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一、電纜故障的測(cè)試方法及測(cè)試原理簡(jiǎn)介

    任何電纜故障的測(cè)試，均以找到故障發(fā)生點(diǎn)為zui終目的，但就其測(cè)試過程來說，一般分為三個(gè)步驟：一為故障距離粗測(cè)；二是尋找故障電纜埋設(shè)路徑；三是定位故障點(diǎn)。當(dāng)然，實(shí)際測(cè)試中，三個(gè)步驟是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活運(yùn)用的。

1、電纜故障粗測(cè)方法及發(fā)展歷史概述

（1）、電橋法：自從有了地埋電纜以后，電纜故障的檢測(cè)工作就成了必須解決的問題。zui初的電纜故障粗測(cè)工作，是用電橋平衡測(cè)試原理進(jìn)行的，當(dāng)時(shí)曾用過電阻電橋、電容電橋、低壓電橋、高壓電橋等。用電橋原理測(cè)試電纜故障距離，曾是上世紀(jì)六七十年代普遍采用的方法。到了2000年以后，使用電橋法測(cè)試原理的儀器還繼續(xù)使用并且有所發(fā)展，使用計(jì)算機(jī)技術(shù)后，現(xiàn)在也出現(xiàn)了具有更高智能化的電橋測(cè)試儀（如高壓數(shù)字電橋）。

（2）、脈沖反射法：到了上世紀(jì)七八十年代，電纜故障測(cè)試普遍采用了閃測(cè)法測(cè)試，原理為脈沖反射法（也叫雷達(dá)法）。所用的儀器以電子管、晶體管電路為主，體積龐大。采用的顯示器先后有示波管型閃測(cè)儀、存貯示波管型閃測(cè)儀等等。到了上世紀(jì)九十年代以后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用，智能型電纜故障閃絡(luò)測(cè)試儀（閃測(cè)儀）開始投入使用，采用的測(cè)試原理依舊是脈沖反射法。采用的閃測(cè)儀從顯像管顯示到液晶顯示，普遍應(yīng)用單片機(jī)電路進(jìn)行控制，使電纜故障的粗測(cè)工作進(jìn)入到一個(gè)新高度。

    應(yīng)用脈沖反射法（也有叫沖閃法）的智能型閃測(cè)儀，是目前應(yīng)用范圍zui廣，市場(chǎng)保有量的電纜故障粗測(cè)儀器。例如北京供電系統(tǒng)，由于地埋電纜使用時(shí)間長(zhǎng)，電纜鋪設(shè)量大，應(yīng)用電纜故障測(cè)試儀的歷史也較長(zhǎng)，從1993年后10年間，購(gòu)買的單片機(jī)控制的、DTC系列探測(cè)儀的早期產(chǎn)品、TC系列大屏幕液晶顯示的電纜故障測(cè)試儀有50余套，幾乎每個(gè)供電部門都使用。并且在有些供電部門，把該類電纜故障測(cè)試儀的使用，作為電纜測(cè)試工種工考試必須掌握的技能，筆者曾多次對(duì)北京供電系統(tǒng)進(jìn)行過脈沖反射法電纜故障測(cè)試儀的技術(shù)培訓(xùn)。由于該類儀器應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)該類型的閃測(cè)儀的使用知識(shí)和使用經(jīng)驗(yàn)的培訓(xùn)資料及專著種類較多，有利于用戶及時(shí)掌握儀器的使用技巧。

脈沖反射法閃測(cè)儀的測(cè)試原理為：

    測(cè)量電纜故障時(shí)，電纜可視為一條均勻分布的傳輸線，根據(jù)傳輸線（長(zhǎng)線）理論，在電纜一端加脈沖電壓，則此脈沖按一定的速度 (決定于電纜介質(zhì)的介電常數(shù)和導(dǎo)磁系數(shù))沿線傳輸，當(dāng)脈沖遇到故障點(diǎn)(或阻抗不均勻點(diǎn))就會(huì)發(fā)生反射，用閃測(cè)儀記錄下發(fā)送脈沖和反射脈沖之間的傳輸時(shí)間△T，則可按已知的傳輸速度V來計(jì)算出故障點(diǎn)的距離Lx，Lx=V·△T/2，如圖1所示：

圖1 脈沖法測(cè)試原理圖

測(cè)全長(zhǎng)則可利用終端反射脈沖：L=V·T/2

同樣已知電纜全長(zhǎng)，可測(cè)出脈沖傳輸速度：V=2L/T

脈沖法測(cè)試分為低壓脈沖法和高壓脈沖法，二者測(cè)試原理是一樣的，只是產(chǎn)生脈沖的方式不一樣，智能型測(cè)試儀的故障距離計(jì)算是儀器自動(dòng)完成的。

（3）、二次脈沖法：二次脈沖法其基本原理還是脈沖反射法，是近幾年發(fā)展中的一種比較前沿的新的電纜故障粗測(cè)方法。其技術(shù)特點(diǎn)是：高阻故障呈現(xiàn)低壓脈沖短路故障波形特征，容易判讀。換句話講，就是在用高壓脈沖擊穿高阻故障的瞬間，給故障電纜發(fā)射低壓脈沖信號(hào)，用低壓脈沖短路故障波形測(cè)試電纜高阻故障。與傳統(tǒng)的測(cè)試方法相比,二次脈沖法的*之處，是將沖擊高壓閃絡(luò)法中的復(fù)雜波形簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的低壓脈沖短路故障波形。

    二次脈沖法的關(guān)鍵是要給閃測(cè)儀加一個(gè)高頻高壓數(shù)據(jù)處理器。從測(cè)試原理講，二次脈沖法的測(cè)試原理有其*性，但是其測(cè)試儀器相對(duì)復(fù)雜，儀器使用也較普通的閃測(cè)儀復(fù)雜。

