電力電纜的在線監(jiān)測(cè)

1、第六章第六章 電力電纜在線監(jiān)測(cè)電力電纜在線監(jiān)測(cè)電力電纜的結(jié)構(gòu)n目前，在我國(guó)交流輸電網(wǎng)絡(luò)中的電纜大多采用圖1-1所示的結(jié)構(gòu)。從內(nèi)到外主要分為線芯、絕緣層和護(hù)層.1）線芯n電力電纜線芯的作用主要是傳送電流，線芯的損耗主要由導(dǎo)體截面積和電導(dǎo)系數(shù)來(lái)決定。為了減少電力電纜線芯中的損耗和電壓降，電纜線芯一般由具有高電導(dǎo)系數(shù)的金屬材料銅或鋁制成。n電力電纜必須保證一定的柔韌性和可彎曲度，因此，較大截面的電纜線芯要由多根較小直徑的導(dǎo)線絞合而成。實(shí)際上，根據(jù)線芯的外形可分為圓形線芯、中空?qǐng)A形線芯、扇形線芯、橢圓形線芯四類。由于圓形線芯的電氣特性比較均勻，在35KV及以上電壓等級(jí)的電力電纜中主要采用圓形線芯，其它

2、形式的線芯在低壓線路中也有一定的運(yùn)用。2)絕緣層n作為電力電纜的絕緣層材料，必須具有以下幾個(gè)特性：n(1)較高的擊穿場(chǎng)強(qiáng)（脈沖、工頻等）；n(2)較低的介質(zhì)損耗系數(shù)；n(3)相當(dāng)高的絕緣電阻；n(4)優(yōu)良的耐樹枝放電、局部放電能力；n(5)一定的機(jī)械強(qiáng)度和柔韌性；n(6)電氣及物理性能的長(zhǎng)期穩(wěn)定性等。 目前在高壓電纜的生產(chǎn)工藝上，一般采用三層共擠的生產(chǎn)方式（內(nèi)屏蔽層、絕緣層、外屏蔽層）。3)護(hù)層n為使電纜適應(yīng)各種使用環(huán)境的要求，在電纜絕緣層外施加了覆蓋層，統(tǒng)稱為護(hù)層。n電纜的護(hù)層是構(gòu)成電纜的三大組成部分之一，它的主要作用是保護(hù)電纜絕緣層在敷設(shè)和運(yùn)行過(guò)程中，免受機(jī)械損傷和各種環(huán)境因素的影響，如水

3、、日光、生物、火災(zāi)等的破壞，以保持電纜長(zhǎng)時(shí)間的電氣穩(wěn)定性。因此，電纜護(hù)層的運(yùn)行狀況直接關(guān)系到電纜的使用壽命。n電纜護(hù)層所用材料繁多，主要可分為兩大類。一類是由金屬材料，如鋁、鉛、鋼銅等，主要用以制造密封護(hù)套、鎧裝或屏蔽。由于金屬材料具有不透水性，因此可以防止水分和其它有害物質(zhì)進(jìn)入電纜的絕緣層。另一類是非金屬材料，主要有橡皮、塑料、涂料以及各種纖維制品。由于電纜金屬材料的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕范疇，因此，為了防止對(duì)金屬護(hù)層的腐蝕，常采用非金屬材料作為金屬護(hù)層的外部保護(hù)。電力電纜的電氣參數(shù)n電力電纜的主要電氣參數(shù)有線芯的有效電阻、電感、絕緣電阻以及電容四個(gè)參數(shù),這些統(tǒng)稱為電纜的一次參數(shù)。電力電纜的波阻

