所加冲击电压太低，需加大球间隙距离，增加冲击电压幅度，直到有大余弦振荡信号出现（见图6（a），便可扩展波形仔细分析，读出距离来。从波形上可以准确地判定电缆故障点击穿与否。另外，还可以从球间隙放电的声音来判断。当球间隙放电声嘶哑，不清脆，而且火花较弱，电缆故障点一般未被击穿。另外，从串入B 次级上的电流表在球间隙击穿瞬时，所摆动的幅度大小上，也可用来判别故障点放电与否。一般电流表摆动在510mA 范围时，表明电缆故障点未被击穿。如果电流
44、表指针在3080mA 范围内摆动，且球间隙放电声清脆响亮，一般可说明故障点是被击穿了的（有时故障点电阻值较低，冲闪时电流表指针摆范围也大，球间隙放电声也大，但故障点却不一定被击穿，不过此种情况不多见。）此时可按测试步骤粗测故障距离。图4-4电缆故障点未被击穿时的测试波形3.5 故障点发生在电缆本体或接头处的判断故障点发生在电缆本体，一般来说是容易判断的，无论用直闪法或冲闪法，都会出现较典型的测试波形，但是如果故障点发生在电缆的蹭接头或终端头时，往往会发生判断困难，而且还可能出现一些难于见到的怪现象一时无法解释。所以有必要把接头，端头处故障中易发生的问题简略谈一下。常见的电缆接头有四种：环氧树脂
45、接头、沥清接头、充油接头和热缩接头。往往由于做接头时的拙劣工艺而使接头内部存在空气泡、电裂纹及有害杂质，造成事故隐患，在环境温度、湿度、负荷超载及加5 倍正常工作电压作预防性试验时形成故障，电缆头（对接头、终端头）出现了故障，在测试时有可能会发生如下几种情况：1.粗测时，开始故障点电阻值较低，无法作耐压实验，而加上冲击高压后，绝缘电阻会越来越高，而且用闪测仪观察时往往发现无故障点的反射回波，也就是故障点未被电离击穿。2.在作冲击高压闪络测量时，从球间隙的声音来判断，清脆响亮，似乎故障点是被击穿了的，但是闪测仪观察不到故障点反射波（这往往是故障点击穿电弧爬距太大造成的）。3.作高压预试时，泄流特
46、大，冲闪电压加到35KV 还未出现故障回波。一般在测试时如出现如上反常现象，则均应考虑到故障点可能发生在接头处，应用特殊的方法来处理。如用高压冲击电流“烧穿”，或加大贮能电容的容量，提高冲击电压，采用终端测试法等等。由高压设备供给的能量可由下式计算：W=1/2*C*U2由上式看出，高压设备供给的能量W 与贮能电容量成正比，与所加电压的平方成正比。所以当遇到接头处的故障，而且测试困难时，加大贮能电容器容量或提高冲击电压，往往很快便获得成功。3.6 电缆故障点受潮对观测波形的影响有的故障电缆由于铠装及铅包破裂，而又未及时测寻处理，时间一久，潮气往往从破裂处渗透进去，形成大面积受潮，实践证明，在这样的情况下，用直流闪络法是无法测量的，而当用冲击高压闪络法测试时，从火花放电球间隙发出的声音及冲击电流数值来看，都可判断为故障点已被电离击穿，而实际上没有观察到回波。屏面上看到的波形近似未击穿的电压波形。但是在故障点处往往能听到相当大的放电声，并能看到故障点处的火花放电现象。在实测中虽然遇到这种情况的时候不多，但在似乎能判断出故障点击穿放电，但又未观察到故障回波时，可考虑到电缆受潮这一因