2、電纜路徑探測(cè)方法介紹：

    采用電磁波進(jìn)行路徑探測(cè)，是一種很成熟的方法，實(shí)際應(yīng)用效果也很好。區(qū)別在于探測(cè)的電纜長(zhǎng)度、探測(cè)深度，信號(hào)頻率等各不相同。現(xiàn)在市場(chǎng)上大量應(yīng)用的路徑探測(cè)儀器，多為探測(cè)停電電纜，探測(cè)電纜長(zhǎng)度大于10Km，探測(cè)電纜深度大于2m，電磁波頻率1KHZ－20KHZ。如DTC系列電纜路徑探測(cè)儀，電磁波頻率為16KHz,路徑儀信號(hào)源發(fā)射峰值功率大于100W,即使電纜埋深2m,路徑儀接收信號(hào)仍然很大。

圖2 電纜周圍磁場(chǎng)分布及路徑探測(cè)原理示意圖

電纜路徑探測(cè)原理簡(jiǎn)介

    電纜故障探測(cè)儀尋測(cè)電纜路徑原理為：給被測(cè)試電纜加一電磁波信號(hào)，通過定點(diǎn)儀磁信號(hào)接收路徑信號(hào)尋測(cè)電纜路徑。根據(jù)電纜正上方地面接收電磁信號(hào)zui小的特點(diǎn)，可以準(zhǔn)確地找到電纜埋設(shè)位置。電纜周圍磁場(chǎng)分布及路徑探測(cè)原理如圖2所示：

3、電纜故障定點(diǎn)方法概述：

電纜故障定點(diǎn)方法有以下幾種：

（1）、聲測(cè)法：采用聲測(cè)法定點(diǎn)，是從過去到現(xiàn)在普遍采用電纜故障定點(diǎn)的方法。而且是zui為行之有效的方法。只不過采用的儀器從過去簡(jiǎn)單的聲電放大器，發(fā)展到了現(xiàn)在普遍使用的聲磁同步定點(diǎn)儀。聲測(cè)法定點(diǎn)對(duì)高壓電纜、低壓電纜、直埋電纜、電纜溝電纜等等均適用。

聲測(cè)法定點(diǎn)，是由高壓脈沖發(fā)生器對(duì)故障電纜放電，故障點(diǎn)產(chǎn)生電弧，并產(chǎn)生放電聲音，在電纜直埋情況下，產(chǎn)生地震波，定點(diǎn)儀的聲測(cè)探頭（聲音傳感器）揀拾地震波信號(hào)并放大后通過耳機(jī)或表頭輸出。通過大量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，地震波從電纜故障點(diǎn)傳到地面后，在2米的半徑以外很快衰減為很小，所以，用聲測(cè)法定點(diǎn)，我們用定點(diǎn)儀監(jiān)聽地震波時(shí)，一般是4m距離監(jiān)聽一次。當(dāng)監(jiān)聽到地震波時(shí)，說明故障點(diǎn)已經(jīng)在2m以內(nèi)，只要仔細(xì)找到聲音點(diǎn)即既可以找到故障點(diǎn)。

（2）、跨步電壓法：采用跨步電壓法定點(diǎn)，主要針對(duì)對(duì)電纜外護(hù)套絕緣有要求的外護(hù)套接地故障定點(diǎn)，現(xiàn)在對(duì)部分直埋的無(wú)鎧裝的低壓電纜、電線芯線接地故障、也可以采用跨步電壓法定點(diǎn)。

（3）、電磁法及音頻法：用電磁波定點(diǎn)或采用音頻法定點(diǎn)，即是利用電纜故障點(diǎn)前后電磁波信號(hào)或音頻信號(hào)的變化來確定故障點(diǎn)，從原理上講是可行的。但從目前情況看，還沒有性能可靠的，能實(shí)際應(yīng)用的定點(diǎn)儀?；蛘哒f，采用電磁波定點(diǎn)的定點(diǎn)儀仍舊在各科研機(jī)構(gòu)研發(fā)之中，還需實(shí)踐中進(jìn)一步驗(yàn)證提高，達(dá)到實(shí)際應(yīng)用水平。

（4）、聲磁同步法：是將聲測(cè)法與電磁波法綜合應(yīng)用，例如DTC系列聲磁同步定點(diǎn)儀，采用了聲測(cè)法定點(diǎn)與聲磁同步定點(diǎn)法相結(jié)合定點(diǎn)原理。聲測(cè)法定點(diǎn)時(shí)，定點(diǎn)儀聲表頭指示聲測(cè)探頭接收到的地震波，同時(shí)耳機(jī)也反映聲測(cè)探頭接收到的地震聲波。在故障點(diǎn)正上方，聲波信號(hào)，離開故障點(diǎn)，聲波信號(hào)減少，或者無(wú)聲波信號(hào)。聲磁同步法定點(diǎn)時(shí)，聲表頭反映聲測(cè)探頭接收到的地震聲波，磁表頭和耳機(jī)同時(shí)指示故障點(diǎn)放電時(shí)同步接收天線接收到的電磁波。當(dāng)聲測(cè)探頭放置在故障點(diǎn)上方時(shí)，定點(diǎn)儀二個(gè)表頭指示及耳機(jī)聲音同步。在未接收到聲波信號(hào)時(shí)，利用聲磁同步電磁波接收功能，能夠及時(shí)掌握球間隙放電節(jié)律，有利于在噪雜的環(huán)境中分辨出故障點(diǎn)微弱聲波信號(hào)。另外，聲磁同步定點(diǎn)儀可以將故障定點(diǎn)和電纜路徑探測(cè)工作同步進(jìn)行，大大提高故障定點(diǎn)效率。

采用聲磁同步技術(shù)的定點(diǎn)儀，是目前應(yīng)用zui廣的電纜故障定點(diǎn)儀。

（5）、磁場(chǎng)預(yù)定點(diǎn)技術(shù)：電纜故障磁場(chǎng)預(yù)定點(diǎn)技術(shù)的原理為：通過高壓直流脈沖發(fā)生器，使電纜的故障點(diǎn)產(chǎn)生電弧，在電弧存在期間，向電纜注入音頻信號(hào)。此音頻信號(hào)在電纜故障點(diǎn)，被電弧短路，不再繼續(xù)向電纜終端傳播。采用的接收機(jī)，接收電纜輻射出的音頻電磁波信號(hào)，通過比較故障點(diǎn)前后的音頻電磁波幅值大小的變化，判斷接收機(jī)位于故障點(diǎn)之前或之后，從而達(dá)到快速預(yù)定點(diǎn)的目的。