4、抗、衰減常數(shù)、相位移常數(shù)則成為電纜的二次參數(shù)，二次參數(shù)可以從一次參數(shù)計(jì)算而得。電纜的電氣參數(shù)決定電纜的傳輸性能，如電纜線路的電壓調(diào)整率就主要是由電纜線芯的電阻和電感來(lái)決定的（對(duì)于長(zhǎng)電纜線路，絕緣電阻和電容也影響到電壓調(diào)整率）。故障率統(tǒng)計(jì)n長(zhǎng)期積累的電力電纜試驗(yàn)研究結(jié)果證實(shí)：電力電纜護(hù)層、電力電纜附件是電纜線路中絕緣結(jié)構(gòu)相對(duì)薄弱、容易發(fā)生運(yùn)行故障的部分。其次，電力電纜在制造、敷設(shè)施工、運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量、過(guò)負(fù)荷運(yùn)行以及外力破環(huán)等問(wèn)題，也是導(dǎo)致電纜線路中電纜本體發(fā)生運(yùn)行故障的直接原因。然而這一試驗(yàn)研究結(jié)果需要經(jīng)實(shí)際運(yùn)行情況的驗(yàn)證，這里以故障率做為統(tǒng)計(jì)量。n統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：10K

5、V220KV電力電纜的平均運(yùn)行故障率由1999年的11.5次/（百km.年），逐年下降至2003年度的5.6次/（百km.年。n與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)電力電纜運(yùn)行故障率高出許多。造成電纜線路故障率較高的原因主要在以下三個(gè)方面：n1）二十世紀(jì)七十年代至八十年代投入運(yùn)行的XLPE絕緣電力電纜產(chǎn)品均采用1+2擠出的生產(chǎn)設(shè)備和濕法蒸汽交聯(lián)工藝，有近40,000km質(zhì)量不穩(wěn)定的電力電纜產(chǎn)品投入輸配電網(wǎng)運(yùn)行，且基本進(jìn)入高故障率時(shí)期。n2）由于電力電纜線路一次性投資較大，其直接成本是架空線路的4倍，如果計(jì)及拆遷、土建等間接費(fèi)用，其投資成本約是架空線路的10多倍。電纜線路也就成為輸配電網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，特別是用電

6、高峰季節(jié)，大約有72%的電纜線路長(zhǎng)期處于過(guò)負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)且不能夠及時(shí)進(jìn)行維護(hù)。同時(shí)，由于受到經(jīng)濟(jì)條件限制，部分區(qū)域或企業(yè)將過(guò)去投運(yùn)的6KV油紙絕緣電力電纜升壓至10KV電壓系統(tǒng)中運(yùn)行，造成電纜線路運(yùn)行事故明顯增加。n3）在我國(guó)城市規(guī)劃工作中，自來(lái)水、煤氣、通訊、市政、路橋、房地產(chǎn)、電力以及環(huán)衛(wèi)、綠化等基礎(chǔ)建設(shè)工程缺乏系統(tǒng)管理，造成電力電纜線路外力破壞故障大幅上升。加之從業(yè)人員素質(zhì)參差不起，電力電纜線路敷設(shè)安裝質(zhì)量和運(yùn)行維護(hù)得不到保證。電力電纜故障成因分析電纜故障分類電纜故障分為：開路故障、低阻故障和高阻故障三種類型電纜故障分為：開路故障、低阻故障和高阻故障三種類型 相間或相對(duì)地絕緣電阻相間或相對(duì)

7、地絕緣電阻高，但工作電壓不能傳高，但工作電壓不能傳輸?shù)浇K端或帶載能力差輸?shù)浇K端或帶載能力差電纜相間或相對(duì)地絕緣電纜相間或相對(duì)地絕緣受損，其絕緣電阻小到受損，其絕緣電阻小到能用低壓脈沖法測(cè)量的能用低壓脈沖法測(cè)量的一類故障一類故障相對(duì)于低阻相對(duì)于低阻故障而言故障而言n對(duì)電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)的注意力主要集中在主絕緣上，開發(fā)了一些電纜主絕緣在線監(jiān)測(cè)儀。日本從二十世紀(jì)八十年代起就開始對(duì)XLPE電纜主絕緣老化的診斷問(wèn)題開始研究，提出了直流分量法、疊加電壓法和電介質(zhì)損耗法等多種診斷技術(shù)，并在80年代后期研制出多種可供實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)直接使用的設(shè)備，如住友電氣工業(yè)株式會(huì)社的在線運(yùn)行電纜監(jiān)測(cè)儀。在國(guó)內(nèi)，上海電纜研究

