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单芯电缆结构
二、电缆线路故障分类及性质诊断
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故障分类
1. 接地故障：电缆一芯主绝缘对地击穿故障（最常见）。
2. 短路故障：电缆两芯或三芯短路（统包电缆）。
3. 断线故障：电缆一芯或数芯被故障电流烧断或受机械外力拉断，造成导体完全断开。
4. 闪络性故障：一般发生于耐压试验击穿，多出现在中间接头或终端头。
5. 混合性故障：同时具有上述接地、短路、断线中两种及以上性质的故障。
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故障原因
1. 外力损伤：
（1）直接外力故障
（2）因外力损伤后来发生电缆隐性外力故障。
2. 绝缘受潮（附件密封不良或本体有小孔）。
3. 绝缘老化变质（过热）。
4. 过电压。
5. 制造质量、设计质量、施工质量。
6. 外护层受地下酸碱腐蚀。
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故障机理
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性质诊断
1. 试验击穿性质确定
（1）单相接地：对分相屏蔽电缆均为单相接地。
（2）相间短路：统包型电缆。
（3）闪络性故障：电压升至某值，绝缘水平下降，击穿放电；电压降低，绝缘恢复，击穿放电停止。
2. 常见运行故障
3. 运行故障性质确定
（1）单相接地故障：用绝缘电阻表测量A-地、B-地及C-地绝缘电阻值，测量时另外两相不接地。
（2）相间短路故障：测量A-B、B-C及C-A绝缘电阻值，判断有无相间短路。
（3）断线故障：
1）故障电缆对端将A、B、C三相短接且不接地，测试端用万用表低阻挡测量相间电阻是否为零。
例：
①若各相间均为零，则三相无断线；②若AB为零，BC、CA不为零，则C相断线；③若AB、BC、CA均不为零，则两相或三相断线。
2）故障电缆对端分别将A、B、C三相接地，测试端用万用表分别测量A、B、C三相接地电阻。
例：在故障摇缆时，应在故障电缆线路挑开侧，用摇表及万用表摇测三相电缆，判断有无断线，然后再挑开对端电缆或要求变电拉开地刀进行接地故障诊断。
4. 高阻、低阻故障确定
所谓的电缆高阻、低阻故障的区分，不能简单用某个具体的电阻值来界定，而是要根据故障查找设备的灵敏度确定。
三、电缆线路故障初测
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电桥法
1. 原理
将被测电缆故障相与非故障相短接，电桥两臂分别接故障相与非故障相，调节电桥两臂上的一个可调电阻，使电桥平衡，利用比例关系和已知的电缆长度就能得出故障距离。
2. 适用范围及限制条件
- 单相低阻接地故障。
- 两相短路故障。
- 断线故障不适用。
- 故障电缆至少要求有一相线芯与绝缘良好。
- 要有电缆全长。
- 高压电桥彻底解决了电桥法用于高阻定位的局限性。
- 测量精度高，但易受变电站电磁场信号干扰。
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脉冲法
1.低压脉冲法（低压脉冲比较法）
（1）原理
在测试时，从测试端向电缆中输人一个低压脉冲信号，该脉冲信号沿着电缆传播，当遇到电缆线路中的波阻抗不匹配点时，如：电缆断线故障点、低阻短路故障点、电缆接头和电缆终端头等，均会产生波反射，反射波则传回测试端，被仪器记录下来。
（2）基本数据
- 波速度只与电缆的绝缘介质材质有关，而与电缆的线芯截面、线芯材料及绝缘厚度几乎无关。
- 纸绝缘波速度一般为160m/μs。
- 交联聚乙烯电缆波速度一般在170-172m/μs。
- 聚氯乙烯电缆波速度一般为184m/μs 。
（3）实测波形
（4）适用范围
- 低压脉冲法可以测低阻接地故障。
- 低压脉冲法可以测断线故障。
- 低压脉冲法可以测电缆全长。
2. 二次脉冲法（多次脉冲法）
（1）原理
通过高压发生器给故障电缆施加高压脉冲，使故障点产生弧光放电，实现故障点的降阻。此时，向电缆注入低压脉冲信号，在故障电弧熄灭后，再向故障电缆注入低压脉冲信号，通过前后两个低压脉冲反射波形的比较，波形的明显分歧点所在距离即为故障距离。
（2）实测波形
（3）适用范围及小结：
- 适用于高阻故障的测距（1kΩ及以上）。
- 低阻故障测试波形，分别对应低阻断线和低阻接地，二次脉冲法低压脉冲的电压值高于低压脉冲法的电压值，因此用低压脉冲法未必能测出。
- 二次脉冲法燃弧时间短、燃弧不易稳定，现场测试时要通过多次实测波形的观察，选择合适的延迟时间，选出最适合判读的测试波形。
