低压电缆故障和高压电缆低阻故障的特征原理及使用方法
标签： 电缆故障测试仪
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，而且大都埋入地下，当电缆发生故障后，如何快速准确查找故障点，尽快恢复供电，是长期困扰我们的难题。
在我国电力电缆较普遍的使用是上世纪70年代，品种单一，等级有限，使用范围较窄，当时为解决电缆高阻故障 ，西安电子科技大学生产出了以“冲闪法”为原理的电缆故障测试仪。目前，市场上的电缆故障测试仪，绝大多数都是在“冲闪法”的基础上改头换面而成的。有极少部分是由“电桥法”为原理设计生产的。以“冲闪法”原理设计成的电缆故障测试仪目前已广泛运用到各个行业，在很长一段时间为企业解决了不少电缆故障，受到大家的认可。但随着我国各个行业的快速发展，综合国力的不断增加，电缆的用途越来越广泛，电缆的种类也不断增多，基础建设的快速发展，市政建设的需要，使各种各样的电缆故障不断发生。由于各行业所用电缆的等级、使用的环境、接线配电的方式、绝缘强度的要求都不尽相同，所以它们的电缆故障特征也有很大的不同之处。但目前人们由于以前养成的习惯，总想以一种方式解决所有的电缆故障，所以现在市场上还是以“冲闪法”为原理设计的电缆故障测试仪占主导地位。然而，在很多方面用“冲闪法”去解决电缆故障，根本就测不出故障，而且很有可能会产生严重后果，如路灯用电缆及矿山用的电力电缆就不能直接用“冲闪法”去测试故障。同样其它行业用的电缆都有着各自的故障特征，我们不能统一而论，而是应该对症下药，这样我们就会发现实际有些电缆的故障无须“冲闪法”的原理解决起来也十分方便快捷。
以“冲闪法”为原理的电缆故障测试仪，实际应当叫“高压电缆的高阻故障测试仪”，它对高压电缆的高阻闪络及高阻泄露故障解决起来非常适合，而且目前也只有此种方式可以解决，这是因为此类故障一般在电缆的外皮看不出有什么痕迹，只有用“冲闪法”迫使故障点放电，才能测出故障点距离，击穿电缆外皮使故障点表露出来，才能确定故障点的准确位置。目前市场上的电力电缆故障测试仪基本上都是以“冲闪法”为设计原理开发的，由于原理所限，用辅助设备过多，操作复杂，不好掌握，查一个故障点往往需要多人协作，效率极低。对测试人员的知识要求较高，测试的准确性主要是依赖经验，一旦人事变动，别人在短时间内无法掌握次仪器，从而造成许多单位将其长期闲置，同时其昂贵的价格使一般企业难以承受。实际上广大用电企业、单位在日常生产，生活中很少接触到高压电缆的维护，因为高压电缆的维护一般是有地市级的供电部门负责维护的。所以对企业、单位及一些中小城市、县级供电局，低压电缆故障的解决，才是他们关心的。同时，低压电缆的总量要远远大于高压电缆的数量，但目前市场上还没有一种针对低压电缆故障特征而开发的故障测试仪，所谓的低压电缆故障测试仪还是以“冲闪法”为主，无非是将“高压冲击”设备的功率减小罢了。所以造成价格偏高，操作复杂，实用性极差，不被广大用户认可。低压电缆的绝缘强度较低，用“冲闪法”测试会对低压电缆造成损伤，使故障频繁发生。实际上低压电缆用户需要的是一种操作简单，携带方便，实用性强，价格便宜，适合室外操作的工具型测试仪。
低压电缆绝缘要求较低，同时运行过程中电流较大，出现故障后特征十分明显，具体故障归类如下：
第1类故障：电缆短路后烧毁或个别相被烧焦，此类故障造成电缆在故障点处损坏故障特征明显。
第二类故障：电缆内部短路或断芯，外表看不出明显痕迹，此类故障一般是由于电缆质量和电缆受到挤压造成的。。
低压电缆在使用过程中有以下特点：
1． 敷设时随意性较大，路径不明。
2． 敷设时不像高压电缆那样填沙加砖后埋深，相反埋深较浅，易受外力损伤而出现故障。