8、所研制的CDZ型XLPE電纜診斷儀等。這些技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮了較好的效果。電纜絕緣的劣化和診斷內(nèi)容交聯(lián)聚乙烯塑料電纜應(yīng)用廣泛，替代了油紙絕緣交聯(lián)聚乙烯塑料電纜應(yīng)用廣泛，替代了油紙絕緣一、絕緣劣化原因一、絕緣劣化原因1、熱劣化、熱劣化溫度過(guò)高，材料氧化分解，導(dǎo)致電纜絕緣電阻和耐壓性能下降溫度過(guò)高，材料氧化分解，導(dǎo)致電纜絕緣電阻和耐壓性能下降可通過(guò)檢測(cè)其直流高壓下的泄漏電流和測(cè)量交流電壓下的介質(zhì)可通過(guò)檢測(cè)其直流高壓下的泄漏電流和測(cè)量交流電壓下的介質(zhì)損耗角正切損耗角正切2、電氣劣化、電氣劣化電暈放電發(fā)展樹枝狀放電電暈放電發(fā)展樹枝狀放電監(jiān)測(cè)電纜局部放電監(jiān)測(cè)電纜局部放電3、水樹枝劣化、水樹枝劣化有機(jī)材

9、料的長(zhǎng)期吸水形成水樹枝劣化有機(jī)材料的長(zhǎng)期吸水形成水樹枝劣化研究表明介質(zhì)損耗的大小隨水樹技老化的程度而增加，在研究表明介質(zhì)損耗的大小隨水樹技老化的程度而增加，在0.150Hz之間的損耗因數(shù)與水樹技老化程度有很好的相關(guān)性之間的損耗因數(shù)與水樹技老化程度有很好的相關(guān)性 檢測(cè)介質(zhì)損耗角正切或直流泄漏電流檢測(cè)介質(zhì)損耗角正切或直流泄漏電流4、化學(xué)性劣化、化學(xué)性劣化化學(xué)部門，有溶解，龜裂等現(xiàn)象化學(xué)部門，有溶解，龜裂等現(xiàn)象測(cè)量介質(zhì)損耗角正切和直流泄漏電流測(cè)量介質(zhì)損耗角正切和直流泄漏電流二、電纜在線監(jiān)測(cè)參數(shù)二、電纜在線監(jiān)測(cè)參數(shù)介質(zhì)損耗角正切介質(zhì)損耗角正切局部放電局部放電直流泄漏電流直流泄漏電流電纜絕緣的在線監(jiān)測(cè)一

10、、直流法一、直流法導(dǎo)電芯發(fā)生水樹時(shí)，從導(dǎo)電芯到外皮有一個(gè)負(fù)電流流過(guò)，即水導(dǎo)電芯發(fā)生水樹時(shí)，從導(dǎo)電芯到外皮有一個(gè)負(fù)電流流過(guò)，即水樹枝整流作用（在交流電壓下）樹枝整流作用（在交流電壓下）該電流（納安級(jí)）與水樹枝長(zhǎng)度之間有一定相關(guān)性，以此可以該電流（納安級(jí)）與水樹枝長(zhǎng)度之間有一定相關(guān)性，以此可以判斷水樹或絕緣的劣化判斷水樹或絕緣的劣化通常認(rèn)為直流電流小于通常認(rèn)為直流電流小于1nA時(shí)絕緣良好，大于時(shí)絕緣良好，大于100nA時(shí)為絕緣時(shí)為絕緣不良，介于二者之間要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)不良，介于二者之間要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)當(dāng)外皮發(fā)生水樹時(shí)，外皮有一個(gè)正電流流過(guò)。當(dāng)外皮發(fā)生水樹時(shí)，外皮有一個(gè)正電流流過(guò)。1、直流成分法、直流成分法 電

11、纜中有水樹時(shí)，類似于尖電纜中有水樹時(shí)，類似于尖-板電極具有整流作用。運(yùn)行板電極具有整流作用。運(yùn)行電壓作用下，在由電源線、電纜導(dǎo)電芯，電壓作用下，在由電源線、電纜導(dǎo)電芯，XLPE絕緣、電纜接絕緣、電纜接地線、地線、GPT(接地保護(hù)用電壓互感器接地保護(hù)用電壓互感器)、電源線構(gòu)成的回路中、電源線構(gòu)成的回路中會(huì)有微弱的直流成份電流流過(guò)。將納安級(jí)微電流測(cè)量裝置會(huì)有微弱的直流成份電流流過(guò)。將納安級(jí)微電流測(cè)量裝置M串接入電纜的接地線中如圖所示，即可測(cè)出此電流。微電流串接入電纜的接地線中如圖所示，即可測(cè)出此電流。微電流測(cè)量裝置應(yīng)并接有低通濾波器及接地保護(hù)裝置，以衰減交流測(cè)量裝置應(yīng)并接有低通濾波器及接地保護(hù)裝置

