在进行电缆故障测距时,无论采用仪器和测量方法,都难免有误差;而且电缆大多是埋设在地面下的,在丈量和绘制电缆线路图时也会有误差,因此根据测距结果只能定出电缆故障点的大体位置。为了减少开挖工作量,在测距之后,还必须在地面上进行定点工作。本章讨论电缆故障定点的方法。
§7-1 声测定点法
1. 应用范围
声测法是电缆故障主要的定点方法,主要用于测量高阻与闪络性故障,对于低阻故障(金属性短路除外),也可使用该方法。
2. 利用故障放电声音定点
使用与冲闪法测试相同的高压设备,使故障点击穿放电,故障间隙放电时产生的机械振动,传到地面,便听到“啪、啪”的声音,利用这种现象可以十分准确地对电缆故障进行定点。
对于电缆护层已被烧穿的故障,往往可在地面上用人耳直接听到故障点放电声。对于护层未烧穿的电缆故障或电缆埋设较深时,地面上能听到的放电声太小,要应用高灵敏度的声电转换器(拾音器或压电晶片),将地面微弱的地震波变成电信号,进行放大处理,用耳机还原成声音,或显示出声音的强度来。
传统的电缆故障定点仪一般都是用耳机*或观察机械式指针的摆动来判断是否有故障点放电产生的声音信号,检测手段落后,对信号里包含的信息利用不充分,由于声音信号一瞬即逝,时间短暂,测试人员往往不能做出有把握的判断。随着微电子技术的发展,使用微处理机可以方便地记录、储存故障点放电产生的声音波形信号,使测试人员有充足的时间从信号的强度、频率、衰减、持续时间等多方面分析判断,排除外部噪音的影响,正确地识别出故障点放电产生的声音信号。
在地面上接收到的电缆故障点放电产生的声音信号的波形取决于故障间隙的大小、护层是否烧穿、埋设深度及电缆周围介质等因素,分析起来比较困难。一般来说电缆故障点放电产生的声音信号波形是一个衰减的余弦信号,频率在200-400赫兹之间,信号持续数个毫秒的时间,图7.1给出了一个仪器记录下来的电缆故障点放电有代表性的声音波形。

故障点放电声音波形
智能化的定点仪器有波形记忆及比较功能,在同一地点进行多次测量,对多次由故障放电产生的磁场触发而记录下的声音波形信号进行观察比较,如果是故障点放电产生的声音信号,必然有比较好的一致性。利用这一特点,可以较好地排除环境噪声干扰的影响,特别是在故障点放电产生的声音信号比较小时,这一办法十分有效。
3. 不同形式故障接线
(1) 接地故障:接地故障的冲击高压是加在故障相与电缆铠装之间的,故障间隙放电产生的振动,通过外皮传到了地面上,容易被接收下来。
(2) 相对相故障:相对相故障时,冲击高压加到两故障相之间(其中一相接铠装),故障间隙放电产生的振动被电缆绝缘和护层屏蔽,地面受到的地震波较弱。
(3) 断线故障:断线不接地故障接线如图7.2所示,其中故障相要在远端接地,以构成放电回路。因为电缆绝缘和护层阻隔了断线处间隙放电的机械振动,地面上接收的地震波较弱。

断线故障定点测试接线
4. 注意事项
(1) 故障点处的放电能量与放电电流和接地电阻的大小有关,故障点电阻不能太低,否则,将因放电能量小,而使定点仪听不着放电声,这就是声测法特别适用于高阻故障的原因。
(2) 选用容量大的储能电容(2~9微法),以及提高冲击电压均有利于加大故障点放电产生的地震波的强度,便于寻找故障点。
(3) 球间隙放电时间间隔一般取2~10s,放电太快,试验设备易损坏,太慢则不易区别外界干扰。放电时间一般靠改变调压器的电压及球间隙大小来确定。高压信号发生器的放电时间间隔由一时间继电器来控制。
(4) 声测放电时,若接地不够好,则可能在电缆线路的护层与接地部分间有放电现象而易造成误判断。因此,特别在电缆裸出部分的金属夹子处,要仔细认真地辨别真正的故障点。
一般在故障点除了能听到声音,还会有振动,用手触摸振动点时,应戴绝缘手套。
在电源端与故障点间的电缆线路上(包括穿于铁管中的过桥电缆),声测定点时在管上和电缆护层上会出现感应电压而对地有轻微的放电声,应与真正的故障点加以区别,一般真正的故障点声音较响,而且有振动。
(5) 定点人员和操作高压设备的人员通过步话机等手段保持联络,可方便地控制高压设备的启停及间隙放电时间间隔,有利于排除环境噪声干扰,缩短故障定点时间。
低压电力电缆故障探测
低压电缆指的是400伏以下的动力电缆。低压电力电缆所用的材料多为橡胶和塑料。按电缆芯线分,有单芯、两芯、三芯及四芯等四种电缆。四芯电缆用于中性点接地的三相交流供电系统中,其中一根芯线作为中性线,除作为保护接地外,还要流过不平衡电流。下面主要谈一下常用的四芯电缆的故障探测问题。
原则上,高压电力电缆故障测试的方法也适用于低压电力电缆。低压电缆的绝缘强度比较低,在使用冲击高压使其放电时,应注意不要让电压过5000伏,以避免损坏电缆完好部分的绝缘,也正因为如此,测试中需要增加电容容量,否则由于加到电缆上的高压脉冲能量过小,造成故障点无法击穿。根据经验,使用5千伏的冲击高压,当电容的容量在10微法时,故障点一般能够击穿放电。
现场上有些低压电力电缆在安装时,施工者图省事,没有把电缆的金属铠装保护层接地,没有接地线引出,这样不利于测量电缆的接地故障,应该注意纠正。
低压电缆出现故障时一般外护套也会破损,因此跨步电压法非常适合测试直埋低压电缆的故障。