電纜故障磁場(chǎng)預(yù)定點(diǎn)技術(shù)，是一種較新的故障定點(diǎn)手段，其概念的提出時(shí)間較短，儀器的研發(fā)和儀器使用時(shí)間也較短。故障預(yù)定點(diǎn)后，我們?nèi)孕枰M(jìn)行故障點(diǎn)的定點(diǎn)，然后才能開挖。

二、各類電纜故障測(cè)試儀的組成、測(cè)試原理及特點(diǎn)簡(jiǎn)介

1、單片機(jī)控制的電纜故障測(cè)試儀

傳統(tǒng)的電纜故障測(cè)試儀，有的廠家叫電纜故障探測(cè)儀，或者叫電纜故障檢測(cè)儀，其實(shí)都是同一類儀器，其一般的組成為：

①、傳統(tǒng)形式：采用閃測(cè)儀、路徑儀、定點(diǎn)儀三件分立的形式。其裝箱方式一般為：電纜故障閃絡(luò)測(cè)試儀獨(dú)立裝箱，電纜故障定點(diǎn)儀、電纜路徑探測(cè)信號(hào)源及其它附件一塊裝箱，即二箱三件式。由于故障測(cè)試時(shí)，閃測(cè)儀、定點(diǎn)儀使用頻率髙，路徑儀使用頻率低，所以，三件獨(dú)立配置有其合理性，功能分解清晰，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修使用方便。

②、采用閃測(cè)儀、路徑儀合二為一組合、定點(diǎn)儀獨(dú)立配置形式。這種配置一般是兩箱兩件式，功能與種配置基本相同。其優(yōu)點(diǎn)為少了一個(gè)部件，某種程度上可以說使用方便。其缺點(diǎn)為，由于路徑儀信號(hào)源使用功率較大的器件，其使用頻率并不髙，所以，這種配置增加了閃測(cè)儀的復(fù)雜性，使閃測(cè)儀的故障率提高，維修相對(duì)變的復(fù)雜。

其測(cè)試原理為：閃測(cè)儀為脈沖反射法，路徑儀采用電磁波測(cè)試zui小點(diǎn)方法，定點(diǎn)儀用聲測(cè)法定點(diǎn)。另外，大部分廠家的定點(diǎn)儀采用聲磁同步方式，定點(diǎn)儀既能進(jìn)行故障聲測(cè)定點(diǎn)，也能用于電纜路徑測(cè)試時(shí)做為路徑信號(hào)接收機(jī)使用。例如電纜故障測(cè)試儀，其配套的定點(diǎn)儀，采用聲磁同步方式，可以用聲測(cè)法進(jìn)行故障定點(diǎn)，其故障定點(diǎn)時(shí)采用表頭、耳機(jī)同時(shí)接收顯示方式，極為方便。也可以作路徑信號(hào)接收機(jī)使用，可以接收路徑儀信號(hào)源發(fā)出的路徑信號(hào)，也可以接收電纜故障定點(diǎn)時(shí)的高壓脈沖電磁波信號(hào)，是真正的一機(jī)多用。

單片機(jī)控制的大屏幕液晶顯示電纜故障測(cè)試儀特點(diǎn)：

(1)、可靠性髙：因?yàn)殚W測(cè)儀軟件固化，不會(huì)存在軟件故障，操作失誤時(shí)，可以復(fù)位重來，整個(gè)過程只需幾秒鐘時(shí)間。

(2)、測(cè)試快速：帶直流電源供電的單片機(jī)控制的閃測(cè)儀，到現(xiàn)場(chǎng)幾分鐘內(nèi)就能完成測(cè)試電纜全長(zhǎng)及傳輸速度、電纜短路故障、電纜斷線故障任務(wù)。

(3)、故障率低：因?yàn)槭菧y(cè)試儀器，不會(huì)用作為其他用途，所以單片機(jī)控制閃測(cè)儀就不容易出故障，這一點(diǎn)對(duì)電纜維修用戶是十分必要的。

單片機(jī)控制的閃測(cè)儀其缺點(diǎn)為數(shù)據(jù)存貯量小。一般只存貯兩組波形，但是對(duì)儀器使用者來說，一般用同屏幕兩組波形對(duì)比（即用好相的低壓脈沖法全長(zhǎng)測(cè)試波形及故障相的高壓沖閃法測(cè)試波形進(jìn)行對(duì)比）已經(jīng)足夠了。

2、筆記本型電纜故障測(cè)試儀：

筆記本型電纜故障測(cè)試儀，作為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的一個(gè)典型應(yīng)用，在技術(shù)上無(wú)疑是進(jìn)步。計(jì)算機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存貯處理功能，網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸功能，方便的信息管理功能，給電纜故障測(cè)試儀儀器提供了一個(gè)更好的平臺(tái)，使用好了，無(wú)疑是會(huì)對(duì)提高測(cè)試水平起到一個(gè)事半功倍的推動(dòng)作用。但是，任何事情都有兩個(gè)方面，筆記本電纜故障測(cè)試儀也有它的固有缺點(diǎn)，在某些環(huán)境、某些場(chǎng)合下、它的使用確實(shí)不如用單片機(jī)控制的液晶顯示的電纜故障測(cè)試儀來得方便。

(1)、筆記本電腦電纜故障測(cè)試儀的組成形式：

目前市場(chǎng)上流行的筆記本電纜故障測(cè)試儀，其核心是閃測(cè)儀不同，定點(diǎn)儀、路徑儀與一般的電纜故障測(cè)試儀相同，測(cè)試原理也相同，它有以下幾種形式：

①、閃測(cè)儀采用一個(gè)筆記本數(shù)據(jù)采集器，定點(diǎn)儀、路徑儀獨(dú)立裝箱使用，即兩箱一包式、或一箱一包式，這種形式的閃測(cè)儀，*靠筆記本電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和操作，對(duì)電腦依賴性zui髙，電腦出了任何問題，都會(huì)直接影響測(cè)試儀使用。