12、，以衰減交流成份、檢出直流成份，并保證試驗(yàn)人員及裝置的安全。通常成份、檢出直流成份，并保證試驗(yàn)人員及裝置的安全。通常認(rèn)為直流成份電流小于認(rèn)為直流成份電流小于lnA時(shí)絕緣良好，大于時(shí)絕緣良好，大于100nA時(shí)絕緣時(shí)絕緣不良，介于兩者間時(shí)要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。不良，介于兩者間時(shí)要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。對(duì)于6.6KV和10KV兩種電纜，日本標(biāo)準(zhǔn)：n對(duì)額定電壓為6.6KV的電力電纜，若直流泄漏電流小于0.5nA是好電纜；介于0.5nA30nA之間，則電纜有危險(xiǎn)，要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，隨時(shí)準(zhǔn)備更換；大于30nA是壞電纜。n對(duì)額定電壓為10KV的電力電纜，則直流泄漏電流小于1nA是好電纜，介于1nA和100nA之間，則電纜有危險(xiǎn)，要加強(qiáng)

13、監(jiān)測(cè)，隨時(shí)準(zhǔn)備更換；大于100nA是壞電纜。ES為護(hù)層對(duì)地為護(hù)層對(duì)地化學(xué)作用電勢(shì)化學(xué)作用電勢(shì)接地保護(hù)用電壓接地保護(hù)用電壓互感器互感器當(dāng)電纜護(hù)層的絕緣電阻下降時(shí)，會(huì)出現(xiàn)化當(dāng)電纜護(hù)層的絕緣電阻下降時(shí)，會(huì)出現(xiàn)化學(xué)作用電勢(shì)學(xué)作用電勢(shì)ES1000良繼續(xù)使用10KV50006KV3001000輕度不良監(jiān)視使用10KV100050006KV30300中度不良計(jì)劃使用10KV10010006KV30嚴(yán)重不良立即跟換10KV1良繼續(xù)使用1不良定位 修理RT/M100不良定位 修理或更換二、電橋法二、電橋法用電橋測(cè)量電用電橋測(cè)量電纜絕緣電阻纜絕緣電阻42411)(URUERn電纜護(hù)層與地之間化學(xué)作用電勢(shì)Es的影響

14、，可調(diào)節(jié)E0來(lái)消除，即反復(fù)調(diào)節(jié)R4及E0，使V0指示為零，此時(shí)Es對(duì)電橋平衡沒(méi)有影響。連接于三相高壓導(dǎo)線其它設(shè)備的對(duì)地絕緣電阻與R3并聯(lián)，由于R3之值并不參與計(jì)算，因此其它設(shè)備的絕緣電阻不影響測(cè)量結(jié)果。也要防止所加直流電壓對(duì)GPT的有害影響。工頻法n將加于電纜的電壓（通過(guò)電壓互感器）及流過(guò)絕緣的工頻電流（通過(guò)電流互感器信號(hào)取出，再通過(guò)數(shù)字化測(cè)量裝置測(cè)出電纜絕緣的tg。當(dāng)tg大于一定值時(shí)，絕緣可判為不良。注意電壓、電流互感器角差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。應(yīng)用靈敏度為0.01%的測(cè)量裝置可很好地監(jiān)測(cè)絕緣，由此得到的tg反映的是絕緣缺陷的平均程度。三、低頻法三、低頻法1、低頻成分法、低頻成分法由于水樹的存在

