電纜故障測試儀選購使用保養綜述

一(yī)、前言：

随着近幾年(nián)來電纜在各行各業的(de)大量應用。用于檢測電纜故障的(de)儀器種類、儀器型号大量增加，現在國(guó)內(nèi)電纜故障測試儀器市場上，供應的(de)儀器種類、儀器名稱種類繁多，除了我們常見的(de) 電纜故障測試儀 以外，市場上陸續出現了直埋電纜故障測試儀、路燈電纜故障測試儀、中低(dī)壓電纜檢測儀、電纜接地(dì)故障測試儀、礦井電纜故障測試儀等等。對于沒有用過電纜故障測試儀的(de)用戶來說，面對衆多的(de)電纜測試儀器名稱、儀器型号，選用什麽樣的(de)儀器，确實是一(yī)個難題。本文主要從儀器的(de)選購使用角度出發，以國(guó)産主流儀器為(wèi)重點，介紹各種電纜故障測試儀器的(de)測試原理(lǐ)，各種電纜故障的(de)測試方法及測試步驟。并且以電纜故障測試儀器用戶的(de)需要為(wèi)出發點，對電纜故障測試儀器的(de)一(yī)些概念、名詞進行了簡單介紹，對各種電纜故障測試儀器的(de)應用範圍、各自(zì)優缺點及維修保養常識也加以簡單闡述、供電力用戶參考。

二、電纜故障的(de)測試方法及測試原理(lǐ)簡介

任何電纜故障的(de)測試，均以找到故障發生點為(wèi)最終目的(de)，但就其測試過程來說，一(yī)般分為(wèi)三個步驟：一(yī)為(wèi)故障距離(lí)粗測；二是尋找故障電纜埋設路徑；三是精确定位故障點。當然，實際測試中，三個步驟是根據現場情況靈活運用的(de)。

1、電纜故障粗測方法及發展曆史概述

（1）、電橋法：自(zì)從有了地(dì)埋電纜以後，電纜故障的(de)檢測工作就成了必須解決的(de)問題。最初的(de)電纜故障粗測工作，是用電橋平衡測試原理(lǐ)進行的(de)，當時曾用過電阻電橋、電容電橋、低(dī)壓電橋、高(gāo)壓電橋等。用電橋原理(lǐ)測試電纜故障距離(lí)，曾是上世紀六七十年(nián)代普遍采用的(de)方法。到了2000年(nián)以後，使用電橋法測試原理(lǐ)的(de)儀器還繼續使用并且有所發展，使用計算機技術後，現在也出現了具有更高(gāo)智能化的(de)電橋測試儀（如(rú)高(gāo)壓數字電橋）。

（2）、脈沖反射法：到了上世紀七八十年(nián)代，電纜故障測試普遍采用了閃測法測試，原理(lǐ)為(wèi)脈沖反射法（也叫雷達法）。所用的(de)儀器以電子(zǐ)管、晶體管電路為(wèi)主，體積龐大。采用的(de)顯示器先後有示波管型閃測儀、存貯示波管型閃測儀等等。到了上世紀九十年(nián)代以後，随着計算機技術的(de)普遍應用，智能型電纜故障閃絡測試儀（閃測儀）開始投入使用，采用的(de)測試原理(lǐ)依舊(jiù)是脈沖反射法。采用的(de)閃測儀從顯像管顯示到液晶顯示，普遍應用單片機電路進行控制，使電纜故障的(de)粗測工作進入到一(yī)個新境界。

應用脈沖反射法（也有叫沖閃法）的(de)智能型閃測儀，是目前應用範圍最廣，市場保有量最大的(de)電纜故障粗測儀器。例如(rú)北京供電系統，由于地(dì)埋電纜使用時間長(cháng)，電纜鋪設量大，應用電纜故障測試儀的(de)曆史也較長(cháng)，從1993年(nián)後10年(nián)間，購買的(de)單片機控制的(de)、DTC系列探測儀的(de)早期産品、TC系列大屏幕液晶顯示的(de)電纜故障測試儀有50餘套，幾乎每個供電部門都使用。并且在有些供電部門，把該類電纜故障測試儀的(de)使用，作為(wèi)電纜測試工種高(gāo)級工考試必須掌握的(de)技能，筆(bǐ)者曾多次對北京供電系統進行過脈沖反射法電纜故障測試儀的(de)技術培訓。由于該類儀器應用時間長(cháng)，對該類型的(de)閃測儀的(de)使用知識和(hé)使用經驗的(de)培訓資料及專著種類較多，有利于用戶及時掌握儀器的(de)使用技巧。

