正確使用電纜故障定位儀
電力電纜具有供電安全、可靠,適宜煤礦井下特殊環(huán)境而在礦山得到了廣泛應(yīng)用。常用高壓電力電纜主要有紙絕緣繞包型、交聯(lián)聚乙烯絕緣擠包型及橡膠絕緣擠包型等。井下電纜運(yùn)行環(huán)境相對(duì)比較惡劣,生產(chǎn)負(fù)荷不均勻性等綜合外界因素,致使電纜容易發(fā)生故障,影響供電安全、可靠。正確分析電纜故障產(chǎn)生的原因,了解電纜敷設(shè)環(huán)境,確切判斷出電纜故障性質(zhì),選擇合適的探測(cè)方法,快速、準(zhǔn)確地判定出故障點(diǎn),能夠提高供電可靠性,減少故障修復(fù)費(fèi)用及停電損失。
正確使用電纜故障定位儀
1 電纜故障分析

1.1 故障原因

（1） 機(jī)械損傷

機(jī)械損傷引起的電纜故障占電纜事故很大比例。安裝時(shí)碰傷電纜、機(jī)械牽引力過(guò)大而拉傷電纜及過(guò)度彎曲而損傷電纜;直接受外力損壞以及自然現(xiàn)象造成的損傷,如車(chē)輛擠壓、巖石冒落砸傷、環(huán)境腐蝕等,易造成電纜本體故障。

（2）絕緣受潮主要是中間接頭、終端接頭安裝工藝不良造成密封失效而導(dǎo)致潮氣侵入,破壞絕緣性能。

（3）絕緣老化變質(zhì)電纜絕緣介質(zhì)內(nèi)部氣隙在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生游離使絕緣下降;過(guò)熱也會(huì)引起絕緣層老化變質(zhì)造成絕緣下降。

（4）過(guò)電壓大氣過(guò)電壓與操作過(guò)電壓、故障暫態(tài)過(guò)電壓作用使電纜絕緣擊穿形成故障。

（5）設(shè)計(jì)和制造工藝不良中間接頭和終端接頭的防潮、電場(chǎng)分布設(shè)計(jì)不完善、材料選用不當(dāng)、制作工藝不良、不按操作規(guī)程要求制作等,都會(huì)造成電纜頭絕緣故障。

（6）材料缺陷電纜本身絕緣層材料缺陷;包纏絕緣層過(guò)程中,絕緣層上出現(xiàn)褶皺、裂損、破口和重疊間隙等缺陷;電纜接頭附件制造缺陷,不符合規(guī)程或組裝時(shí)不密封等;對(duì)絕緣材料維護(hù)管理不善,造成電纜絕緣層受潮、臟污和老化。

1.2 故障性質(zhì)

電纜故障從形式上可分為串聯(lián)與并聯(lián)故障。串聯(lián)故障指電纜一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體斷開(kāi);并聯(lián)故障是指導(dǎo)體對(duì)外絕緣層或?qū)w之間的絕緣下降,不能承受正常運(yùn)行電壓。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際故障形式有許多種組合,運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì),高壓電纜故障大部分是單相對(duì)地絕緣下降引起故障。電纜故障等效電路

根據(jù)故障電阻Rf與擊穿間隙G,電纜故障性質(zhì)分為開(kāi)路、低阻、高阻與閃絡(luò)性故障。開(kāi)路故障Rf≈∞,擊穿間隙G在直流或高壓脈沖作用下?lián)舸?。低阻故障Rf一般小于100Ω,可用高壓脈沖擊穿;高阻故障絕緣電阻Rf一般大于400Ω,可用高壓脈沖擊穿。閃絡(luò)性故障絕緣電阻Rf≈∞,可用直流高壓或高壓脈沖擊穿。預(yù)防性試驗(yàn)中發(fā)生的故障多屬閃絡(luò)性故障。現(xiàn)場(chǎng)還有一種封閉性故障,多發(fā)生于電纜接頭和電纜外護(hù)套無(wú)明顯破損痕跡的電纜本體,在某一試驗(yàn)電壓下絕緣擊穿,待絕緣恢復(fù),擊穿現(xiàn)象便消失,但不能維持正常運(yùn)行電壓。

2 電纜故障探測(cè)