15、，除了直流成份外，在電纜的充電電流中由于水樹的存在，除了直流成份外，在電纜的充電電流中也含有低頻成份。根據(jù)頻譜分析，其頻率在也含有低頻成份。根據(jù)頻譜分析，其頻率在10Hz，特別，特別是是3Hz以下的低頻電流可診斷絕緣。由于低頻電流也是納以下的低頻電流可診斷絕緣。由于低頻電流也是納安級(jí)的，對(duì)測(cè)量裝置要求較高。安級(jí)的，對(duì)測(cè)量裝置要求較高。2、低頻疊加法、低頻疊加法為避免直流微電流測(cè)量上的困難，可將為避免直流微電流測(cè)量上的困難，可將7.5Hz、20V的低的低頻電壓在線疊加于電纜在電纜接地線中串接入測(cè)量裝置，頻電壓在線疊加于電纜在電纜接地線中串接入測(cè)量裝置，以得到相應(yīng)的絕緣電阻值。一般情況下當(dāng)絕緣電阻

16、小于以得到相應(yīng)的絕緣電阻值。一般情況下當(dāng)絕緣電阻小于1000 M時(shí)，性能不好；當(dāng)絕緣電阻小于時(shí)，性能不好；當(dāng)絕緣電阻小于400 M時(shí)，時(shí)，電纜應(yīng)立即更換。電纜應(yīng)立即更換。復(fù)合判斷法n由于絕緣狀態(tài)與其特性參數(shù)間的統(tǒng)計(jì)分散性，僅用一種方法來(lái)診斷絕緣，會(huì)有漏判或錯(cuò)判的可能。采用幾種方法，互相配合進(jìn)行復(fù)合診斷可提高診斷的正確性。采用包含直流疊加法及tg法的復(fù)合診斷，對(duì)不良電纜的診斷的準(zhǔn)確率很高。根據(jù)測(cè)量裝置研制的難易程度、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中的干擾情況等，我國(guó)目前宜采用包含直流疊加法和tg法的復(fù)合判斷法來(lái)對(duì)XLPE電纜進(jìn)行在線診斷?？偨Y(jié)：n電橋法通過(guò)調(diào)節(jié)電壓和電阻可削弱電纜護(hù)層與地之間化學(xué)作用產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)ES的

17、影響?？紤]直流電壓對(duì)GPT的有害影響，它僅適于10kV的電纜。ntan介損法反映電纜絕緣的整體缺陷水平，是目前對(duì)電容性設(shè)備絕緣水平的主要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，但部分水樹生長(zhǎng)而沒(méi)擊穿時(shí)，引起絕緣電阻減少，很難使tan變化，大大降低了檢測(cè)精度。因介損法是電纜本身的屬性，也可作為高壓電纜的監(jiān)測(cè)手法之一。n直流成份法利用在外界電場(chǎng)作用下電纜因整流效應(yīng)而產(chǎn)生的直流分量，很難排除電動(dòng)勢(shì)ES的影響，故僅作為電纜絕緣在線檢測(cè)的綜合判據(jù)之一。n。n差頻監(jiān)測(cè)法是在工頻交流電下疊加低頻電壓，觀察其對(duì)老化電纜的響應(yīng)程度。n研究發(fā)現(xiàn)含水樹枝XLPE電纜同時(shí)施加兩個(gè)頻率相近或相似呈倍數(shù)關(guān)系的正弦電壓時(shí)，檢測(cè)回路中會(huì)產(chǎn)生超低頻水樹劣化

18、特征電流信號(hào)，據(jù)此可在線診斷電纜絕緣的水樹枝老化狀態(tài)，疊加約101Hz的信號(hào)最佳，但需考慮信號(hào)加載的位置和可靠性因素.XLPE電力電纜護(hù)層缺陷的影響及其檢測(cè)技術(shù)n XLPE電力電纜護(hù)層缺陷的影響n護(hù)層缺陷、故障對(duì)電纜的運(yùn)行和使用壽命的影響是顯而易見(jiàn)的，其影響與危害視電纜的電壓等級(jí)、電纜結(jié)構(gòu)、敷設(shè)環(huán)境和電纜外金屬屏蔽層的互聯(lián)方式不同而不同。1)對(duì)10KV及以下電壓等級(jí)XLPE電纜的影響n10KV及以下電壓等級(jí)XLPE電纜一般為三相三芯電纜，金屬屏蔽層互聯(lián)且共用金屬鎧裝及絕緣護(hù)層。由于三相電壓的對(duì)稱性，金屬護(hù)層上所感應(yīng)電壓極其微弱，因此當(dāng)護(hù)套絕緣損傷后對(duì)電纜的短期運(yùn)行威脅不大。n但由于水分侵入，會(huì)