3． 电缆一般较短，几十米到几百米不等，不象高压电缆往往在几百米到几公里。
4． 绝缘强度要求较低，处理接头时，工艺较简单。
5． 绝大多数故障电缆在故障点处都有十分明显的烧焦损坏现象。故障点在电缆外皮没有留下痕迹的情况，十分罕见。
针对低压电缆的以上特点我公司成功开发出了KYDW-1A低压电缆故障定位系统：本套仪器包括测距仪和定位仪两部分。测距仪完全智能化设计，自动完成电缆故障点的测试，无须人工分析波形，直接报出故障点距离。本机采用电池供电，体积小，重量轻，携带方便，无须任何辅助设备。
电缆故障定位仪是对直埋低压电缆的埋设路径，埋深及故障点位置进行同步测试的仪器。该仪器有以下特点：
1． 体积小、重量轻、单人操作。
2． 电池供电，无须220V电源。
3． 电缆路径查找，埋深，故障点定位同步完成，效率高。
4． 故障点在前在后，指针直观显示，不受外界干扰。
5． 不受电缆地下情况（如分叉、打捆、接头扭曲）影响，像探地雷一样，点对点去查找故障点，误差以厘米计。
6． 不受地面情况影响，如：地砖、绿化带、水泥路面的影响。
7． 对目前国内上无法有效解决的相间短路不接地和断芯不接地等封闭式电缆故障可实现准确定位。
低压电缆故障定位系统中的测距仪和定位仪结合使用能方便地完成测试。具体如下：
第1类故障经测距仪测出故障点距离。手执接收机沿测出的路径走一遍，既可确定故障点。
第二类故障经测距仪测出故障点距离，再用接收机上的钳形感应器可准确确定故障点。
目前，广大的电力电缆故障测试仪的用户所使用的以“冲闪法”为基础的电缆故障测试仪，在解决低压电缆故障和高压电缆的低阻地故障时，一般都能用测距仪较方便的粗测出故障点的距离，但在故障点定位时还是要用打火、放电、听声音这一方法，同时该类仪器的路径仪和定点仪是分开的，这就造成了找准路径时无法同步定点，而定点又往往走偏路径，而且该类仪器的路径仪由于原理所限，在查找电缆路径时，主要依赖人的经验。仪器如果不是正好位于电缆的正上方，使用着很难根据信号的变化找到电缆路径。
电缆故障定位仪从实用性出发，恰好弥补了上述缺陷，它可对电缆的“故障点定位、埋深、路径”同步进行测试。仪器对故障、路径、埋深的指示非常直观。完全不依赖操作着的经验。使本来繁琐的故障测试工作变成一件轻松有趣的事，所以广大的“冲闪法”电缆仪用户，如果再拥有一台KYDW-1型电缆故障定位仪，再加上原有的测距仪，就可组成一套低压电缆故障测试仪。对电缆的低阻、断路故障可快速定点，提高工效数倍。
另外，由于各行业所用电缆的等级及对电缆要求的不同，他们的电缆故障特征也有很大的不同之处，如路灯用电缆在配电及绝缘要求上，与供电局用的高压电缆就有很大区别，如果用“冲闪法”去测路灯电缆故障，根本就测不出故障，而且很有可能会产生严重后果。还有矿用电缆也不能用“冲闪法”去解决故障，因为矿井坑道必须要防火防爆的，不能对矿井内的电缆进行打火放电。再如供电部门对电缆绝缘的要求都高于工矿企业。在同样条件下，电缆有几百MΩ的泄露故障对供电局来说此电缆已是不能运行的故障电缆，而对工矿企业的二次配电来说，该电缆还可以运行，还有就是供电部门长电缆多，企业短电缆多。同样其他部门所用的电缆在其故障特征上都有各自的特点，而目前市场上的电力电缆故障测试仪基本上都是针对供电部门而开发的，其昂贵的价格使一般工矿企业望而却步，有的企业虽然也购买了该类仪器，但在使用过程中，发现此仪器过于复杂，不好掌握，查一个故障往往需要数小时甚至几天，效率极低，且需要多人协作，对测试人员的知识要求较高，目前，专业学校也没有讲授这方面的知识，国家电力部门也没有指导性的意见。测试人员的培训由生产厂家仅对一两个人进行大致培训，使其掌握一般操作即可，一旦人事变动，别人在短时间内也无法掌握此仪器，从而造成许多单位将其长期闲置，况且工矿企业电缆故障相对供电局来说发生几率少，操作人员也很难从量的积累中增长测试经验。