2.1故障探測(cè)步驟

電纜故障探測(cè)一般要經(jīng)過(guò)判斷、測(cè)距、定點(diǎn)3個(gè)步驟。

（1）電纜故障性質(zhì)判斷

應(yīng)初步了解電纜敷設(shè)、故障及修復(fù)情況、故障發(fā)生地點(diǎn)及排除經(jīng)過(guò)、電纜規(guī)格、絕緣方式、接頭形式、絕緣種類(lèi)、接頭的位置、周?chē)h(huán)境情況以及運(yùn)行、校驗(yàn)情況,包括試驗(yàn)電壓、時(shí)間、泄漏電流及絕緣電阻數(shù)值、歷史故障記錄等。這些情況對(duì)確定故障類(lèi)型與嚴(yán)重程度是十分重要的?，F(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)故障發(fā)生時(shí)出現(xiàn)的各種信號(hào)指示、跳閘范圍等現(xiàn)象,初步判斷故障性質(zhì)。利用兆歐表測(cè)量電纜絕緣電阻值,短路放電火花大小判斷絕緣狀況,用萬(wàn)用表進(jìn)行導(dǎo)通試驗(yàn),判定故障電阻是高阻還是低阻;閃絡(luò)性還是封閉性故障;是接地、短路、斷線,還是組合型故障;是單相、兩相還是三相故障。統(tǒng)計(jì)煤礦井下電纜故障情況,高阻及閃絡(luò)性故障占總數(shù)的95%之多,一般多為相間或相對(duì)地高阻或低阻故障,而泄漏性高阻zui為常見(jiàn),且絕大多數(shù)故障集中表現(xiàn)在各種電纜頭上。

（2）電纜故障測(cè)距

根據(jù)電纜故障性質(zhì)和電纜敷設(shè)狀況,現(xiàn)場(chǎng)常用行波法進(jìn)行故障測(cè)距,即在電纜一端使用測(cè)試儀器確定故障距離。低阻、短路、斷路故障采用低壓脈沖反射法,通過(guò)觀察故障點(diǎn)反射脈沖與發(fā)射脈沖的時(shí)間差測(cè)距。通過(guò)識(shí)別反射脈沖的極性,判定故障的性質(zhì)及計(jì)算故障點(diǎn)距離。斷路故障反射脈沖與發(fā)射脈沖極性相同,短路故障的反射脈沖與發(fā)射脈沖極性相反。高阻與閃絡(luò)性故障應(yīng)用脈沖電壓法和脈沖電流法,使用測(cè)試儀器使電纜故障在直流高壓或脈沖高壓信號(hào)作用下?lián)舸?儀器測(cè)試故障擊穿產(chǎn)生的瞬間脈沖信號(hào),通過(guò)觀察放電電壓脈沖在觀察點(diǎn)與故障點(diǎn)之間往返一次的時(shí)間測(cè)距。脈沖電流法與脈沖電壓法區(qū)別在于:脈沖電流法是通過(guò)線性電流耦合器測(cè)量電纜故障擊穿時(shí)產(chǎn)生的電流脈沖信號(hào);脈沖電壓法是通過(guò)電容、電阻、電感分壓器測(cè)量電壓脈沖信號(hào),儀器與高壓回路有電的耦合。井下常用電壓脈沖法測(cè)試故障電纜,其接線原理

該測(cè)試方法適用于泄漏性高阻故障及閃絡(luò)性高阻故障。圖中已充電的大容量電容器作為大功率直流電源,通過(guò)球隙擊穿短路將電壓加到故障電纜使故障點(diǎn)閃絡(luò)放電形成瞬間短路,球間隙擊穿后,由閃測(cè)儀記錄脈沖波形并進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)處理,計(jì)算出故障點(diǎn)距離。根據(jù)電纜型號(hào)及故障性質(zhì),調(diào)節(jié)球間隙間距使電纜承受的zui高沖擊電壓為電纜耐壓值的3~5倍,使故障點(diǎn)充分放電。

（3）故障定點(diǎn)

電纜故障定點(diǎn)常用方法有沖擊放電聲測(cè)法、音頻感應(yīng)法、聲磁同步檢測(cè)等。煤礦井下電纜裸露懸掛較多,現(xiàn)場(chǎng)采用沖擊放電聲測(cè)法定點(diǎn)比較直觀、簡(jiǎn)單、方便。即利用閃測(cè)儀初步計(jì)算出故障點(diǎn)距離,判斷出故障點(diǎn)大概位置,利用故障點(diǎn)瞬間沖擊閃絡(luò)放電與球間隙擊穿放電同步的原理進(jìn)行故障定點(diǎn)。故障點(diǎn)擊穿放電,產(chǎn)生較強(qiáng)的機(jī)械振動(dòng),便聽(tīng)到“啪”“啪”聲音,利用這種現(xiàn)象在井下便可十分準(zhǔn)確地進(jìn)行故障定位。