19、導(dǎo)致電纜絕緣產(chǎn)生水樹枝的幾率增加，電纜的長(zhǎng)期壽命受到嚴(yán)重影響，同時(shí)使得對(duì)電纜的絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)受到影響或失效；如果出現(xiàn)電纜金屬層被腐蝕情況，電化學(xué)樹枝對(duì)電纜壽命的威脅大于水樹枝。2)對(duì)35KV及以上電壓等級(jí)電纜的影響n35KV及以上電壓等級(jí)電纜多采用單根敷設(shè)方式，由于三相電纜很難對(duì)稱敷設(shè)，多采用外金屬屏蔽層交叉換位互聯(lián)，然后一點(diǎn)或兩點(diǎn)接地的方式，以保證各電纜感應(yīng)電勢(shì)相位對(duì)稱和幅值相等。因此，一旦電纜護(hù)層絕緣破損，在電纜金屬屏蔽層上的感應(yīng)電勢(shì)即會(huì)出現(xiàn)不平衡，導(dǎo)致環(huán)流、渦流，造成局部過(guò)熱，嚴(yán)重影響電纜的長(zhǎng)期壽命和短時(shí)運(yùn)行安全，電纜金屬護(hù)層接地時(shí)對(duì)載流容量的影響可達(dá)30%40%。n如果電纜金屬層

20、被腐蝕，在被腐蝕處將出現(xiàn)空氣隙和電場(chǎng)集中，極易產(chǎn)生局部放電和引發(fā)電樹枝，甚至出現(xiàn)電化學(xué)樹枝，對(duì)電纜正常運(yùn)行造成威脅。除此之外，水分侵入導(dǎo)致引發(fā)水樹枝幾率增加，直接影響電纜的長(zhǎng)期壽命。護(hù)層絕緣電阻下降嚴(yán)重和金屬屏蔽層被腐蝕產(chǎn)生接地化學(xué)電勢(shì)時(shí)還會(huì)對(duì)主絕緣的在線監(jiān)視造成嚴(yán)重影響。外護(hù)層缺陷或故障的影響主要是：(1)導(dǎo)致金屬護(hù)層(電纜金屬套或金屬屏蔽層)出現(xiàn)多點(diǎn)接地，金屬護(hù)層會(huì)產(chǎn)生環(huán)流造成損耗發(fā)熱，導(dǎo)致絕緣層局部過(guò)熱并加速絕緣老化，嚴(yán)重影響主絕緣壽命；(2)護(hù)層絕緣損傷、因外力或電磁力引起護(hù)層聯(lián)接處位移應(yīng)變和錯(cuò)位導(dǎo)致水分侵入，主絕緣產(chǎn)生水樹老化的概率增加，對(duì)電纜壽命產(chǎn)生嚴(yán)重影響；(3)主絕緣在金屬護(hù)層

21、被腐蝕處產(chǎn)生電場(chǎng)集中，易于產(chǎn)生局部放電和引發(fā)電樹枝，對(duì)電纜運(yùn)行安全造成威脅。XLPE電力電纜護(hù)層缺陷的檢測(cè)技術(shù)n對(duì)高壓XLPE電力電纜外護(hù)層的故障檢測(cè)一般分兩步進(jìn)行，先用電橋法或壓降比法進(jìn)行故障預(yù)定位，然后根據(jù)不同情況分別采用直流沖擊法、跨法電壓法、音頻法進(jìn)行精確定位.1)直流電橋法n直流電橋法預(yù)定位原理圖如圖所示。R1為電橋的標(biāo)準(zhǔn)電阻，L為電纜長(zhǎng)度，X為測(cè)量處與故障點(diǎn)的距離。設(shè)單位長(zhǎng)度電纜金屬層電阻為R0，調(diào)節(jié)電阻R2，使檢流計(jì)指示為0，此時(shí)電橋平衡，有：n電橋法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、使用方便；其缺點(diǎn)是需要知道電纜的準(zhǔn)確長(zhǎng)度等原始技術(shù)資料。另外，由于電纜的金屬屏蔽層單位長(zhǎng)度電阻R0較小，一般為0

