电缆故障测试
一、国内电缆故障检测技术大约经历了：
1.电桥法五、六十年代
2.脉冲电流法七、八十年代
3.单片机技术用于电缆故障检测九十年代
4.计算机技术之笔记本电脑时代二十世纪
5.二次脉冲法一十年代
6.大能量多次脉冲法、计算机技术之虚拟仪器、网络时代
●电桥法：通过调节桥臂平衡所得数据与电缆总长度计算距离测试
点与故障点的长度，此方法误差较大。

●脉冲电流法：用高压直流脉冲使故障点击穿，用线性耦合器测量
电流击穿时产生的电流脉冲与发射脉冲的时间差来计算故障点的距离，这主要对高阻故障，实际中成功率随情况而异，录波仪采集到的波形常常会无法识别，这是个很大的弊端。

●二次脉冲法：针对高阻接地时波形难判断的情况，近几年出现了
二次脉冲理论，其原理是首先对故障电缆发射一个低压脉冲、脉冲在高阻的故障点由于特性阻抗变化不大，不会产生反射：然后对故障点电缆发射一个高压脉冲，故障点被击穿，击穿瞬间变成低阻故障，此时仪器触发一个低压脉冲，低压脉冲在被击穿的故障点处被反射回来。

仪器把两次低压脉冲的波形叠加起来，分支点的位置就是故障点的位置。

这种方法使操作者很容易判读故障点波形，而且误差很小。

智能型多次脉冲电缆故障测试
二、工作原理：
1、预定位工作原理
●低压脉冲法的测试原理是依据高频传输线理论中的波反射原理，
即视待测电缆为一根传输线，入射波测试脉冲进入电缆后遇故障点即介质不连续处会产生反射，极端情况是开路、短路时会产生全反射，这样仪器只要自动测试发射波与反射波的时延，即可按公式，给出故障点或全长的距离。

（一般Z≤100Ω），低压脉冲则在故障点处无反射，只在全长处有开路反射，这时则需用高压脉冲法（国内也叫冲闪法）进行测试。

●高压脉冲法的测试原理依然是依据传输线理论中的波反射原理，
只是与低压脉冲法相比大大提高测试脉冲的电压与能量，使该脉冲在故障点处能形成瞬间短路电弧，此电弧使故障性质瞬时变为低阻故障，此时就可形成故障点对入射波的反射波，仪器测其时延，换算出故障距离。

而当波形较为复杂时，尤其对无现场经验的新手会感觉此种方法波形分析困难。

●多次脉冲法的测试基本原理还是传输线理论的波反射原理，只是
相对普通高压脉冲法来说，它用高压脉冲使故障点形成瞬间短路电弧，在故障点燃弧期间再发一组（１２个）低压脉冲到故障电缆，此时，即可得到高阻故障的多次脉冲故障波形，此波形比普通高压脉冲波形规律明显、易于判读，完全如同判读分析低压脉冲波形，再加上将多次脉冲测全长的波形与之同屏自动叠加比较
显示，则更加易读。

现在多次脉冲电缆故障测试仪也可以自动分析波形实现多次脉冲波形的全自动分析。

2、核查路径原理
●根据实际工作中仪器应用来核查地埋电缆路径及埋深的功能要
求，仪器配套有大功率路径信号发生器及手持多频路径仪。

核查路径的原理是给待测电缆加上大功率路径信号，在待核查处用手持多频路径仪依据据电磁感应原理确定地下待测电缆的路径。

3、精确定位原理
●由于各种电缆的电波传输速度具有一定的离散性，加之线路施工
后一般经过较长时间，周围参照物变化，人员更替，尤其是线路较长时，地面丈量难以准确，因此一般必须要精确定点，准确找到故障点，才能查找成功，一体化声磁同步无噪电缆故障定点仪，用于故障准确定点。