②、閃測(cè)儀采用將筆記本數(shù)據(jù)采集器及路徑儀信號(hào)源合二為一的形式。定點(diǎn)儀獨(dú)立裝箱。一般為兩箱一包式。這種配置，與種配置一樣，故障粗測(cè)*依賴于筆記本電腦。

③、閃測(cè)儀有獨(dú)立的操作和顯示系統(tǒng)，閃測(cè)儀上面有筆記本電腦接口。路徑儀、定點(diǎn)儀獨(dú)立裝箱。這種配置，筆記本作為輔助測(cè)試儀器，可有可無(wú)。一般情況下，用戶很少使用筆記本來測(cè)試，因?yàn)橛脝纹瑱C(jī)系統(tǒng)來測(cè)試故障方便快捷，所以這種配置只增加了儀器的復(fù)雜性和成本，實(shí)際意義不大。

④、閃測(cè)儀采用電腦主板，顯示器用液晶顯示器，這種閃測(cè)儀，實(shí)質(zhì)上與單片機(jī)控制的閃測(cè)儀性能基本相似。由于使用電腦主板，其數(shù)據(jù)存貯容量比使用單片機(jī)的閃測(cè)儀大。另外，有的閃測(cè)儀可以帶軟驅(qū)，USB接口等等，與筆記本電腦通信比較方便。但是這種閃測(cè)儀，也有與筆記本閃測(cè)儀同樣有的缺點(diǎn)，使用相對(duì)變的復(fù)雜一些。

(2)、筆記本電腦故障測(cè)試儀使用中的問題：

筆記本閃測(cè)儀，從其設(shè)計(jì)的技術(shù)角度說，應(yīng)該說是比較*的，使用也不會(huì)存在大的問題，但針對(duì)不同使用單位和使用現(xiàn)場(chǎng)，其缺點(diǎn)也十分明顯：

①、現(xiàn)場(chǎng)使用不夠快捷：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)，閃測(cè)儀一般只用短短幾分鐘時(shí)間就結(jié)束。但使用用筆記本電腦，從電腦開機(jī)到運(yùn)行程序、本身的過程就比較長(zhǎng)，加上筆記本電源問題、閃測(cè)儀數(shù)據(jù)采集器電源問題、電腦死機(jī)問題、耗用的時(shí)間就更長(zhǎng)。

②、電腦的可靠性問題：由于筆記本本身是通用的辦公設(shè)備，所以用戶購(gòu)買后，一般會(huì)將配用的筆記本電腦用作其他用途，這樣，我們使用電腦時(shí)遇到的問題，在故障測(cè)試時(shí)都會(huì)遇到。例如：病毒感染問題、操作系統(tǒng)及軟件問題。不管是什么問題，都會(huì)影響用戶進(jìn)行故障測(cè)試，讓用戶以為儀器有故障（其實(shí)大多時(shí)間是因?yàn)楣P記本電腦有問題）。

③、軟件可靠性問題：應(yīng)該說，大部分廠家的筆記本軟件，軟件本身沒有多大問題。但是也有部分廠家，軟件設(shè)計(jì)不夠完善，結(jié)果為閃測(cè)儀前端（數(shù)據(jù)采集器）要挑選電腦（通用性不好），這個(gè)電腦能用，換個(gè)電腦又不能用。有些廠家的閃測(cè)儀軟件只能在筆記本系統(tǒng)盤（C盤）安裝，這樣，當(dāng)電腦被用戶使用一段時(shí)間后，操作系統(tǒng)出了問題，筆記本程序就無(wú)法正常使用，只有重新安裝操作系統(tǒng)及軟件才行。

④、顯示問題：筆記本電腦閃測(cè)儀還有一個(gè)較大的缺陷就是，在室外工作時(shí)，尤其是有日光時(shí)，筆記本的顯示成為很大問題，這給用戶會(huì)帶來很大不便。

總之，用筆記本電腦閃測(cè)儀，對(duì)于大部分供電維修使用人員而言，是不太適應(yīng)的。因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在還不能做到所有電纜故障維修人員都是電腦方面的專家，可以自己安裝操作系統(tǒng)和軟件、自己解決電腦所有故障。用戶使用儀器時(shí)，電腦出了故障，儀器就不能正常使用，會(huì)給用戶解決電纜故障造成很大問題。

另外，針對(duì)廠家宣傳的電纜測(cè)試管理功能，從實(shí)際使用情況看，用戶很少使用?，F(xiàn)在縣一級(jí)以上的供電局，都有自己的內(nèi)部管理網(wǎng)絡(luò)，所以筆記本電腦設(shè)計(jì)的管理功能，實(shí)際很少發(fā)揮作用。用戶購(gòu)買儀器、主要是為了解決電纜故障。

3、中低壓電纜故障測(cè)試儀

中低壓電纜故障測(cè)試，按測(cè)試原理的不同分為三種：一是用脈沖反射法測(cè)試原理進(jìn)行故障粗測(cè)，采用比較特殊的高壓附件配套進(jìn)行故障定點(diǎn)，例如用的電壓等級(jí)較低的高壓測(cè)試電源，采用大容量的脈沖電容器等等，這與傳統(tǒng)的電纜故障測(cè)試儀基本一樣；二是用跨步電壓測(cè)試法進(jìn)行故障測(cè)試；三是用電橋測(cè)試原理進(jìn)行測(cè)試?，F(xiàn)在市場(chǎng)上流通的中低壓電纜檢測(cè)儀，大部分是完成電纜故障粗測(cè)功能。其原理一般是采用電橋法，只不過是現(xiàn)在已經(jīng)采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，采用的是智能電橋。有低壓電橋、高壓電橋等等。有些儀器還采用了超高壓數(shù)字電橋原理。給故障點(diǎn)加的電壓一般為200V以上，可以加到20KV。對(duì)于故障電阻較低的(電阻小于600MΩ)電纜故障。用中低壓電纜檢測(cè)儀可以粗測(cè)故障距離。