2.2故障探測(cè)注意事項(xiàng)

（1）脈沖電壓法使用電阻、電容分壓器進(jìn)行電壓取樣,與高壓回路有電氣連接,按照操作規(guī)程進(jìn)行接線與拆線操作。裝置使用完畢拆線前一定要用放電棒進(jìn)行充分放電。

（2）儲(chǔ)能電容對(duì)高頻行波信號(hào)呈短路狀態(tài),應(yīng)選用脈沖電容器,也可使用6 kV電力電容器,容量為1~4μF。

（3）嚴(yán)格按要求接線,高壓發(fā)生器接地線與電容出線連接在一起接電纜外皮,盡量縮短電容與電纜之間的連線,高壓設(shè)備、電容器外殼、電纜完好線芯一定要與接地網(wǎng)相連。

（4）調(diào)整球間隙,使通過(guò)球間隙加到電纜上的電壓超過(guò)故障點(diǎn)臨界擊穿電壓,故障點(diǎn)通過(guò)電弧短路擊穿,有利于提高故障點(diǎn)放電產(chǎn)生的地震波強(qiáng)度,便于查找故障點(diǎn)。

（5）球間隙放電時(shí)間間隔取2~6 s,放電太快,易損壞控制設(shè)備,太慢不易區(qū)別外界干擾。（6）沖擊放電時(shí),若接地不良,可能在電纜護(hù)層與接地部分之間有放電現(xiàn)象而誤判斷,特別在電纜裸出部分的金屬部位,應(yīng)仔細(xì)認(rèn)真辨別真正故障點(diǎn),故障點(diǎn)聲音較響,且還會(huì)有振動(dòng)、并伴有局部溫升。

（7）輸出引線與端子、電纜芯線要可靠接觸,否則沖擊放電時(shí)產(chǎn)生電弧,影響測(cè)量效果。

3 結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,推動(dòng)了電纜故障探測(cè)技術(shù)的發(fā)展,西安四方機(jī)電公司SDC系列智能電纜故障測(cè)距儀、定點(diǎn)儀,測(cè)試精度高、操作簡(jiǎn)便,在礦山現(xiàn)場(chǎng)得到了廣泛應(yīng)用。但由于煤礦井下電纜故障探測(cè)的特殊性,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試人員仍需積累經(jīng)驗(yàn),推廣和應(yīng)用*電纜故障探測(cè)技術(shù),提高電纜故障探測(cè)水平

電纜故障有許多設(shè)備組成的。是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，主機(jī)只用來(lái)測(cè)試距離的，但有的電纜是埋在地下，電纜是怎么走線？實(shí)際故障距離有多遠(yuǎn)？這此都是主機(jī)無(wú)法做的事。這就要定點(diǎn)和尋跡儀來(lái)做這個(gè)事了！





　　電纜尋跡及故障定位儀是發(fā)射機(jī)（路經(jīng)儀）、接收機(jī)（定點(diǎn)儀）、感應(yīng)式探頭、電位差式探測(cè)架等組成。本儀器是光纜、電纜故障定位測(cè)試的儀表，適用于具有金屬導(dǎo)體（線對(duì)、護(hù)層、屏蔽層）的各種光纜、電纜。其主要功能為對(duì)地絕緣不良點(diǎn)的定位測(cè)試，線纜電路的探測(cè)以及線纜埋深等測(cè)試。



　　本儀器采用了石英晶體振蕩器，中大規(guī)模集成電路。其特點(diǎn)是接收靈敏度高，靜態(tài)漂移小，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，準(zhǔn)確度高。由于儀器采用了小型鎳鎘畜電池供電，因此儀器具有體積小，重量輕，耗電小，便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于野外作業(yè)。



　



　　1．探測(cè)路由工作原理



　　當(dāng)交流電流通過(guò)一直線導(dǎo)體時(shí)，在該導(dǎo)體周?chē)惝a(chǎn)生了一個(gè)同軸的交流電磁場(chǎng)。將一線圈放于這個(gè)磁場(chǎng)中，在線圈內(nèi)將感應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)同頻率的交流電壓，感應(yīng)電壓的大小決定于該線圈在磁場(chǎng)中的位置。當(dāng)磁力線方向與線圈軸向平行時(shí)，線圈感應(yīng)的電壓將zui大；當(dāng)線圈軸向與磁力線方面相垂直時(shí)，感應(yīng)的線圈感應(yīng)的電壓將zui大由此可判斷出線纜的路由。利用接收線圈的45°法也可測(cè)出地下線纜的埋深。