4、声磁同步声测法定点原理
●高压脉冲信号在电缆故障点处放电必然会产生振动声波、电磁波、
漏电流等多种物理现象，一体无噪定点仪高灵敏、低噪同时接收声磁两种信号，并用磁信号自动控制振动声波电路的电子滤波电路自动滤波，以高信噪比高倍放大故障点的振动声波，实现故障准确定位。

三、电缆故障测试主要组成部分
●多次脉冲法电缆仪主机部分
1.测量范围：≤50km
2.测量最高分辨率： 0.3m
3.超高速采样频率： 200MHz自动选择
4.系统精度： 0.2m
5.波形存储数量：无限（自动附测试时间、测试方式、
分析结果）
●多次脉冲（耦合）发生器部分（不能长时间进行高压冲击）
1.适用电压： 35Kv
2.适用脉冲电容： 30/35kv/2-9μF
3.连续工作时间：长期（工作电压≤20kv）
30分钟（工作电压≤35kv）
●一体无噪声磁同步定点仪
1.定点仪定点误差：≤0.2m
2.定点仪电磁通道增益：≥110dB（30万倍）
3.定点仪声音通道增益：≥120dB（100万倍）
4.声磁同步显示：特殊设计的电路，由低阻高保真耳机只监听电缆
故障点在冲击放电时瞬间短路电弧产生的地震波，排除了无冲击放电击穿时的环境杂波干扰。

●路径仪部分
1.探测深度：≥3m
2.由声音大小来确定地埋电缆埋设走向及深度。

电缆故障测试步骤
●粗测距离
1.摇绝缘（测试电缆的绝缘是否良好）
2.对电缆进行放电（放掉电缆中残留的电荷，防止对人和仪器造成
伤害）
3.接线并检查（分为低压脉冲法和高压脉冲法，低压脉冲法测试全
长，高压脉冲车故障）
4.升压（使球隙放电，放电间隔为4-6秒一次）
5.对波形进行采样，分析（粗测故障距离）
6.测试完毕，关闭仪器、电源用放电帮对电容进行充分放电，放点
完毕后将电容器两端短接，并将球隙短路后和接地柱连接到一块。

然后拆除有关连线。

●故障点精确定位
由于电缆地下埋设实际长度与地面丈量距离的误差，所以预定位仪器进行初测之后还必须是用“定点仪”对故障点精确定位，主要用于闪络性、泄漏性高阻故障的快速定点。

其步骤如下：
1.定点之前如果不知道电缆敷设走向、埋设位置时、必须先查
找路径，并丈量初测故障距离的地面位置，然后在此位置附近，即电缆路径上方，用“定点仪”准确定位。

2.接好冲击高压放电设备，在冲击高压发生器对故障电缆做高压
冲击时，高压幅度要足够高，以保证故障点充分放电，为了使
故障点充分放电产生强的振动声波应采用大电容量的脉冲电
容器。

调好放电周期（约每妙3-6次）。

3.准备好定点仪，将耳机插头插入“耳机”插孔，调整“灵敏度”
旋钮，接收地下放电声。

在相同灵敏度下，耳机最响的地方，其下面就是故障点。

4.环境噪声较大时采用滤波接收方式，按下“滤波”按键，此时
耳机无声，当“声、磁”指示灯间歇亮时耳机才有声音。

☆其中要注意的是：
a、尽量减少人员说话，走路产生的干扰。

b、注意高压侧仪器设备正常工作与否。

c、在准确的路径上耐心、认真仔细定位
d、对初测结果要有信心。

e、当声音范围太大时应减小灵敏度，以缩小范围，甚至可以降低高压脉冲的幅度再配合接收灵敏度的调节以缩小范围，达到走后定点的目的。

波形分析
●低压脉冲波形一般有3个特点：
1.开路为同级性反射
2.低阻为反级性反射
3.多次反射必然是等间隔的
高压脉冲波形规律
1.故障波形反射点不可能超出全长波形
2.故障波形肯定具有基本上等间隔规律，一般有多少次反射
时取第二次更准。