脈沖反射法閃測儀的(de)測試原理(lǐ)為(wèi)：

測量電纜故障時，電纜可(kě)視(shì)為(wèi)一(yī)條均勻分布的(de)傳輸線，根據傳輸線（長(cháng)線）理(lǐ)論，在電纜一(yī)端加脈沖電壓，則此脈沖按一(yī)定的(de)速度 (決定于電纜介質的(de)介電常數和(hé)導磁系數)沿線傳輸，當脈沖遇到故障點(或阻抗不均勻點)就會發生反射，用閃測儀記錄下發送脈沖和(hé)反射脈沖之間的(de)傳輸時間△T，則可(kě)按已知的(de)傳輸速度V來計算出故障點的(de)距離(lí)Lx，Lx=V·△T/2。

脈沖法測試原理(lǐ)

測全長(cháng)則可(kě)利用終端反射脈沖：L=V·T/2

同樣已知電纜全長(cháng)，可(kě)測出脈沖傳輸速度：V=2L/T

脈沖法測試分為(wèi)低(dī)壓脈沖法和(hé)高(gāo)壓脈沖法，二者測試原理(lǐ)是一(yī)樣的(de)，隻是産生脈沖的(de)方式不一(yī)樣，智能型測試儀的(de)故障距離(lí)計算是儀器自(zì)動完成的(de)。

（3）、二次脈沖法：二次脈沖法其基本原理(lǐ)還是脈沖反射法，是近幾年(nián)發展中的(de)一(yī)種比較前沿的(de)新的(de)電纜故障粗測方法。其技術特點是：高(gāo)阻故障呈現低(dī)壓脈沖短(duǎn)路故障波形特征，容易判讀。換句話講，就是在用高(gāo)壓脈沖擊穿高(gāo)阻故障的(de)瞬間，給故障電纜發射低(dī)壓脈沖信号，用低(dī)壓脈沖短(duǎn)路故障波形測試電纜高(gāo)阻故障。與傳統的(de)測試方法相比,二次脈沖法的(de)先進之處，是将沖擊高(gāo)壓閃絡法中的(de)複雜波形簡化為(wèi)簡單的(de)低(dī)壓脈沖短(duǎn)路故障波形。

二次脈沖法的(de)關鍵是要給閃測儀加一(yī)個高(gāo)頻高(gāo)壓數據處理(lǐ)器。從測試原理(lǐ)講，二次脈沖法的(de)測試原理(lǐ)有其先進性，但是其測試儀器相對複雜，儀器使用也較普通的(de)閃測儀複雜。

2、電纜路徑探測方法介紹：

采用電磁波進行路徑探測，是一(yī)種很成熟的(de)方法，實際應用效果也很好。區别在于探測的(de)電纜長(cháng)度、探測深度，信号頻率等各不相同。現在市場上大量應用的(de)路徑探測儀器，多為(wèi)探測停電電纜，探測電纜長(cháng)度大于10KM，探測電纜深度大于2m，電磁波頻率1KHZ－20KHZ。如(rú)DTC系列電纜路徑探測儀，電磁波頻率為(wèi)16KHZ,路徑儀信号源發射峰值功率大于100W,即使電纜埋深2m,路徑儀接收信号仍然很大。

電纜周圍磁場分布及路徑探測原理(lǐ)

電纜路徑探測原理(lǐ)簡介

電纜故障探測儀尋測電纜路徑原理(lǐ)為(wèi)：給被測試電纜加一(yī)電磁波信号，通過定點儀磁信号接收路徑信号尋測電纜路徑。根據電纜正上方地(dì)面接收電磁信号最小的(de)特點，可(kě)以準确地(dì)找到電纜埋設位置。