工矿企业的高压电缆，一般都是直埋敷设的，大都是路径不太清楚，故障也都发生在运行中，我们把这种故障叫做运行故障。而对供电局的电缆来说，沟道敷设的多，路径清楚，除了运行故障外，还有对高压电缆做预防性试验时出现的高阻泄露故障和闪络型故障，我们把这种故障叫做试验故障。我们的理念认为根据电缆敷设方法和电缆故障性质的不同，可以采用不同的测试手段，其目的是为了提高测试速度，减少浪费，少走弯路，提高工效。
企业直埋高压电缆故障的特点是：放炮后故障特征表现充分，以完全短路、完全开路的低阻故障为主，故障外露，有明显外伤。再就是个别的封闭式低阻故障。根据这样的特点，电缆故障定位仪，完全可以解决直埋高压电缆的运行中出现的低阻故障。将传统的复杂测试过程变成轻松有趣。
该产品投放市场以来，全国已有上百家企业在使用，效果相当好。这就证明：根据电缆故障种类的不同，有针对性的开发产品，使其简单实用，方便操作，是符合市场要求的。
当然，对传统的“冲闪法”，我们无意否定。只是随着电力事业的发展，它的局限性越来越明显，因为，早期的电缆种类比较单一，应用也不广泛，电子技术不发达，因此，设计者就想用一种仪器来测试所有的电缆故障，又由于技术条件的限制，测试故障采用分步方案：测距离、查路径、打火定点。这样一来，就使的操作起来相当复杂、烦琐，费时费力，对于操作者来说，还要熟悉掌握操作理论。测试现场还要具备一定的条件，定点时受环境噪音的影响也比较大，对其特点总结如下：
⒈ 该种仪器一般由测距仪（闪测仪）、路径信号发生器（路径仪）和接收器、定点仪三个主要部分组成，还有所用的辅助设备和附件，多达十几种：调压器、PT、电容、水阻、电流采样器、电感、放电球隙、放电棒、耳机、探头等，总重量有近百公斤，需多人操作，测试过程相当复杂。
⒉ 波形分析难：由于各种干扰，闪测仪所反应的实际故障波形往往和说明书上的标准波形有很大出入，操作人员没有长时间的摸索很难掌握。
⒊ 路径仪和定点仪是分开使用的，效率低，浪费时间。对故障点定点时，要先查找路径。因为定点仪接收的是故障点的放电声，定点仪的探头离故障点3米以内时，才起作用，如果走偏路径，就无法听到放电声。
⒋定点难：故障点测距完成后，对故障点准确定点时，要对故障电缆加冲击高压，迫使故障点放电，人在电缆上方戴上耳机，在地面通过分辨放电声音的大小来确定故障点，但由于环境的影响，往往人的耳朵无法区分出放电声和噪音（往往要到夜深人静时去定点）。由于对波形的分析往往会有一些偏差，又因为地面距离和地下电缆长度并非是等长的。要确定故障点，测距可能只花一两个小时，而定点大多数要花好几个小时甚至几天时间，所以说定点才是测故障的精华所在，也是终目的。而定点难是用户为头疼的，使人们往往对测故障产生畏惧心理。
⒌ 该仪器还有原理上的缺陷如：因仪器本身有测试盲区，故障点距测试端小于30米时，就无法测出故障点的距离，也就很难完成故障定点
⒍ 使用时需220V交流电源。测试前，要将电缆两端打开，端头不能短接，电缆上不能有负载在。
⒎ 测试现场要做高压放电，现场安全需专人维护。
综上所述，该电缆故障测试仪对于电缆故障较少出现的工矿企业不太实用，同时，由于其价格昂贵，往往使有的企业不愿购买，电缆一出现问题，只有出一笔钱让供电局来解决。实际上工矿企业在查找故障时所需要的是一种操作简单、方便携带、自带电池工作、价格便宜，故障定点时不受外界干扰，便于掌握，定位准确直观，以解决运行故障为主，价格便宜的仪器。
我公司生产的电缆故障定位仪，就是专门针对直埋电缆的运行故障直接定点而开发的，实用性很强，它对于工矿企业的直埋电缆故障的查找很是管用。