- 故障点发生在电缆始端或近始端时，波形稍复杂一些，精确读数会引入一定误差。
3. 脉冲电流法
（1）原理
将电缆故障点用直流高压闪络或者冲击高压闪络，使故障点击穿，采用线性电流耦合器采集电缆中的电流行波信号，根据电流行波信号在测试端于故障点的时间差来计算出故障点距离。
（2）实测波形
近距离故障的脉冲电流冲闪波形
（3）适用范围及小结：
- 测试范围为高阻故障，二次脉冲法解决不了，可以尝试用脉冲电流法。
- 测试范围调整为测试电缆全长的4-6倍。
- 脉冲电流法波形是电流信号，来源于故障点放电产生的电流信号，而不是测试仪器发射的信号。
- 电压需要一直升压，直到故障点击穿或高压脉冲发生器发出高压脉冲。
- 只能被动测量行波，波形依赖行波频率，有时清楚，有时很难辨认。
- 通过耦合线圈得到波形，准确性降低。
- 使用脉冲电流法时，有时高压脉冲信号需要几次反射后，故障点才放电。此时需要把测试范围调得很大或调整放电延时值才能得到可用的波形。
四、电缆线路的识别
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利用竣工图测距
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电缆路径探测
1. 目的
解决城市改造频繁，图纸中的参照物消失，用户没有电缆资料保管意识，竣工后没有保存电缆路径资料等问题。
2. 原理
在待测电缆上加人特定频率的电流信号，通过接收该电流信号在电缆周围产生的磁场信号来查找出电缆路径和识别出被测电缆。
3. 方法
（1）直连法；（2）夹钳法；（3）感应法。
4. 小结
- 可能的话尽量使用直连法，因为直连法的效果更好。
- 在没有连接点的情况下可以使用感应法施加信号。
- 夹钳法是给电缆施加信号的一种很方便的方法，尤其适合电力电缆。不要在没有绝缘的带电导体上使用夹钳法。
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电缆的鉴别
1. 在几条并列敷设的电缆中正确判断出已停电的需要检修或切改的电缆线路，常用的方法为脉冲信号法。
五、电缆故障精确定点
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精确定点
电缆运行或检修技术人员根据电缆故障预定位的结果，在电缆故障点附近，通过仪器和设备对电缆故障点的位置进行精确定位的过程。这一步骤的结论是在0.1米的范围内指出故障点位置。
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精确定点的方法
1. 声测法
利用直流高压试验设备向电容器充电、储能，当电压达到某一数值时，球间隙击穿，高压试验设备和电容器上的能量经球间隙向电缆故障点放电，产生机械振动声波，从而用定点仪确定故障点位置。
适用范围：一般除接地电阻特别低的接地故障外，都能适用。
2. 音频感应法
主要用于查找金属性短路故障，在发生金属性短路的两者之间加入音频电流信号后，音频信号接收器在故障点正上方接收到的信号会突然增强，过了故障点后音频信号会明显减弱或者消失，用这种方法可以找到故障点。
适用范围：短路故障
3. 声磁同步法
向电缆施加冲击直流高压使故障点放电，在放电瞬间电缆金属护套与大地构成的回路中形成感应环流，从而在电缆周围产生脉冲磁场。应用感应接收仪器接收脉冲磁场信号和从故障点发出的放电声信号。仪器根据探头检测到的声、磁两种信号时间间隔为最小的点即为故障点。
适用范围：
- 比声测法抗干扰性好，目前普遍采用此方法仪器，还带基本的路径识别功能。
- 时间差小，数字稳定，放电声音足来定故障点。
4. 跨步电压法
给被测电缆施加脉动或脉冲信号，如果电缆故障点处存在破损并接地，在故障点附近就存在由强到弱的有向电场梯度。沿电缆路径用测量设备可测得信号的幅度和方向。在故障点前后，检流计指针所指的方向相反，进而找到电缆的故障点。
典型的应用：
- 精确定点低压电缆故障点，直埋对地故障
- 精确定点电缆外护套破损点
六、常见问题及小结
- 故障测寻最关键的步骤还是定点，而关键要有耐心。
- 好听不好测，好测不好听。放电较好，波形较易出现时，往往不太好听。
- 水中电缆、工井内电缆、埋深较深电缆，保护管内电缆，放电声音较低，需耐心听测。
- 脉冲法实在不放电，没有典型波形时，采用高压电桥。
- 要看看调度的保护信息，如果是速断那么大概率在出口，如果是过流那么大概率是末端。
- 要提前看一看调度图，有时候互感器等器件可能引起误判。
- 单芯电缆要将交叉互联去除，再进行测距。
- 电缆故障测寻是理论与实践结合的专业，在运行检修实践中去掌握。
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