3、電纜故障精确定點方法概述：

電纜故障精确定點方法有以下幾種：

（1）、聲測法：采用聲測法定點，是從過去(qù)到現在普遍采用電纜故障定點的(de)方法。而且是最為(wèi)行之有效的(de)方法。隻不過采用的(de)儀器從過去(qù)簡單的(de)聲電放大器，發展到了現在普遍使用的(de)聲磁同步定點儀。聲測法定點對高(gāo)壓電纜、低(dī)壓電纜、直埋電纜、電纜溝電纜等等均适用。

聲測法定點，是由高(gāo)壓脈沖發生器對故障電纜放電，故障點産生電弧，并産生放電聲音，在電纜直埋情況下，産生地(dì)震波，定點儀的(de)聲測探頭（聲音傳感器）揀拾地(dì)震波信号并放大後通過耳機或表頭輸出。通過大量的(de)現場試驗，地(dì)震波從電纜故障點傳到地(dì)面後，在2米的(de)半徑以外很快衰減為(wèi)很小，所以，用聲測法定點，我們用定點儀監聽地(dì)震波時，一(yī)般是4m距離(lí)監聽一(yī)次。當監聽到地(dì)震波時，說明故障點已經在2m以內(nèi)，隻要仔細找到聲音最大點即既可(kě)以精确找到故障點。

（2）、跨步電壓法：采用跨步電壓法定點，主要針對對電纜外護套絕緣有要求的(de)外護套接地(dì)故障定點，現在對部分直埋的(de)無铠裝的(de)低(dī)壓電纜、電線芯線接地(dì)故障、也可(kě)以采用跨步電壓法定點。

（3）、電磁法及音頻法：用電磁波定點或采用音頻法定點，即是利用電纜故障點前後電磁波信号或音頻信号的(de)變化來确定故障點，從原理(lǐ)上講是可(kě)行的(de)。但從目前情況看，還沒有性能可(kě)靠的(de)，能實際應用的(de)定點儀。或者說，采用電磁波定點的(de)定點儀仍舊(jiù)在各科研機構研發之中，還需實踐中進一(yī)步驗證提高(gāo)，達到實際應用水平。

（4）、聲磁同步法：是将聲測法與電磁波法綜合應用，例如(rú)DTC系列聲磁同步定點儀，采用了聲測法定點與聲磁同步定點法相結合定點原理(lǐ)。聲測法定點時，定點儀聲表頭指示聲測探頭接收到的(de)地(dì)震波，同時耳機也反映聲測探頭接收到的(de)地(dì)震聲波。在故障點正上方，聲波信号最大，離(lí)開故障點，聲波信号減少，或者無聲波信号。聲磁同步法定點時，聲表頭反映聲測探頭接收到的(de)地(dì)震聲波，磁表頭和(hé)耳機同時指示故障點放電時同步接收天線接收到的(de)電磁波。當聲測探頭放置在故障點上方時，定點儀二個表頭指示及耳機聲音同步。在未接收到聲波信号時，利用聲磁同步電磁波接收功能，能夠及時掌握球間隙放電節律，有利于在噪雜的(de)環境中分辨出故障點微弱聲波信号。另外，聲磁同步定點儀可(kě)以将故障定點和(hé)電纜路徑探測工作同步進行，大大提高(gāo)故障定點效率。

采用聲磁同步技術的(de)定點儀，是目前應用最廣的(de)電纜故障定點儀。

（5）、磁場預定點技術：電纜故障磁場預定點技術的(de)原理(lǐ)為(wèi)：通過高(gāo)壓直流脈沖發生器，使電纜的(de)故障點産生電弧，在電弧存在期間，向電纜注入音頻信号。此音頻信号在電纜故障點，被電弧短(duǎn)路，不再繼續向電纜終端傳播。采用專用的(de)接收機，接收電纜輻射出的(de)音頻電磁波信号，通過比較故障點前後的(de)音頻電磁波幅值大小的(de)變化，判斷接收機位于故障點之前或之後，從而達到快速預定點的(de)目的(de)。

