淺析電纜故障點(diǎn)的四種實(shí)用測定方法
淺析電纜故障點(diǎn)的四種實(shí)用測定方法
一、 電纜故障的種類與判斷
無論是高壓電纜或低壓電纜，在施工安裝、運(yùn)行過程中經(jīng)常因短路、過負(fù)荷運(yùn)行、絕緣老化或外力損壞等原因造成故障。電纜故障分為接地、短路、斷線三類。三芯電纜故障類型主要有以下幾方面：一芯或兩芯接觸；二相芯線間短路；三相芯線完全短路；一相芯線斷線或多相斷線。 對(duì)于直接短路或斷線故障用萬用表可直接測量判斷，對(duì)于非直接短路和接池故障，用兆歐表遙測芯線間絕緣電阻或芯線對(duì)地絕緣電阻，根據(jù)其阻值可判定故障類型。
二、 電纜故障點(diǎn)的查找方法
1、 測聲法 所謂測聲法就是根據(jù)故障電纜放電的聲音進(jìn)行查找，該方法對(duì)于高壓電纜芯線對(duì)絕緣層閃絡(luò)放電較為有效。此方法所用設(shè)備為直流耐壓試驗(yàn)機(jī)。電路接線如圖1所示， 其中SYB為高壓試驗(yàn)變壓器，C為高壓電容器，ZL為高壓整流硅堆，R為限流電阻，Q為放電球間隙，L為電纜芯線。當(dāng)電容器C充電到一定電壓值時(shí)，球間隙對(duì)電纜故障芯線放電，在故障處電纜芯線對(duì)絕緣層放電產(chǎn)生"滋、滋"的火花放電聲，再在雜噪聲音*小的時(shí)候，借助耳聾助聽器或醫(yī)用聽診器等音頻放大設(shè)備進(jìn)行查找。查找時(shí)，將拾音器貼近地面，沿電纜走向慢慢移動(dòng)，當(dāng)聽到"滋、滋"放電聲*大時(shí)，該處即為故障點(diǎn)。使用該方法一定要注意**，在試驗(yàn)設(shè)備端和電纜末端應(yīng)設(shè)專人監(jiān)視。
2、電橋法 電橋法就是雙臂電橋測出電纜芯線的直流電阻值，再準(zhǔn)確測量電纜實(shí)際長度，按照電纜長度與電阻的正比例關(guān)系，計(jì)算的故障點(diǎn)。該方法對(duì)于電纜芯線間直接短路或短路點(diǎn)接觸電阻小于1Ω的故障，判斷誤差一般不大于3m，對(duì)于故障點(diǎn)接觸電阻大于1Ω的故障，可采用加高電壓燒穿的方法使電阻降至1Ω以下，再按此方法測量。
測量電路首先測出芯線a與b之間的電阻R1，則R1＝2RX＋R，其中R為a相或b相至故障點(diǎn)的一相電阻值，R為短接點(diǎn)的接觸電阻。再就電纜的另一端測出a’和b’芯線間的直流電阻值R2，則R2＝2R（L－X）＋R，式中R（L－X）為a’相和b’相芯線至故障點(diǎn)的一相電阻值。測完R1與R2后，再按圖3所示電路將b’與C’短接，測出b、c兩相芯線間的直流電阻值，則該阻值的1/2為每相芯線的電阻值，用RL表示。RL＝RX＋R（L－X），由此可得出故障點(diǎn)的接觸電阻值：R＝R1＋R2－2RL。因此，故障點(diǎn)兩側(cè)芯線的電阻值可用下式表示：RX＝（R1－R）/2，R（L－X）＝（R2－R）/2。RX、R（L－X）、RL三個(gè)數(shù)值確定后，按比例公式即可求出故障點(diǎn)距電纜端頭的距離X或（L－X）：X＝（RX/RL）L，（L－X）＝（R（L－X）/RL）L，式中L為電纜的總長度。 采用電橋法時(shí)應(yīng)保證測量精度，電橋連接線要盡量短，經(jīng)徑要足夠大，與電纜芯線連接要采用壓接或焊摟，計(jì)算過程中小數(shù)位要全部保留。
3、電容電流測定法 電纜在運(yùn)行中，芯線之間、芯線對(duì)地都存在電容，該電容是均勻分布的，電容量與電纜長度呈線性比例關(guān)系，電容電流測定法就是根據(jù)這一原理進(jìn)行測定的，對(duì)于電纜芯線斷線故障的測定非常準(zhǔn)確。測量電路如圖4所示， 使用設(shè)備為1～2kVA單相調(diào)壓器一臺(tái)，0～30V、0.5級(jí)交流電壓表一只，0～100mA、0.5級(jí)交流毫安表一只。
測量步驟：
（1）首先在電纜首端分別測出每芯線的電容電流（應(yīng)保持施加電壓相等）Ia、Ib、Ic的數(shù)值。
（2）在電纜的末端再測量每相芯線的電容電流Ia’、Ib’、Ic’的數(shù)值，以核對(duì)完好芯線與斷線芯線的比容之比，初步可判斷出斷線距離近似點(diǎn)。
（3）根據(jù)電容量計(jì)算公式C＝1/2πfU可知，在電壓U、頻率f不變時(shí)C與I成正比；因?yàn)楣ゎl電壓的f（頻率）不變，測量時(shí)只要保證施加電壓不變，電容電流之比即為電容量之比。設(shè)電纜全長L，芯線斷線點(diǎn)距離為x，則Ia/Ic＝L/x，x＝（Ic/Ia）L。測量過程中，只要保證電壓不變，電流表讀數(shù)準(zhǔn)確，電纜總長度測量**，其測定誤差比較小。
4、零電位法 零電位法也就是電位比較法，它適應(yīng)于長度較短的電纜芯線對(duì)地故障，應(yīng)用此方法測量簡便**，不需要精密儀器和復(fù)雜計(jì)算，其接線如圖5所示。測量原理如下：將電纜故障芯線與等長的比較導(dǎo)線并聯(lián)，在兩端加壓E時(shí)，相當(dāng)于在兩個(gè)并聯(lián)的均勻電阻絲兩端接了電源。此時(shí)，一條電阻絲上的任何一點(diǎn)和另一條電阻絲上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的電位差必然為零。反之，電位差為零的兩點(diǎn)必然是對(duì)應(yīng)點(diǎn)，因?yàn)槲⒎淼呢?fù)極接地，與電纜故障點(diǎn)等電位，所以，當(dāng)微伏表的正極在比較導(dǎo)電上移動(dòng)至示值為零時(shí)的點(diǎn)與故障點(diǎn)等電位，即故障點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。 圖5中K為單相閘刀開關(guān)，E為6V蓄電池或4節(jié)1號(hào)干電池，G為直流微伏表，測量步驟如下：
（1）先在b和c相芯線上接上電池E，再在地面上敷設(shè)一根與故障電纜長度相等的比較導(dǎo)線S，該導(dǎo)線要用裸銅線或裸鋁線，其截面應(yīng)相等，不能有中間接頭。
（2）將微伏表的負(fù)極接地，正極接一根較長的軟導(dǎo)線，導(dǎo)線另一端要求在敷設(shè)的比較導(dǎo)線上滑動(dòng)時(shí)能充分接觸。
（3）合上閘刀開關(guān)K，將軟導(dǎo)線的斷頭在比較導(dǎo)線上滑動(dòng)，當(dāng)微伏表指示為零時(shí)的位置即為電纜故障點(diǎn)的位置。