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地埋電纜故障探測(cè)儀的測(cè)試方法及測(cè)試原理簡(jiǎn)介

任何電纜故障的測(cè)試，均以找到故障發(fā)生點(diǎn)為最終目的，但地埋電纜故障探測(cè)儀測(cè)試過程來(lái)說(shuō)，一般分為三個(gè)步驟：一為故障距離粗測(cè)；二是尋找故障電纜埋設(shè)路徑；三是精確定位故障點(diǎn)。當(dāng)然，實(shí)際測(cè)試中，三個(gè)步驟是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活運(yùn)用的。

1、電纜故障粗測(cè)方法及發(fā)展歷史概述

（1）、電橋法：自從有了地埋電纜以后，電纜故障的檢測(cè)工作就成了必須解決的問題。最初的電纜故障粗測(cè)工作，是用電橋平衡測(cè)試原理進(jìn)行的，當(dāng)時(shí)曾用過電阻電橋、電容電橋、低壓電橋、高壓電橋等。用電橋原理測(cè)試電纜故障距離，曾是上世紀(jì)六七十年代普遍采用的方法。到了2000年以后，使用電橋法測(cè)試原理的儀器還繼續(xù)使用并且有所發(fā)展，使用計(jì)算機(jī)技術(shù)后，現(xiàn)在也出現(xiàn)了具有更高智能化的電橋測(cè)試儀（如高壓數(shù)字電橋）。

（2）、脈沖反射法：到了上世紀(jì)七八十年代，電纜故障測(cè)試普遍采用了閃測(cè)法測(cè)試，原理為脈沖反射法（也叫雷達(dá)法）。所用的儀器以電子管、晶體管電路為主，體積龐大。采用的顯示器先后有示波管型閃測(cè)儀、存貯示波管型閃測(cè)儀等等。到了上世紀(jì)九十年代以后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用，智能型電纜故障閃絡(luò)測(cè)試儀（閃測(cè)儀）開始投入使用，采用的測(cè)試原理依舊是脈沖反射法。采用的閃測(cè)儀從顯像管顯示到液晶顯示，普遍應(yīng)用單片機(jī)電路進(jìn)行控制，使電纜故障的粗測(cè)工作進(jìn)入到一個(gè)新境界。

應(yīng)用脈沖反射法（也有叫沖閃法）的智能型閃測(cè)儀，是目前應(yīng)用范圍廣泛，市場(chǎng)保有量大的電纜故障粗測(cè)儀器。例如北京供電系統(tǒng)，由于地埋電纜使用時(shí)間長(zhǎng)，電纜鋪設(shè)量大，應(yīng)用電纜故障測(cè)試儀的歷史也較長(zhǎng)，從1993年后10年間，購(gòu)買的單片機(jī)控制的、SHDLY系列探測(cè)儀的早期產(chǎn)品、HT系列大屏幕液晶顯示的電纜故障測(cè)試儀有50余套，幾乎每個(gè)供電部門都使用。并且在有些供電部門，把該類電纜故障測(cè)試儀的使用，作為電纜測(cè)試工種高級(jí)工考試必須掌握的技能，筆者曾多次對(duì)北京供電系統(tǒng)進(jìn)行過脈沖反射法電纜故障測(cè)試儀的技術(shù)培訓(xùn)。由于該類儀器應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)該類型的閃測(cè)儀的使用知識(shí)和使用經(jīng)驗(yàn)的培訓(xùn)資料及專著種類較多，有利于用戶及時(shí)掌握儀器的使用技巧。

脈沖反射法閃測(cè)儀的測(cè)試原理為：

測(cè)量電纜故障時(shí)，電纜可視為一條均勻分布的傳輸線，根據(jù)傳輸線（長(zhǎng)線）理論，在電纜一端加脈沖電壓，則此脈沖按一定的速度 (決定于電纜介質(zhì)的介電常數(shù)和導(dǎo)磁系數(shù))沿線傳輸，當(dāng)脈沖遇到故障點(diǎn)(或阻抗不均勻點(diǎn))就會(huì)發(fā)生反射，用閃測(cè)儀記錄下發(fā)送脈沖和反射脈沖之間的傳輸時(shí)間△T，則可按已知的傳輸速度V來(lái)計(jì)算出故障點(diǎn)的距離Lx，Lx=V·△T/2，如圖1所示：

圖1 脈沖法測(cè)試原理圖

測(cè)全長(zhǎng)則可利用終端反射脈沖：L=V·T/2

同樣已知電纜全長(zhǎng)，可測(cè)出脈沖傳輸速度：V=2L/T

脈沖法測(cè)試分為低壓脈沖法和高壓脈沖法，二者測(cè)試原理是一樣的，只是產(chǎn)生脈沖的方式不一樣，智能型測(cè)試儀的故障距離計(jì)算是儀器自動(dòng)完成的。

（3）、二次脈沖法：二次脈沖法其基本原理還是脈沖反射法，是近幾年發(fā)展中的一種比較前沿的新的電纜故障粗測(cè)方法。其技術(shù)特點(diǎn)是：高阻故障呈現(xiàn)低壓脈沖短路故障波形特征，容易判讀。換句話講，就是在用高壓脈沖擊穿高阻故障的瞬間，給故障電纜發(fā)射低壓脈沖信號(hào)，用低壓脈沖短路故障波形測(cè)試電纜高阻故障。與傳統(tǒng)的測(cè)試方法相比,二次脈沖法的*之處，是將沖擊高壓閃絡(luò)法中的復(fù)雜波形簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的低壓脈沖短路故障波形。

二次脈沖法的關(guān)鍵是要給閃測(cè)儀加一個(gè)高頻高壓數(shù)據(jù)處理器。從測(cè)試原理講，二次脈沖法的測(cè)試原理有其*性，但是其測(cè)試儀器相對(duì)復(fù)雜，儀器使用也較普通的閃測(cè)儀復(fù)雜。

2、電纜路徑探測(cè)方法介紹：

采用電磁波進(jìn)行路徑探測(cè)，是一種很成熟的方法，實(shí)際應(yīng)用效果也很好。區(qū)別在于探測(cè)的電纜長(zhǎng)度、探測(cè)深度，信號(hào)頻率等各不相同?，F(xiàn)在市場(chǎng)上大量應(yīng)用的路徑探測(cè)儀器，多為探測(cè)停電電纜，探測(cè)電纜長(zhǎng)度大于10KM，探測(cè)電纜深度大于2m，電磁波頻率1KHZ－20KHZ。如SHDLY系列電纜路徑探測(cè)儀，電磁波頻率為16KHZ,路徑儀信號(hào)源發(fā)射峰值功率大于100W,即使電纜埋深2m,路徑儀接收信號(hào)仍然很大。