電纜故障磁場預定點技術，是一(yī)種較新的(de)故障定點手段，其概念的(de)提出時間較短(duǎn)，儀器的(de)研發和(hé)儀器使用時間也較短(duǎn)。故障預定點後，我們仍需要進行故障點的(de)精确定點，然後才能開挖。

三、各類電纜故障測試儀的(de)組成、測試原理(lǐ)及特點簡介

1、單片機控制的(de)電纜故障測試儀

傳統的(de)電纜故障測試儀，有的(de)廠家叫電纜故障探測儀，或者叫電纜故障檢測儀，其實都是同一(yī)類儀器，其一(yī)般的(de)組成為(wèi)：

①、傳統形式：采用閃測儀、路徑儀、定點儀三件分立的(de)形式。其裝箱方式一(yī)般為(wèi)：電纜故障閃絡測試儀獨立裝箱，電纜故障定點儀、電纜路徑探測信号源及其它附件一(yī)塊裝箱，即二箱三件式。由于故障測試時，閃測儀、定點儀使用頻率髙，路徑儀使用頻率低(dī)，所以，三件獨立配置有其合理(lǐ)性，功能分解清晰，結構簡單、維修使用方便。

②、采用閃測儀、路徑儀合二為(wèi)一(yī)組合、定點儀獨立配置形式。這種配置一(yī)般是兩箱兩件式，功能與第一(yī)種配置基本相同。其優點為(wèi)少了一(yī)個部件，某種程度上可(kě)以說使用方便。其缺點為(wèi)，由于路徑儀信号源使用功率較大的(de)器件，其使用頻率并不髙，所以，這種配置增加了閃測儀的(de)複雜性，使閃測儀的(de)故障率提高(gāo)，維修相對變的(de)複雜。

其測試原理(lǐ)為(wèi)：閃測儀為(wèi)脈沖反射法，路徑儀采用電磁波測試最小點方法，定點儀用聲測法定點。另外，大部分廠家的(de)定點儀采用聲磁同步方式，定點儀既能進行故障聲測定點，也能用于電纜路徑測試時做(zuò)為(wèi)路徑信号接收機使用。例如(rú)DTC系列電纜故障測試儀，其配套的(de)定點儀，采用聲磁同步方式，可(kě)以用聲測法進行故障定點，其故障定點時采用表頭、耳機同時接收顯示方式，極為(wèi)方便。也可(kě)以作路徑信号接收機使用，可(kě)以接收路徑儀信号源發出的(de)路徑信号，也可(kě)以接收電纜故障定點時的(de)高(gāo)壓脈沖電磁波信号，是真正的(de)一(yī)機多用。

單片機控制的(de)大屏幕液晶顯示電纜故障測試儀特點：

(1)、可(kě)靠性髙：因為(wèi)閃測儀軟件固化，不會存在軟件故障，操作失誤時，可(kě)以複位重來，整個過程隻需幾秒鍾時間。

(2)、測試快速：帶直流電源供電的(de)單片機控制的(de)閃測儀，到現場幾分鍾內(nèi)就能完成測試電纜全長(cháng)及傳輸速度、電纜短(duǎn)路故障、電纜斷線故障任務。

(3)、故障率低(dī)：因為(wèi)是專用測試儀器，不會用作為(wèi)其他用途，所以單片機控制閃測儀就不容易出故障，這一(yī)點對電纜維修用戶是十分必要的(de)。

單片機控制的(de)閃測儀其缺點為(wèi)數據存貯量小。一(yī)般隻存貯兩組波形，但是對儀器使用者來說，一(yī)般用同屏幕兩組波形對比（即用好相的(de)低(dī)壓脈沖法全長(cháng)測試波形及故障相的(de)高(gāo)壓沖閃法測試波形進行對比）已經足夠了。

