电力电缆故障测试技术系列讲座（8）

（五） 电桥法

电桥法是一种传统的对低阻故障行之有效的一种方法。操作相对简单，精度也较高。但由于电桥电压和检流计灵敏度的限制，此法仅适用于直流电阻小于100K欧姆的低阻泄漏故障，而且要求电缆必须有一根以上的好相才行。对高阻故障，断路故障和三相均有泄漏的故障电缆则无能为力。

测试电路和故障距离表达公式等效电路和线路连接如图：
根据电桥平衡原理和公式推导，电缆故障距离可由下式计算：

由上述电桥测试原理可知，要精确测定故障距离，需人工调节R2(精密电阻箱)的阻值，在电桥平衡时算出比例系数K，并将已知电缆全长数的阻值，在电桥平衡时算出比例系数K，并将比例系数K代入公式便能求得故障距离。

七、电缆故障点的精测方法（故障点的精确定位）

电缆故障定点是在解决了电缆故障距离粗测及路径探测后的所要做的工作，测距技术是整个电缆故障测试中的关键，但由于电缆铺设中的变化性（余缆盘园等原因），因此测距只是粗测，往往存在很大误差，要找到故障点得精确位置，就必须通过定点来确定。对于不同性质故障，定点的方法也不同，本节将详细分析介绍几种不同的精确定点方法。

（一） 声测法

当故障点在高压作用下会产生放电，并产生回波、声波、电磁波等现象，利用故障点处的声波来判断故障点的方法就叫声测法。

声测法的基本测试原理是：

在电缆的故障相上施加足够高的冲击高压，强迫故障点发生闪络击穿。由于故障点击穿瞬间会发出“啪、啪”的声音和强烈的电缆震动波，此震动波会经泥土介质传到地表面。采用高灵敏度的声电传感器拾取此微弱的震动信号，使之变成电信号放大后由耳机监听。地面拾取的声音最大处下面即为电缆故障的具体位置。

声波在土壤中的衰减是比较快的，对于直埋电缆往往听到故障的放电声波会在很小的范围内，故障点处的振动声音最大，离故障点越远，振动声音越小，而最终定位的故障点应在0.5米以内。

声测法简单易理解，由于以声音大小为定点的依据，因此定点可信程度高。缺点是抗干扰能力差，由于测试中没有电磁波的指示，给捕捉放电声带来了困难。若周围有较大机械震动声，会给定点带来很大的困难。另外，此种定点方法不可定金属性接地故障。

目前，单纯的声测法已很少用了。因为定点现场的各种环境噪声往往掩盖了地下故障震动波，使其无法进行定点。

（二） 声磁同步法

定点是电缆故障测试中的最为关键的一步，现在越来越多的使用交联电缆，而交联电缆的故障大部分为封闭故障，故障点的放电声往往在十几米甚至几十米都有几乎一样大的响声，这给定点带来了很大的困难，靠传统的听声法及机械表头摆动来判断故障点显然已满足不了电缆故障测试要求。另外在实际定点中，由于测试人远离测试端，当尚未听到由故障点传出的地震波时，心情往往会急躁起来，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。

智能型电缆故障定位仪可同时接收放电时产生的声波及电磁波，并通过信号处理计算出声波与电磁波的时间差。同时仪器还可将接收到声波与电磁波并以一定形式显示出来，根据上述所接收的信号可以比较容易地确定电缆故障点，此种方法叫声磁同步法。

同声测法一样，声磁同步法可以测试除金属性短路以外的所有加高压脉冲信号后故障点能发出放电声音的故障。

测试原理

改进的电缆故障定点方法是，声磁同步定点法和数显声磁同步定点法。

1）声磁同步定点法：

电缆在实施冲击高压定点时，除了故障点击穿放电产生声波震动波外，电缆本体会同时向周围辐射冲击电磁波，一般的磁性天线即可接收到。利用这一特点，将接收到的冲闪时的电磁波通过液晶屏显示。因此每冲击一次，通过液晶屏显示一次。在电缆故障点附近，如果听到的声音与液晶显示的电磁波同步一致，即说明故障点就在附近，如果听到的声音不与电磁波同步，就不是故障点传来的声音。这样就有效地排除了环境干扰声。

采用此种测试方法的代表仪器有：DZY-2000电缆故障定点仪

2）数显同步定点法：

此法巧妙地利用了冲击闪络时的电磁波与地震波之间的时间差原理。 因为电磁波以光速传播，地震波以声速传播。定点仪在现场首先接收到的是电磁波，地震波后到。如果以电磁波触发一个计数器，使其开始计数，地震波到来时，使其停止计数。计数器的读数即代表了故障点到定点探头的相对距离。读数越小，探头距故障点越近。读数最小处，表示探头就在故障点正上方。所谓“同步”，是指每一次施加冲击高压时，计数器将重复计数一次，如果听到的声音与计数器计数同步一致，声音与计数器计数显示同步一致，即说明故障点就在附近，如果听到的声音不与计数器计数显示同步，就不是故障点传来的声音。这样就有效地排除了环境干扰声。

由于电磁波的传播速度比声波的传播速度快，即：V电 > V声

当故障点打火放电时仪器首先收到电磁波然后才收到声波，我们可以这样理解：当故障点打火放电时，仪器几乎同时就收到了电磁波（电磁波传播速度相对声波为无穷大），然后声波才慢慢传到仪器上。因此我们可以将电磁波作为开门信号，以声波传播距离S为探头到故障点的距离。即当仪器收到电磁波后就开始以声波的速度记数，当收到声波后停止记数，此时的记数值就为探头到故障点的距离。

实际仪器接收的是电磁波与声波的时间差t，声波的传播速度V是已知的，因此探头到故障点的距离就可以下列公式计算：S=Vt

由上图可知，当进行冲击高压放电定点时，电磁波传感器接收到由电缆辐射出的电磁信号后，送至CPU数据处理，并启动计数器开始记数。当声波探头接收到振动波时，数据处理器产生中断信号，使计数器停止记数并显示故障点至探头的距离读数。当再次冲击放电时，重复上述过程，并刷新前一次的数据。声波信号经音频放大器放大后可由耳机监听，配合数显精确定点。

采用此种测试方法的代表仪器有：DDY-3000电缆故障定位仪