電纜保護層測試與故障定位（五）

電纜保護層測試與故障定位

其它定位方法

脈沖電壓法

脈沖電壓法的測試原理和跨步電壓法基本相同，只不過脈沖電壓法使用脈沖電壓發生器加載信號。電壓發生器首先充電，然后將高壓脈沖加載到被測線纜上，從而使接收器探測到電勢梯度的變化。

請注意，使用脈沖電壓法進行測試時需要特別謹慎。因為脈沖電壓引起的電流將會很大，容易造成設備損壞或人員傷亡。電勢梯度應該被限制在60V以下，輸出能量*高不能超過100J。

脈沖電壓法的優點很多，比如：它的檢測靈敏度很高；受外界直流電壓的干擾較低；有一定幾率擊穿高阻故障；一條線路上有多個故障點時，測量精度較高等。但是它也有一些缺點，例如：如果電纜上某一點電容過高，則可能被誤定位為故障點；整個測試的能耗較大；需要完備的安全保障措施等。

音頻信號定位法

音頻信號定位法使用大功率的音頻信號發生器代替了高壓發生器，連接方法相同，也是將信號發生器連接到電纜屏蔽層和大地之間。另外除了外護套故障定位，音頻信號法還能定位電纜深度、走向和低阻故障等，應用范圍十分廣泛。

除了測量距離更遠，音頻信號定位法相比于跨步電壓定位法還有很多優勢。音頻信號法的接收機內置放大電路和過濾器，可以調整接收信號的頻率和增益，從而過濾掉其它信號的干擾（例如其它直流電源和離散的電流產生的影響）。另外因為發射機發出的是交流信號，不用等待升壓或充電的時間，即開即用，檢測十分方便。音頻信號定位法的接收機接收線纜發散出的電磁波信號，因此可以在地面上進行測試，而脈沖電壓法測試時必須將電勢探頭插入土中。

因為電纜屏蔽層和大地之間存在很大的電容，所以音頻信號發生器的負載是容性的，輸出電壓根據容抗不同會有很大程度的降低。儀器可能不容易檢測到閃絡故障。電纜的容抗和測試電壓由下式決定：

下表列出了發射機功率、信號頻率和輸出電壓的關系：

為了降低電纜屏蔽層電容的干擾，并盡可能的提高測試電壓，*好選用低頻率進行測試。

根據跨步電壓法和音頻信號法的測試設備，人們在實踐的過程中制作出了新的探頭，這種探頭呈A字型，如下圖所示，兩個腳部可以安裝上平板電容，用于音頻信號法定位，也可以安裝電勢探針，用于跨步電壓法定位。

定位中低壓系統中的電纜短路故障

電纜外護套破損還可能伴隨著電纜線芯和屏蔽層的短路，這種故障不能用音頻信號法定位。雖然因為屏蔽層接地，可以在故障點觀察到音頻信號突然變小，但是這種變化不容易識別，定位不夠*。使用跨步電壓法可以定位這種電纜線芯的短路故障，只需把電纜屏蔽層與大地斷開，按照定位電纜外護套故障的方法尋找電勢*高點即可。

使用A字架輔助音頻信號法定位

A字架是一種管線定位和故障排查的輔助設備，可以和音頻信號法的接收機共同使用。測量時將發射機連接被測纜和大地，發射機會發射兩種頻率的信號，一種是用于定位故障點的低頻交流信號（4Hz），另一種是用于追蹤和定位管線走向的高頻信號（9.82或83kHz等）。

低頻交流信號會從線纜外護套故障點流出，返回發射機。因此使用A字架可以在這點探測到電勢梯度的變換，A字架上的信號指示了故障點的方向和位置。

A字架會以不同的形式將信號顯示在接收機屏幕上，有些使用柱狀圖，有些使用數字，通過這些直觀的指示，用戶可以很快定位故障點。

如果線纜上沒有任何故障，A字架的信號很低，或因其它設備干擾上下跳動。如果檢測到故障點的電勢梯度，信號將歸于穩定，并隨著不斷接近故障點而升高。

在故障點正上方時，A字架信號突然減小，原理和兩根電勢探針離故障點相同距離時顯示為0是一樣的。有些接收機還帶有方向指示功能，能夠指示故障點的位置。當A字架接近故障點時，測得的電勢梯度應該和發射機的輸出電壓大體相同，如果測量值過小，則說明整條線路上不止一個故障點。發生這種情況時建議先開挖排除故障后再進行測量。

結束語

定期進行電纜故障測試，即使排除故障是電纜安全運行的關鍵。特別對于中壓系統，電纜外護套故障會極大影響供電質量。

另外人們也可以間接定位電纜故障，因為單一的電纜故障會導致各種不同的次生故障，通過識別這些現象即可定位電纜故障。