电力电缆金属性接地故障探测技术来源：不详责任编辑：iong 更新时间：2007年08月12日打印放大缩小简介：本文从提高电力电缆金属性接地故障的粗测精度和摸索出一套精确定点的经验着手，结合实际测试情况，总结出一些金属性接地故障的探测方法，以提高工作效率。

[摘要]：本文从提高电力电缆金属性接地故障的粗测精度和摸索出一套精确定点的经验着手，结合实际测试情况，总结出一些金属性接地故障的探测方法，以提高工作效率。

[关键词]：金属性接地粗测精度精确定点随着系统不断扩容，电缆的短路电流也不断增加，对电缆故障点冲击更加厉害，使故障点绝缘电阻有不断减小的趋势，金属性接地故障（绝缘电阻一般在10欧姆以下，实际情况下，几十欧姆的接地电阻也被称作金属性接地）时有发生，其中绝大多数是单相金属性接地，本文重点讨论的就是该类型故障。

据统计，98年1月到5月，共发生故障26次（不包括不需测试的明显故障），其中单相金属性接地故障5次，占到19.2％的比例。

金属性接地故障在对其高压冲击时击穿间隙放电声非常轻，故测试难度较大。

为了较好的掌握金属性接地的探测技术，对常用故障测试的原理（行波法及经典法）进行了研究，采取了一系列的措施提高粗测（仪器测距）的精度并想了一些办法来进行精确定点，通过实际测试获得较好的效果，并总结出金属性接地故障的测试方法。

用几句话来概括：准确测出故障距离，认真核对图纸确定走向，仔细观察现场情况，地毯式耐心听测，全面检查电缆护层，必要时剥除内外护层，通过以上方法，绝大多数情况下都能找到故障点。

一.电力电缆故障性质的分类1．电力电缆故障点等效电路（图1）RF──绝缘电阻，取决于电缆介质的碳化程度。

CF──局部电容，取决于故障点受潮程度，数值较小，一般可以忽略。

G──击穿电压为VG的击穿间隙，VG大小取决于放电通道的距离。

2．电力电缆故障性质的分类（表1） cript>注：(1)实际情况下，RF<100KO 时，可用经典法（电阻电桥法）测量，所以RF<100KO 通常也称作低阻故障。

(2)ZO为电缆波阻抗（后面有详细叙述），一般为10～40O 。

3.金属性接地故障的产生及特点随着系统不断扩容,电缆的短路电流也不断增加,使电缆故障点的绝缘电阻有不断减小的趋势,金属性接地故障时有发生,其中绝大多数是单相金属性接地.故障点的放电能量与放电电流的平方和接地电阻成正比,由于接地电阻很小，故故障点击穿间隙放电时声音较轻,需提高粗测精度并仔细定点.二.电力电缆故障测试流程及波过程1.电力电缆故障的测试流程A．判别故障性质B．根据不同故障性质,使用不同的仪器,运用适当的方法测出故障点的距离(粗测).C．按粗测距离,核对图纸,用定点仪或其他方法精确定点(精测).2．波过程电缆故障粗测通常采用行波法(包括低压脉冲法和高压冲闪法)和经典法(电桥法),要了解行波法,就要知道电缆的波过程.波过程就是行波的传输过程。

电力电缆是传输线的一种。

A.行波的反射与透射。

两个波阻抗不同的电缆相联接，当行波运动到阻抗不匹配点，会产生行波的反射与透射现象。

(图2) /s cript>低阻接地故障的等效电路（图3）行波电压反射系数&BETA;U=UF/UI=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)=-1/(1+2&MIDDOT;K) (1)Z2=RF&MIDDOT;Z0/(RF+Z0) K=RF/Z0接地电阻RF越小，&BETA;U 越大，反射波幅值越大。

行波电压反射系数 /s cript>&GAMMA;U=UT/UI=2&MIDDOT;Z2/(Z1+Z2)=2&MIDDOT;K/(1+2&MIDDOT;K) (2)B.向低阻故障电缆注入直流电压E的行波过程（图4）由图4可见经过几次反射，行波逐渐衰减。

三．金属性接地故障粗测方法及如何提高其精度1．低压脉冲法A．原理该方法在测试时，仪器向电缆发出一低压脉冲，然后接收反射脉冲，记录它们的时间差(&DELTA;T),根据脉冲在电缆中的波速度(V),计算出测量点到阻抗不匹配点的距离(L).B.效果由于金属性接地故障接地电阻很小，因此它的反射波幅值较大，容易判别，且受外界影响较小，准确较高，可采用低压脉冲法作为金属性接地故障的测试方法之一。