應(yīng)用范圍：適用于故障電阻值不高的泄漏性故障測(cè)試。一般用于6000V以下等級(jí)的電纜故障測(cè)試<故障距離粗測(cè)>。

優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于適應(yīng)測(cè)試的電纜故障，其使用簡(jiǎn)單，對(duì)使用人員的技術(shù)要求不高。即“傻瓜”式測(cè)試。另外，對(duì)于有些故障點(diǎn)，如有些電纜接頭故障，由于故障點(diǎn)爬電距離長(zhǎng)，不能形成“閃絡(luò)”放電的故障，由于無(wú)法用脈沖反射法（閃測(cè)法）進(jìn)行故障距離粗測(cè)，采用電橋法測(cè)試就有其*性。

缺點(diǎn)：只能測(cè)中低壓電纜的泄漏性故障，對(duì)于高壓電纜的大部分高電阻故障、閃絡(luò)性故障、斷線故障、以及不知道電纜全長(zhǎng)的故障無(wú)法直接進(jìn)行測(cè)試。

4、直埋電纜故障測(cè)試儀

直埋電纜，絕大部分故障用傳統(tǒng)的電纜故障測(cè)試儀都能完成的工作，直接以電纜鋪設(shè)方式命名儀器名稱，是由于采用的故障測(cè)試原理不同。一般情況下，直埋電纜故障測(cè)試儀采用的故障定點(diǎn)方法是跨步電壓法，其工作原理為：給接地電纜電線施加一固定電壓信號(hào)，在接地點(diǎn)周圍地面就形成電場(chǎng)，離故障點(diǎn)越近，相同距離間電位差越大，反之亦然。根據(jù)這一原理，就能找到接地故障點(diǎn)。

故障距離的粗測(cè)可以采用脈沖反射法，也可以采用電橋法，就看生產(chǎn)廠家怎么配套。我們一般說的直埋電纜故障測(cè)試儀就是一套跨步電壓定點(diǎn)系統(tǒng)，包含電壓發(fā)射機(jī)和跨步電壓接收機(jī)兩部分，不含故障粗測(cè)和路徑測(cè)試功能。

對(duì)接地電阻很小的地埋電纜電線故障，用直埋電纜故障測(cè)試儀能夠達(dá)到測(cè)試目的。但用這種儀器檢測(cè)地埋電纜電線故障，其局限性也非常大。因?yàn)殡娎|故障中，大部分故障點(diǎn)處接地電阻非常高，通常阻值較低的為幾十千歐，阻值高的達(dá)幾兆甚至幾百兆歐。因此，用該類儀器排除高阻故障效率較低，誤判率較高、儀器使用局限性較大。

5、路燈電纜故障測(cè)試儀

路燈電纜故障測(cè)試儀，其實(shí)質(zhì)是解決低壓電纜測(cè)試問題。其測(cè)試方法分為跨步電壓法、以及采用電磁波定點(diǎn)兩種，適用于測(cè)試路燈電纜故障、直埋電纜故障、直埋光纜對(duì)地絕緣故障、交聯(lián)電纜外護(hù)套故障、地埋線電纜故障等等。就其測(cè)試原理講，實(shí)際上與直埋電纜故障測(cè)試儀是相同的。

6、礦井用電纜故障測(cè)試儀

礦井電纜，與其它電纜并沒有實(shí)質(zhì)的不同，只是儀器的使用環(huán)境條件不一樣，所以對(duì)儀器有與其它電纜不一樣的要求。例如煤礦電纜可能不能采用高壓沖閃法進(jìn)行測(cè)試，有些礦井使用高壓儀器不方便等等。目前市場(chǎng)上的礦井電纜故障測(cè)試儀，有的用脈沖反射法直接進(jìn)行測(cè)試，可以測(cè)試短路、斷線故障；有的采用智能電橋測(cè)試原理進(jìn)行測(cè)試，可以測(cè)試故障點(diǎn)阻值不太高的泄漏性高阻故障；有的是脈沖反射法和電橋法同時(shí)采用，使用范圍就更廣泛一些。

通過以上介紹，我們可以看到，盡管儀器的種類名稱不一樣，其測(cè)試原理其實(shí)就那么幾種，儀器名稱不同，主要是生產(chǎn)廠家按使用對(duì)象不同，從市場(chǎng)營(yíng)銷的需要給儀器命名。作為儀器使用者，不要看儀器叫什么名稱，主要要了解儀器是采用什么測(cè)試原理，從而確定是否能滿足需要。

三、電纜故障測(cè)試儀高壓配套附件簡(jiǎn)介

高壓測(cè)試附件，是電纜故障測(cè)試時(shí)*的，一般有一下幾種：

(1)、分立高壓脈沖測(cè)試配套附件簡(jiǎn)介

高壓試驗(yàn)變壓器：高壓閃絡(luò)測(cè)試時(shí)，使用的高壓試驗(yàn)變壓器功率1.5—5KW，輸出電壓0—70KV（直流），交直流兩用（用直流功能）。需要注意的是，要用線圈鐵芯型的變壓器，不能用可控硅型直流高壓發(fā)生器。

操作箱：高壓試驗(yàn)操作箱與高壓試驗(yàn)變壓器配套,一般需要輸出交流0—50KV，直流0—70KV電壓、輸出功率1.5－5KW、具有20A過流保護(hù)功能或者能將過流保護(hù)功能關(guān)斷。

高壓脈沖電容器：高壓測(cè)試時(shí)，對(duì)于高壓電纜推薦使用耐壓20－40KV，容量1.5—2цF電容，對(duì)低壓電纜測(cè)試，可使用耐壓大于10KV、容量6—8цF高壓脈沖電容器。

分立式高壓附件的優(yōu)點(diǎn)是：價(jià)格低，三件全套8000元－15000元；安全性可靠性高；可以一機(jī)多用，靈活運(yùn)用。缺點(diǎn)為接線稍為多一些。

(2)、一體化高壓脈沖測(cè)試電源簡(jiǎn)介

一體化高壓脈沖測(cè)試電源，輸出電壓與分立型基本相同，有兩種形式，一是將高壓試驗(yàn)變壓器，操作箱做成一體，高壓脈沖電容器另外接；二是將高壓試驗(yàn)變壓器，操作箱、高壓脈沖電容器做成一體。為了操作安全，控制一般做成線控或遙控的，也有直接操作的。