22、.010.1/km，與接觸電阻相近，因此接觸電阻的大小對(duì)故障距離的測(cè)量精度有很大影響，測(cè)量時(shí)應(yīng)采取措施以減小接觸電阻，從而提高測(cè)量精度。2)壓降比較法n壓降比較法原理如圖所示，當(dāng)測(cè)量開關(guān)打在“1”時(shí)，調(diào)節(jié)電壓源En，由電流表讀取電流值I，由電壓表讀取電壓值U1。設(shè)單位長(zhǎng)度電纜金屬護(hù)層電阻為R0，由測(cè)量電路可知，電壓值U1只與回路電阻xR0有關(guān)，即得：U1 0 =IR0 xn同理，當(dāng)開關(guān)打在“2”時(shí)，調(diào)節(jié)電壓源En，使電流表電流仍為I，由電壓表獲得電壓值U2，U2只與回路電阻(Lx)R0有關(guān)，即：U =IR0 (L -x)n消去IR0，即得故障點(diǎn)距離：應(yīng)當(dāng)注意，壓降比較法適用于外護(hù)套只有應(yīng)當(dāng)注意

23、，壓降比較法適用于外護(hù)套只有1個(gè)故障點(diǎn)的情況，個(gè)故障點(diǎn)的情況，否則所得結(jié)果是多個(gè)故障點(diǎn)的平均值；另外，用壓降比較法否則所得結(jié)果是多個(gè)故障點(diǎn)的平均值；另外，用壓降比較法進(jìn)行預(yù)定位時(shí)，需用絕緣完好的導(dǎo)線作為通路。進(jìn)行預(yù)定位時(shí)，需用絕緣完好的導(dǎo)線作為通路。3) 直流沖擊法n直流沖擊法是比較原始的方法，其定位原理如圖所示。n首先利用球隙放電產(chǎn)生脈沖電壓，該電壓在護(hù)層絕緣破損處產(chǎn)生多頻譜放電電流、聲、光及磁場(chǎng)等放電信號(hào)，然后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)放電信號(hào)來(lái)對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行精確定位該方法的特點(diǎn)是試驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單、操作方便，主要適用于新敷設(shè)的電纜，特別適于尚未填埋的電纜，這時(shí)利用裸耳即能聽(tīng)到故障點(diǎn)放電聲，在深夜效果更明顯。但

24、由于此法的沖擊電壓及能量較高，長(zhǎng)時(shí)間放電時(shí)對(duì)電纜金屬護(hù)層及外護(hù)套都有破壞性，還會(huì)將正常運(yùn)行時(shí)不必處理的薄弱點(diǎn)擊穿擴(kuò)大為故障點(diǎn)，因此對(duì)已投運(yùn)的高壓電纜不提倡使用此法。4) 跨步電壓法n跨步電壓法是目前應(yīng)用最為廣泛且非常有效的高精度定位方法，其基本裝備為一高壓系列脈沖發(fā)生器和一套帶有探針的電位差計(jì)或毫伏表。其原理如圖所示。在電纜金屬護(hù)層與地之間施加一高壓脈沖電流，用電位差計(jì)沿電纜路徑探測(cè)，根據(jù)不同的情況，可分別用以下2種檢測(cè)方法。（1）當(dāng)知道電纜走向時(shí)，可用探針沿電纜方向探測(cè)，在故障點(diǎn)附近時(shí)，電位差迅速增加，在故障點(diǎn)前達(dá)到最大值；在故障點(diǎn)正上方，電位差為零；過(guò)故障點(diǎn)后，指針?lè)雌矣诌_(dá)最大值，其電位差計(jì)沿電纜走向的電位差值分布如圖a所示。根據(jù)電位差值的這些特征就可對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位。（2）當(dāng)受電纜長(zhǎng)度方向的地面情況限制不易測(cè)量時(shí)，可利用放電電流在故障點(diǎn)上方環(huán)形發(fā)散的特點(diǎn)來(lái)定位，定位方法如圖b所示，在不同