C.技巧依据波动过程的原理及一定的测试技巧，通过以下几方面来提高测试精度。

1)考虑到线路损耗，尽量选取脉冲宽度宽一些；并从靠近故障点端测试，注意要考虑到盲区大小。

2)考虑到脉冲经几次反射后要衰减，尽量取第一次反射波形。

3)为减小图纸尺寸与实际尺寸不符所带来的偏差，对波速度进行调整。

4)采用比较法，用故障相波形与完好相比较，容易分清拐点，减少视觉误差。

5)采样线尽可能短，最好用裸导线。

接地线应选择电缆接地线，并接触良好。

2.高压冲闪法电缆故障点在高压下击穿，用仪器测量并记录下故障点击穿产生的电压(电流)行波信号，根据行波信号在故障点与测量点的往返时间来计算故障距离。

它又分为脉冲电压法和脉冲电流法。

前者分压器耦合的波形变化不尖锐，准确地找出拐点不容易；后者受接地网杂散电流和电容器本身、测试导线杂散电感的影响，波形经常产生畸变，测试可靠性较差。

对于金属性接地故障。

要求粗测精度要高一些，他们不能满足这个要求，因此较少采用高压冲闪法作为金属性接地故障的测试手段。

3.经典法(电阻电桥法)电桥的测试精度还是很高的，特别对金属性接地故障而言精度更高。

它的误差范围在1％&PLUSMN; 1米内，大多数情况下，它的测量误差较此数值小得多。

因此，经典法也作为金属性接地故障的测试方法之一。

为保证测量的精度，应注意以下几点。

1)不同材料，不同截面的电缆需要进行换算。

2)跨接线应短而粗，联接牢固，减少接触电阻的影响。

3)测试端应靠近故障点。

4)采用正、反接法，测试结果取平均值。

如正反接法测试数据误差较大，应到另端测试校验。

四.精确定点采取的一些方法 /s cript> 1. 由于故障点经长期冲击放电，热量积累，在故障点附近产生局部过热现象，可用手触摸来判断，但必须停止高压冲击并使电缆充分放电才可进行。

2. 许多金属性接地都会因外力损伤引起，因此要仔细观察现场，有无可疑情况。

3.高压设备供给电缆能量由下式可得W＝C&MIDDOT;V2/2 (3)C&NDASH;贮能电容量V&NDASH;高压设备所提供电压为使故障点击穿能量增加，可采取加大球隙，使电缆承受的冲击高压升高和并联电容，增大电容量的方法得以实现。

前者应注意试验电压一般不超过电缆测量泄漏电压所施加电压的50%到70%，以免伤及电缆主绝缘。

电容量的增加，故障点放电时间增加，使听测效果更好。

4.对于相间短路金属性接地可采用音频感应法，这种方法需要相当的故障测试经验和对电缆各方面的情况(如接头位置、埋设深度等)有详细的了解才能取得较好的效果。

其测试原理见图5（简略）五.测试实例1. 97.8.2，合21奚阳～合21奚阳1＃杆，10KV交联电缆，交接故障。

R(A)=10欧姆，全长1215.4米，测试全长1230米，波速度V调整后取170米每微秒。

在合庆站测试，用T-902(山东淄博故障测试仪)的低压脉冲法测得故障点距站155米，用定点仪听测两个多小时未能定点。

8.3，再次进行测试，更为仔细地听测，一小时后在距站162米处找到故障点，故障点放电声音很轻，但与左右两侧有明显区别。

8.5挖出电缆发现故障点确在此处，电缆外护套已损坏。

2. 97年9月16日，荡7助剂～上海助剂厂，10KV油纸电缆运行故障.R(A)=6O ，全长1731.6米，测长1760米，V取157米/&MU; S。

在助剂厂测试，用SDCA-2（西安四方高智能闪测仪）的低压脉冲法测得故障点距厂端201米。

与图纸核对后，发现故障位。

5. 96年9月21日，高居463（新高桥热电厂）～463/1#杆，35KV油纸电缆运行故障。

R(B)=3O ，全长980米.在热电厂测试,463/1#跨接，QF1-A电缆探伤仪(电阻电桥法)测得故障点距杆端224米，(测试时未考虑杆端引下线长度,同时图纸尺寸计算错误)，在距杆端235米附近来回听测，未能定点。

后挖出电缆仍不能定点。

9月23日，只能开断电缆，向两端摇测，往上杆方向电缆为故障段。

再用T-902低压脉冲法在断点测试，故障点距断点26米。

在此位置的电缆上放上细沙，放电时沙粒振落，后剖掉外护层，未看见故障点，去除铠装后发现铅包上有一小洞，绝缘纸已炭化，实际故障点距杆端211.3米.6. 98年4月21日，南11杜邦（高南）～南11杜邦1#杆，10KV油纸电缆运行故障。

R(C)=11O ，全长2247.2米，测长2260米，V取159米/&MU; S。

在高南站测试，用T-902低压脉冲法测得故障点距高南站368米（图8），用QF1-A电缆探伤仪测试，距高南站377.6米。

在两个距离附近听测二小时，未能定点。

而后在375米处向两侧各开挖10米，露出电缆，再进行听测，仍无法定点。

由于地下水较多，电缆浸没在水中，一定程度上影响了听测的效果。

遂决定把电缆抬起来，每隔一段用砖块垫好，并清除电缆表面的泥土。

然后用手在电缆表面触摸，感觉有一处外护层有些凹陷。

再次声测时，加大球隙，用四只电容器并联（一只电容器C=4&MU; F，四只电容器C=16&MU; F），在外护层凹陷处听到轻微放电声，剖除外护套后发现铠装上有两只洞，绝缘纸已炭化，此位置距高南站372.8米.。