一體化高壓脈沖測(cè)試電源的優(yōu)點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)接線少，用戶感覺使用簡(jiǎn)單。但其價(jià)格也較高，一般為25000－35000元，儀器單件重量也較重。另外，高壓器件集成到一塊，故障率相對(duì)分立型較高，維修不便。

(3)、一體化低壓脈沖測(cè)試電源簡(jiǎn)介

一體化低壓脈沖測(cè)試電源，輸出電壓一般為直流10KV,功率小于1KVA。主要功能是測(cè)試低壓電纜故障時(shí)做為高壓脈沖電源使用。有的可以做為交聯(lián)電纜外護(hù)套故障測(cè)試儀的跨步電壓發(fā)生器使用，或者作為交聯(lián)電纜外護(hù)套耐壓檢測(cè)儀使用，也可以做為一部分高壓電纜高壓脈沖測(cè)試電源使用（故障電阻不高時(shí)）。

一體化低壓脈沖測(cè)試電源，做為電源設(shè)計(jì)，價(jià)格一般在20000元以內(nèi)，其各個(gè)生產(chǎn)廠家的儀器名稱不盡相同，使用者主要要看儀器技術(shù)參數(shù)，判斷能否滿足測(cè)試需要。

四．電纜故障測(cè)試儀選購(gòu)知識(shí)介紹

1、選購(gòu)電纜故障測(cè)試儀器的一般要求

選購(gòu)怎樣類型的電纜故障測(cè)試儀，首先要看使用單位的具體要求，對(duì)儀器有沒有特殊要求。一般而言，如果以前沒有購(gòu)買和使用過同類儀器，電纜種類是高壓電纜、低壓電纜都有，電纜鋪設(shè)方式是直埋、電纜溝，架空等等方式共存，對(duì)儀器也沒有什么特殊的要求，推薦選用具有故障距離粗測(cè)、電纜路徑探測(cè)、故障點(diǎn)定點(diǎn)三種功能完整配套的電纜故障測(cè)試儀。具體要求為：故障點(diǎn)粗測(cè)儀（閃測(cè)儀）具有低壓脈沖測(cè)試電纜長(zhǎng)度功能和沖閃法測(cè)試高阻故障功能；故障定點(diǎn)儀具有聲測(cè)法定點(diǎn)功能，具有聲磁同步測(cè)試定點(diǎn)功能；路徑測(cè)試儀要能夠測(cè)試直埋深度2米電纜的路徑，測(cè)試距離zui少大于5Km。

對(duì)于已經(jīng)購(gòu)買和使用了上面智能型電纜故障測(cè)試儀的用戶，再次購(gòu)買時(shí)，可以購(gòu)買功能改進(jìn)型同類儀器，這樣使用就更熟練。也可以按單位具體情況購(gòu)買其他測(cè)試原理的測(cè)試儀，例如電纜溝鋪設(shè)的電纜較多，就可以購(gòu)買高壓智能電橋測(cè)試儀，測(cè)試故障距離后直接打開電纜溝查找，就能直接發(fā)現(xiàn)鎧裝損壞的開放型電纜故障點(diǎn)。如果直埋電纜較多，電纜較新，可以購(gòu)買用跨步電壓測(cè)試原理的測(cè)試儀。如果資金允許，不同類型的測(cè)試儀都可以購(gòu)買，然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活使用。

對(duì)于使用范圍很單純的用戶，如路燈管理部門，可以購(gòu)買路燈電纜測(cè)試儀，但是要注意，購(gòu)買的儀器是脈沖法測(cè)試、電橋法測(cè)試功能都有才行，故障定點(diǎn)也要跨步電壓法、聲測(cè)法都有才能完成絕大部分路燈故障點(diǎn)測(cè)試工作。

對(duì)于電纜芯線斷線、電纜電線外護(hù)套（外皮）沒有損傷的故障，無(wú)法用電橋法測(cè)試故障距離，也無(wú)法用跨步電壓法定點(diǎn)；對(duì)于電纜外護(hù)套多處有破損的電纜，即使電纜直埋，并且是接地故障，也不能用跨步電壓法定點(diǎn)。

2、單片機(jī)型閃測(cè)儀與筆記本電腦型閃測(cè)儀

兩種閃測(cè)儀都用脈沖反射法測(cè)試原理，功能上是基本相同的。使用什么樣的閃測(cè)儀，主要看使用單位的愛好。如果使用單位使用人員的技術(shù)水平較高，對(duì)計(jì)算機(jī)使用很熟練，電纜故障又不是很多，可以購(gòu)買筆記本型閃測(cè)儀。如果對(duì)解決故障速度要求很高，儀器使用頻繁，使用人員較多，可以購(gòu)買單片機(jī)型閃測(cè)儀。筆記本型閃測(cè)儀優(yōu)點(diǎn)是功能多，波形存貯量大，并且能做辦公管理用。單片機(jī)型閃測(cè)儀的優(yōu)點(diǎn)是使用簡(jiǎn)單快速，故障率小。

根據(jù)筆者多年的使用經(jīng)驗(yàn)，電纜故障測(cè)試儀在各個(gè)供電部門都是專機(jī)專人的，用戶購(gòu)機(jī)，就是為了快速解決電纜故障，而筆記本電腦的電纜管理功能，很少有單位使用，大部分使用單位，會(huì)將儀器配用的筆記本電腦用作娛樂或其他用途，這樣，就很難保證筆記本電腦測(cè)試程序始終保持完好狀態(tài)，也就很難做到電纜隨時(shí)有故障，電纜故障測(cè)試儀隨時(shí)能完好使用。所以，筆者推薦使用單片機(jī)型或者工業(yè)PC機(jī)型閃測(cè)儀。