2、筆(bǐ)記本型電纜故障測試儀：

筆(bǐ)記本型電纜故障測試儀，作為(wèi)計算機領域的(de)一(yī)個典型應用，在技術上無疑是進步。計算機的(de)大容量數據存貯處理(lǐ)功能，網絡的(de)數據傳輸功能，方便的(de)信息管理(lǐ)功能，給電纜故障測試儀儀器提供了一(yī)個更好的(de)平台，使用好了，無疑是會對提高(gāo)測試水平起到一(yī)個事半功倍的(de)推動作用。但是，任何事情都有兩個方面，筆(bǐ)記本電纜故障測試儀也有它的(de)固有缺點，在某些環境、某些場合下、它的(de)使用确實不如(rú)用單片機控制的(de)液晶顯示的(de)電纜故障測試儀來得方便。

(1)、筆(bǐ)記本電腦電纜故障測試儀的(de)組成形式：

目前市場上流行的(de)筆(bǐ)記本電纜故障測試儀，其核心是閃測儀不同，定點儀、路徑儀與一(yī)般的(de)電纜故障測試儀相同，測試原理(lǐ)也相同，它有以下幾種形式：

①、閃測儀采用一(yī)個筆(bǐ)記本數據采集器，定點儀、路徑儀獨立裝箱使用，即兩箱一(yī)包式、或一(yī)箱一(yī)包式，這種形式的(de)閃測儀，完全靠筆(bǐ)記本電腦進行數據采集和(hé)操作，對電腦依賴性最髙，電腦出了任何問題，都會直接影響測試儀使用。

②、閃測儀采用将筆(bǐ)記本數據采集器及路徑儀信号源合二為(wèi)一(yī)的(de)形式。定點儀獨立裝箱。一(yī)般為(wèi)兩箱一(yī)包式。這種配置，與第一(yī)種配置一(yī)樣，故障粗測完全依賴于筆(bǐ)記本電腦。

③、閃測儀有獨立的(de)操作和(hé)顯示系統，閃測儀上面有筆(bǐ)記本電腦接口。路徑儀、定點儀獨立裝箱。這種配置，筆(bǐ)記本作為(wèi)輔助測試儀器，可(kě)有可(kě)無。一(yī)般情況下，用戶很少使用筆(bǐ)記本來測試，因為(wèi)用單片機系統來測試故障方便快捷，所以這種配置隻增加了儀器的(de)複雜性和(hé)成本，實際意義不大。

④、閃測儀采用電腦主闆，顯示器用液晶顯示器，這種閃測儀，實質上與單片機控制的(de)閃測儀性能基本相似。由于使用電腦主闆，其數據存貯容量比使用單片機的(de)閃測儀大。另外，有的(de)閃測儀可(kě)以帶軟驅，USB接口等等，與筆(bǐ)記本電腦通信比較方便。但是這種閃測儀，也有與筆(bǐ)記本閃測儀同樣有的(de)缺點，使用相對變的(de)複雜一(yī)些。

(2)、筆(bǐ)記本電腦故障測試儀使用中的(de)問題：

筆(bǐ)記本閃測儀，從其設計的(de)技術角度說，應該說是比較先進的(de)，使用也不會存在大的(de)問題，但針對不同使用單位和(hé)使用現場，其缺點也十分明顯：

①、現場使用不夠快捷：現場測試時，閃測儀一(yī)般隻用短(duǎn)短(duǎn)幾分鍾時間就結束。但使用用筆(bǐ)記本電腦，從電腦開機到運行程序、本身的(de)過程就比較長(cháng)，加上筆(bǐ)記本電源問題、閃測儀數據采集器電源問題、電腦死機問題、耗用的(de)時間就更長(cháng)。

②、電腦的(de)可(kě)靠性問題：由于筆(bǐ)記本本身是通用的(de)辦公設備，所以用戶購買後，一(yī)般會将配用的(de)筆(bǐ)記本電腦用作其他用途，這樣，我們使用電腦時遇到的(de)問題，在故障測試時都會遇到。例如(rú)：病毒感染問題、操作系統及軟件問題。不管是什麽問題，都會影響用戶進行故障測試，讓用戶以為(wèi)儀器有故障（其實大多時間是因為(wèi)筆(bǐ)記本電腦有問題）。