　　探測(cè)故障工作原理：

電力電纜故障測(cè)試中粗測(cè)距離是很容易的。如果用電纜故障測(cè)試儀主機(jī)來(lái)粗測(cè)的話，一般只要數(shù)分鐘便可測(cè)出電力電纜故障點(diǎn)至測(cè)試端的粗略距離，而且粗測(cè)誤差一般不會(huì)超過(guò)幾十米。因此，電力電纜故障粗測(cè)距離已不是電纜尋測(cè)故障的主要矛盾。大量電力電纜故障測(cè)試實(shí)踐證明：電力電纜故障定點(diǎn)方面的問(wèn)題已成為快速尋測(cè)電力電纜故障的主要矛盾。即具體電纜故障定點(diǎn)則是電纜故障測(cè)試中的zui為關(guān)鍵的一步，現(xiàn)在越來(lái)越多的使用交聯(lián)電纜，而交聯(lián)電纜的電纜故障大部分為封閉故障，電纜故障點(diǎn)的放電聲往往在十幾米甚至幾十米都有幾乎一樣大的響聲，這給電纜故障定點(diǎn)帶來(lái)了很大的困難，另外在實(shí)際電纜故障定點(diǎn)中，由于測(cè)試人遠(yuǎn)離測(cè)試端，當(dāng)尚未聽(tīng)到由電纜故障點(diǎn)傳出的地震波時(shí)，心情往往會(huì)急燥起來(lái)，甚至?xí)岩筛邏悍烹娫O(shè)備沒(méi)有工作。有時(shí)在有脈沖聲源的干擾背景中往往需要知道自己聽(tīng)到的聲波是否與放電設(shè)備的放電周期同步，否則就無(wú)法作出zui后的判斷。
　　
　　電纜故障定位儀采用的電纜故障定點(diǎn)新理論。是根據(jù)研究成果而開(kāi)發(fā)的具有高抗干擾性，高靈敏度，新型的電纜故障定點(diǎn)測(cè)試儀器。電纜故障定點(diǎn)儀器采用*模擬低噪聲設(shè)計(jì)和高性能濾波電路相結(jié)合，使電纜故障定點(diǎn)儀抗干擾性能有了極大的提高，采用設(shè)計(jì)和地裝配工藝使電纜故障定點(diǎn)儀具有目前高水準(zhǔn)。對(duì)各類(lèi)電纜故障可地進(jìn)行定點(diǎn)，特別是對(duì)交聯(lián)電纜和電纜封閉性電纜故障具有獨(dú)到的測(cè)試效果。是電纜故障測(cè)試儀器中的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
河北恒泰鴻基試驗(yàn)儀器廠主要供應(yīng)樓板測(cè)厚儀，鋼筋掃描儀，樁基動(dòng)測(cè)儀，氯離子含量測(cè)試儀，旁壓儀，混凝土測(cè)厚儀，瀝青燃燒爐，核子密度水份儀，裂縫測(cè)寬儀，裂縫測(cè)深儀，鋼筋銹蝕儀，非金屬超聲波檢測(cè)儀，無(wú)核密度濕度儀，核子密度儀，反光標(biāo)志逆反射系數(shù)測(cè)定儀，反光標(biāo)線逆反射系數(shù)測(cè)定儀，突起路標(biāo)發(fā)光強(qiáng)度測(cè)定，混凝土氯離子含量測(cè)定儀，混凝土堿含量測(cè)定儀，混凝土凍融試驗(yàn)機(jī)，混凝土碳化試驗(yàn)箱，混凝土動(dòng)彈儀，混凝土磁力振動(dòng)臺(tái)，混凝土及水泥含氣量測(cè)定儀，水泥試驗(yàn)小磨，混凝土攪拌機(jī)，水泥氯離子含量測(cè)定儀，電動(dòng)液壓脫模器，電動(dòng)擊實(shí)儀，混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱，水泥凈漿攪拌機(jī)，水泥膠砂攪拌機(jī)，水泥膠砂振實(shí)臺(tái)，水泥膠砂流動(dòng)度測(cè)定儀，水泥壓力試驗(yàn)機(jī)，混凝土壓力試驗(yàn)機(jī)，材料試驗(yàn)機(jī)，水泥恒應(yīng)力試驗(yàn)機(jī)及各種瀝青實(shí)驗(yàn)儀器等。歡迎新老客戶，，公司www.hthj17.com，www.hthjyq.com，www.ailv99.com