3、閃測(cè)儀的分辨率與采用頻率

分辨率做為閃測(cè)儀的一項(xiàng)重要指標(biāo)，主要是與儀器的采用頻率有關(guān)系的。一般人認(rèn)為，分辨率是越高越好，采樣頻率也是越高越好。例如：油浸紙電纜，在25MHz的采樣頻下率，閃測(cè)儀的分辨率為3.2米/點(diǎn)，在50MHz的采樣頻率下，閃測(cè)儀的分辨率為1.6米/點(diǎn)。但是，追求更高的采用頻率和分辨率，對(duì)測(cè)試通信電纜有用，對(duì)測(cè)試電力電纜意義不是很大。電力電纜用聲測(cè)法故障定點(diǎn)時(shí)，地震波的測(cè)試范圍為4米左右，所以閃測(cè)儀的分辨率在3－4米就能滿足需要了。

我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試故障時(shí)，閃測(cè)儀只要測(cè)試大概的故障距離就行了，主要的工作是完成故障點(diǎn)定點(diǎn)工作。很少有在現(xiàn)場(chǎng)按粗測(cè)距離用皮尺丈量進(jìn)行故障定點(diǎn)的，所以，過分強(qiáng)調(diào)粗測(cè)誤差到幾米甚至是零點(diǎn)幾米，實(shí)際上是對(duì)電纜故障的測(cè)試原理和測(cè)試過程不夠了解，有時(shí)是廠家誤導(dǎo)用戶。

4、傻瓜式測(cè)試與故障波形分析及測(cè)試經(jīng)驗(yàn)得到積累

對(duì)于沒有電纜故障測(cè)試經(jīng)驗(yàn)的用戶，選購(gòu)儀器時(shí)，很想購(gòu)買使用簡(jiǎn)單的傻瓜式儀器，想法其實(shí)沒有錯(cuò)，能夠有傻瓜式儀器，誰(shuí)都樂意使用。目前市場(chǎng)上確實(shí)有宣稱是傻瓜式或者一鍵測(cè)試型電纜故障測(cè)試儀，但是對(duì)測(cè)試的故障類型和范圍都有嚴(yán)格要求（一般為短路、斷線或者泄漏性低阻故障）。有一點(diǎn)使用者必須明白:電纜故障類型很多，沒有任何一種儀器可以包醫(yī)百病。

所以，對(duì)于儀器使用者來講，儀器的使用學(xué)習(xí)是很重要的。對(duì)于脈沖反射法測(cè)試原理的閃測(cè)儀，學(xué)習(xí)測(cè)試波形分析的方法，多進(jìn)行測(cè)試經(jīng)驗(yàn)的積累，多向有經(jīng)驗(yàn)的師傅請(qǐng)教，才能使用好儀器，快速解決電纜故障。

5、傳統(tǒng)測(cè)試方法與前沿新技術(shù)的應(yīng)用

購(gòu)買使用面廣，性能可靠的測(cè)試儀，是一般用戶的。有條件時(shí)，可以購(gòu)買使用采用比較前沿新方法技術(shù)的測(cè)試儀，如二次脈沖閃測(cè)儀、電磁波預(yù)定點(diǎn)儀等等。任何新技術(shù)的使用和發(fā)展，都是在科研開發(fā)機(jī)構(gòu)和使用單位的共同努力下逐步完成的。

6、國(guó)產(chǎn)測(cè)試儀與進(jìn)口測(cè)試儀

電纜故障測(cè)試儀的測(cè)試方法作為一種很成熟的技術(shù)，從技術(shù)和使用效果看，國(guó)產(chǎn)的和進(jìn)口的儀器沒有實(shí)質(zhì)的差別。國(guó)產(chǎn)儀器價(jià)格低，服務(wù)和維修方便。進(jìn)口儀器生產(chǎn)工藝完善，外觀精致，但是價(jià)格較國(guó)產(chǎn)同類儀器高，維修和服務(wù)相對(duì)不便。

7、電纜故障測(cè)試車

將電纜故障測(cè)試用的各種儀器有機(jī)配套起來，采用電纜測(cè)試車的形式，在國(guó)內(nèi)大型供電系統(tǒng)已經(jīng)有不少應(yīng)用。它的全功能、機(jī)動(dòng)性優(yōu)勢(shì)是不言而寓的。但是，測(cè)試車價(jià)格高，在有些場(chǎng)合由于車無(wú)法進(jìn)入，使用并不方便。根據(jù)筆者觀察，購(gòu)買測(cè)試車的許多用戶，同時(shí)配套了傳統(tǒng)的分開配置的電纜故障測(cè)試儀，然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定用什么儀器來測(cè)試故障。

五、電纜故障測(cè)試步驟及測(cè)試時(shí)注意問題

1、高壓電纜故障測(cè)試的基本步驟

電纜故障測(cè)試的基本步驟：一般來說，按以下步驟測(cè)試：

(1)、搞清楚故障產(chǎn)生的原因及電纜基本情況，例如是運(yùn)行產(chǎn)生故障還是預(yù)試產(chǎn)生故障，是新電纜還是運(yùn)行時(shí)間很長(zhǎng)的電纜，電纜的大概長(zhǎng)度，電纜中間有沒有接頭，電纜以前有沒有出現(xiàn)過故障，電纜是直埋還是在電纜溝鋪設(shè)，以及電纜類型等等。
(2)、一定要搞清楚，電纜兩端必須與其它線路斷開，確保電纜無(wú)電，電纜周圍環(huán)境處于安全狀態(tài)。
(3)、測(cè)試人員必須注意，每次與電纜接線前，將電纜各相線與地用短路線連接放電，放電時(shí)必須先將短路線一端接地，另一端分別接電纜各相線放電。對(duì)于其它電器，例如電容器，試驗(yàn)變壓器等，接線及去掉連接線前也要注意先放電，后接線?？傊?，要形成操作習(xí)慣，不怕麻煩，每次操作前，先注意操作電器有無(wú)與電路連接，先放電再操作。
(4)、測(cè)試時(shí)，先用閃測(cè)儀低壓脈沖功能，對(duì)電纜各相分別進(jìn)行全長(zhǎng)測(cè)試，看三相對(duì)鎧裝測(cè)試時(shí)，測(cè)試波形是否一致。對(duì)大部分高阻故障，各相測(cè)試波形是一致的。對(duì)低阻故障以及存在斷相故障的高阻故障，故障相測(cè)試波形與測(cè)試的電纜全長(zhǎng)就不一致，這樣就可以直接用低壓脈沖測(cè)試出故障距離。
（5）、用高壓閃絡(luò)法測(cè)試時(shí)，不管電纜故障是高阻故障，還是低阻故障，均可用高壓沖閃法進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于用低壓脈沖能夠直接測(cè)試出故障距離的低阻或斷線故障，一般也要用高壓沖閃進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)試及故障點(diǎn)的定點(diǎn)。
高壓閃絡(luò)法測(cè)試時(shí)，要注意，不管電纜是單相故障還是多相有故障，對(duì)一根故障相測(cè)試時(shí)，其它的電纜相線要與電纜鎧裝短路，以減少其它電纜的干擾，提高測(cè)試精度。
（6）、高壓閃絡(luò)法測(cè)試完畢，確定了故障距離，就可以進(jìn)行故障定點(diǎn)。采用聲磁同步定點(diǎn)儀時(shí)，故障定點(diǎn)與路徑探測(cè)工作可以同步進(jìn)行。

