地理电缆故障测试仪的应用范围及用途

产品简介

电缆故障测试仪可测试各种型号的电力电缆（电压等级1KV～35KV）和市话电缆、调频通信电缆、同轴电缆及金属架空线路上发生的短路、接地、高阻泄漏，高阻闪络性故障和电缆的断线、接触不良等故障。并可测试电缆的长度和电波在电缆上的传播速度。

随着工业的快速发展，人们对电力的需求越来越大，电力电缆广泛应用于人们的生产生活中。地埋电缆作为一种重要的电力电缆，在电力传输方面得到了普遍的应用。相对于架空线路，地埋电缆在传输能力方面符合更高的要求，在铺设方面更加节省空间，节省了不必要的架空设备。由于其深埋于地下，地埋电缆还有很高的安全性。

　　 地埋电缆铺设于地下的铺设渠中，一般情况下铺设在地下2米处左右，所以地埋电缆具有不可视性。同时，地埋电缆的故障种类比较多，故障原因繁杂，给检修人员带来了不便。针对当前检测中存在的不足，本文从提高测量精度、提高测量速度以及提高检测过程中的安全性做了研究。设计一种基于ARM的嵌入式电缆故障检测系统，实现了电缆故障的可视性，中试控股设计的检测系统便于现场测量和观察。通过实际测量和实验研究，对故障电缆的测试方法进行了深入的研究，明确了当前几种常用检测方法以及各种检测方法对应的故障类型。

　　 本文完整介绍了地埋电缆故障的原因、类型、测量方法以及测量原理，从实际角度对检测系统进行了分析和规划，并且进行了实验研究。在实验过程中，中试控股将测量步骤分为初步测量和精确测量。在初步测量中，中试控股通过利用相关的探测设备，利用低压脉冲法、电流脉冲法、二次脉冲反射法对地埋电缆的低阻故障、高阻故障进行了检测。利用行波信号遇到不同的故障点会有不同的反射信号的特点，对电缆的低阻故障和高阻故障进行脉冲探测，并对反射波形进行分析。在对波形分析过程中，利用波形比较法确定反射波形的起始点，有效确定出行波在故障线路中的传输时间。得到初步测量数据后，利用声磁同步法和音频感应法对故障电缆进行了精确测量。中试控股通过精确测量，利用声磁信号在不同距离会有不同的声磁时间差，确定了故障点的精确位置。通过音频感应法对故障电缆施加周期性的高压信号，在故障点形成的有规律的声音信号，通过辨别声音信号的大小确定了故障点的精确位置。

　　 实验证明，初步测量可以确定故障类型以及故障点的位置，误差范围在半米以内，精确测量可以准确找到故障点的位置。实验方法有效、可行、省时，是检测地埋电缆故障的有效方法。

2.最远测试距离：32Km (明线可达100千米)

3.探测盲区：　 1m

4.读数分辨率： 1m

5.功耗：       5VA

6.使用条件：  环境温度:　0℃～＋40℃

极限温度:  －10℃～＋50℃

相对湿度:　40℃（20～90）%RH

大气压强: （86～106）Kpa

7.体积：225 mm×165 mm×125mm

8.重量：2kg

1.4 探测原理

电缆故障的测试是基于电波在传输线中的传输时遇到线路阻抗不均匀而产生反向的原理。

根据传输线理论，每条线路都有其一定的特性阻抗Zc，它由线路的结构决定，而与线路的长度无关。在均匀传输线路上，任一点的输入阻抗等于特性阻抗，若终端所接负载等于特性阻抗，线路发送的电流波或电压波沿线传送，到达终端被负载全部吸收而无反向。当线路上任一点阻抗不等于Zc时，电波在该点将产生全反射或部分反射。反射的大小和极性可用反射系数P表示，其关系式如下：

式中：Zc为传输线的特性阻抗

　　　Zo为传输线反射点的阻抗

（1）当线路无故障时，Zo＝Zc，P＝0，无反射。

（2）当线路发生断线故障时，Zo＝∞，P＝1，线路发生全反射，且反射波与入射波极性相同。

（3）当线路发生短路时，Zo＝1，P＝－1，线路发生负的全反射，反射波与入射波相性相反。

1.低压脉冲法（简称脉冲法）

当线路输入一个脉冲电波时，该脉冲便以速度V沿线路传输，当行Lx距离遇到故障点后被反射折回输入端，其往返时间为T，则可表示为：

V为电波在线路中的传播速度，与线路一次参数有关，对每种线路它是一个固定值，可通过计算和仪器实测得到。将脉冲源的发射脉冲和线路故障点的反射波以同一显示器实时显示，并由仪器提供的时钟信号可测得时间T。因此线路故障点的距离Lx便可由（2）式求得。不同故障时的波形图如图1所示。

对电缆的低阻性接地和短路故障及断线故障，脉冲法可很方便地测出故障距离。但对高阻性故障，因在低电压的脉冲作用下仍呈现很高的阻抗，使反射波不明显甚至无反射。此种情况下需加一定的直流高压或冲击高压使其放电，利用闪络电弧形成瞬间短路产生电波反射。

图1　不同故障的反射波形

2.直流高压闪络法（简称直闪法）

当故障电阻极高，尚未形成稳定电阻通道之前，可利用逐步升高的直流电压施于被测电缆。至一定电压值后故障点首选被击穿，形成闪络，利用闪络电弧对所加入电压形成短路反射，反射回波在输入端被高阻源形成开路反射。这样电压在输入端和故障点之间将多次反射，直至能量消耗殆尽为止。测试原理线路图如图2所示，线路的反射波形如图3所示。

故障点距离：

其中：T＝t2－t1＝t2－t1＝t2－t1＝……

理论波形为徒峻的矩形波，因反射的不完全和线路损耗使实际波形幅度减小和前后变圆滑。

3．冲击高压闪络法（简称冲闪法）

当故障电阻降低，形成稳定电阻通道后，因设备容量所限，直流高压加不上去，此时需改用冲击电压测试。直流高压经球间隙对电缆充电直至击穿，仍用其形成的闪络电弧产生短路反射。在电缆输入端需加测量电感L以读取回波。其原理线路见图4所示，电波在故障点被短路反射，在输入端被L反射，在其间将形成多次反射。因电感L的自感现象，开始由于L的阻流作用呈现开路反射，随着电流的增加经一定时间后呈现短路反射。而整个线路又由电容C和电感L又组成一个L—C放电的大过程。因此，在线路输入端所呈现的波过程是一个近于衰减的余弦曲线上迭加着快速的脉冲多次反射波，如图5所示。从反射波的间隔可求出故障的距离。

故障距离　　　　

    T+ΔT≥T　　其中ΔT为放电延迟时间。

产品别称

产品特征