③、軟件可(kě)靠性問題：應該說，大部分廠家的(de)筆(bǐ)記本軟件，軟件本身沒有多大問題。但是也有部分廠家，軟件設計不夠完善，結果為(wèi)閃測儀前端（數據采集器）要挑選電腦（通用性不好），這個電腦能用，換個電腦又不能用。有些廠家的(de)閃測儀軟件隻能在筆(bǐ)記本系統盤（C盤）安裝，這樣，當電腦被用戶使用一(yī)段時間後，操作系統出了問題，筆(bǐ)記本程序就無法正常使用，隻有重新安裝操作系統及軟件才行。

④、顯示問題：筆(bǐ)記本電腦閃測儀還有一(yī)個較大的(de)缺陷就是，在室外工作時，尤其是有日光時，筆(bǐ)記本的(de)顯示成為(wèi)很大問題，這給用戶會帶來極大不便。

總之，用筆(bǐ)記本電腦閃測儀，對于大部分供電維修使用人員而言，是不太适應的(de)。因為(wèi)我們現在還不能做(zuò)到所有電纜故障維修人員都是電腦方面的(de)專家，可(kě)以自(zì)己安裝操作系統和(hé)軟件、自(zì)己解決電腦所有故障。用戶使用儀器時，電腦出了故障，儀器就不能正常使用，會給用戶解決電纜故障造成很大問題。

另外，針對廠家宣傳的(de)電纜測試管理(lǐ)功能，從實際使用情況看，用戶很少使用。現在縣一(yī)級以上的(de)供電局，都有自(zì)己的(de)內(nèi)部管理(lǐ)網絡，所以筆(bǐ)記本電腦設計的(de)管理(lǐ)功能，實際很少發揮作用。用戶購買儀器、主要是為(wèi)了解決電纜故障。

3、中低(dī)壓電纜故障測試儀

中低(dī)壓電纜故障測試，按測試原理(lǐ)的(de)不同分為(wèi)三種：一(yī)是用脈沖反射法測試原理(lǐ)進行故障粗測，采用比較特殊的(de)高(gāo)壓附件配套進行故障定點，例如(rú)用專用的(de)電壓等級較低(dī)的(de)高(gāo)壓測試電源，采用大容量的(de)脈沖電容器等等，這與傳統的(de)電纜故障測試儀基本一(yī)樣；二是用跨步電壓測試法進行故障測試；三是用電橋測試原理(lǐ)進行測試。現在市場上流通的(de)中低(dī)壓電纜檢測儀，大部分是完成電纜故障粗測功能。其原理(lǐ)一(yī)般是采用電橋法，隻不過是現在已經采用了計算機技術，采用的(de)是智能電橋。有低(dī)壓電橋、高(gāo)壓電橋等等。有些儀器還采用了超高(gāo)壓數字電橋原理(lǐ)。給故障點加的(de)電壓一(yī)般為(wèi)200V以上，最高(gāo)可(kě)以加到20KV。對于故障電阻較低(dī)的(de)(電阻小于600MΩ) 電纜故障。用中低(dī)壓電纜檢測儀可(kě)以粗測故障距離(lí)。

應用範圍：适用于故障電阻值不高(gāo)的(de)洩漏性故障測試。一(yī)般用于6000V以下等級的(de)電纜故障測試<故障距離(lí)粗測>。

優點：對于适應測試的(de)電纜故障，其使用簡單，對使用人員的(de)技術要求不高(gāo)。即“傻瓜”式測試。另外，對于有些故障點，如(rú)有些電纜接頭故障，由于故障點爬電距離(lí)長(cháng)，不能形成“閃絡”放電的(de)故障，由于無法用脈沖反射法（閃測法）進行故障 距離(lí)粗測，采用電橋法測試就有其優越性。

缺點：隻能測中低(dī)壓電纜的(de)洩漏性故障，對于高(gāo)壓電纜的(de)大部分高(gāo)電阻故障、閃絡性故障、斷線故障、以及不知道(dào)電纜全長(cháng)的(de)故障無法直接進行測試。