2、注意測(cè)試安全問題

故障測(cè)試安全問題分為測(cè)試人員安全及設(shè)備安全。測(cè)試人員安全要注意儀器的接地和放電，設(shè)備安全主要是正確接線，除了按說明書要求操作外，注意理解下面幾點(diǎn)：

(1)、“一點(diǎn)接地”與“多點(diǎn)分開接地”：閃測(cè)儀高壓沖閃法測(cè)試時(shí)，要求高壓回路一點(diǎn)接地，即高壓試驗(yàn)變壓器、電容器的接地端直接連到電纜鎧裝（鎧裝要接地），要用zui短的線直接接鎧裝，不要連線過長(zhǎng)，這主要是為了保證測(cè)試波形的標(biāo)準(zhǔn)，便于分析。對(duì)于操作箱、閃測(cè)儀等我們要直接操作的儀器，保護(hù)接地線可以另外用連線接地，一般不要與高壓接地線連接在一起，這樣就能保證高壓接地線萬(wàn)一沒有接好地時(shí)，操作人員的安全。

(2)、安全放電問題：高壓沖閃法測(cè)試時(shí)，主要放高壓脈沖電容器和測(cè)試電纜的高壓電。要用帶電阻的放電棒放電。用接地絕緣棒直接放電，沖擊電流過大，會(huì)影響高壓脈沖電容器的使用壽命。

(3)、直流供電：用帶直流供電功能的閃測(cè)儀，測(cè)試時(shí)盡量用直流供電進(jìn)行高壓測(cè)試，這樣可以防止高壓沖擊電流通過交流電源線對(duì)閃測(cè)儀的沖擊。

六、電纜故障測(cè)試儀的保養(yǎng)和維修

1、儀器的日常保養(yǎng)維護(hù)一般要求

電纜故障測(cè)試儀做為一種高科技儀器，在維修儀器中，幾萬(wàn)到十幾萬(wàn)的價(jià)格也算是比較精密的儀器，一般用戶都很愛護(hù)，是專人包管，專人使用。但也不用過分小心，現(xiàn)在的儀器一般是很耐用的，只要使用時(shí)注意使用方法，不要意外摔碰，是不會(huì)損壞的。帶液晶顯示的儀器，不要外力碰壓液晶屏；帶顯象管的儀器，整機(jī)要輕拿輕放；儀器的探頭、探棒等附件，使用完畢要擦干凈泥土，防止外殼生銹；儀器的各種測(cè)試線，使用完畢要盤放整齊，不要搞成一團(tuán)，以免下次使用時(shí)生拉硬扯造成故障。需要說明的是，儀器的正常通電學(xué)習(xí)，模擬及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，不會(huì)對(duì)儀器壽命有影響，所以使用者應(yīng)該多學(xué)習(xí)，多測(cè)試，以便提高測(cè)試技能。

2、帶直流供電測(cè)試儀器的保養(yǎng)

對(duì)與帶直流供電的儀器，如果是干電池供電的，要定期更換電池，防止電池漏液損壞儀器；如果是充電電池供電，長(zhǎng)期不用時(shí)，存放前一般要給電池充足電，并且放3個(gè)月左右就重新給儀器充電；用鉛酸電池供電的，注意不要使用時(shí)把電池電量用完，以免電池?zé)o法再充電。

3、電纜故障測(cè)試儀器的維修

電纜故障測(cè)試儀的維修工作，主要由生產(chǎn)廠家來負(fù)責(zé)?，F(xiàn)在的工業(yè)用儀器，廠家為了技術(shù)保密，一般不向用戶提供詳細(xì)的技術(shù)圖紙，給用戶維修工作造成不便。但是為了方便用戶的使用和維修，只要用戶有要求，生產(chǎn)廠家一般都會(huì)向用戶提供維修用的相關(guān)圖紙，這樣對(duì)雙方都有利。

用戶使用中發(fā)生的儀器故障，大部分是很簡(jiǎn)單的小毛病，用戶自己動(dòng)手就能排除，例如電池電量不足，對(duì)比度顯示電位器調(diào)整不當(dāng)造成儀器不顯示，脈沖幅度控制電位器及脈沖寬度控制開關(guān)調(diào)整不當(dāng)，造成的儀器不采樣或采樣波形無(wú)法識(shí)別，測(cè)試線的接頭斷裂，對(duì)儀器各種功能的認(rèn)識(shí)不清造成的使用問題等等，用戶只要認(rèn)真對(duì)照說明書操作，或者通過、網(wǎng)絡(luò)等方式向生產(chǎn)廠家的工程師咨詢，都會(huì)順利地解決。只有確認(rèn)發(fā)生了比較嚴(yán)重的硬件故障，如儀器遭受外力嚴(yán)重撞擊、高壓電擊、儀器內(nèi)部進(jìn)水、遭受高溫甚至內(nèi)部元件燒壞冒煙等等，一般需要生產(chǎn)廠家維修。