电缆故障定位方法及原理
在供电系统中，一直有“三分仪器七分找”的说法，认为电缆定位比较困难。随着仪表技术的进步，电缆定位更为方便，因此在实践应用中选择合理的仪器及定位经验更为重要。
通常，电缆故障点定位分四步进行，主要包括判断故障点类型、选择合适方法及相应的仪器、粗测定位以及精确定点。其中，粗测定位方法有电桥法、波反射法两种。目前波反射法定位仪较普及。但是有几种电缆故障很难用波反射法查找，比如高压电缆护套绝缘缺陷点、钢带铠装低压力缆、PVC电缆和短电缆都无法被定位。另外，一些高阻击穿点在冲击电压下无法击穿，也难以定位。
粗测定位的方法及原理
波反射法。波反射法主要适用于测量电缆的低阻、短路与断路故障。据统计，该类故障约占电缆故障的10%。低压脉冲法还可用于测量电缆的长度、电磁波在电缆中的传播速度以及区分电缆的中间头、T型接头与终端头等。波反射法能测量电缆长度，校正电缆波速度，尤其是定位断线故障非常方便，不必在远端短路电缆，符合数字化、智能化的潮流。
波反射法的工作原理是测试时向电缆注入一低压脉冲，该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点，如短路点、故障点、中间接头等，脉冲产生反射，回送到测量点被仪器记录下来。波形上发射脉冲与反射脉冲的时间差△t，对应脉冲在测量点与阻抗不匹配点往返一次的时间，已知脉冲在电缆中的波速度V，则阻抗不匹配点距离可由 L=V?△t 2 计算得出。
通过识别反射脉冲的极性，可以判定故障的性质。断路故障反射脉冲与发射脉冲极性相同，而短路故障的反射脉冲与发射脉冲极性相反。
由上式得知，脉冲在电缆中的波速度对于准确地计算出故障距离很关键。在不确定电缆波速度值的情况下，可用如下方法测量。如已知被测电缆的长度，根据发送脉冲与电缆终端反射脉冲之间的时间△t，可推算出电缆中的波速度：V=2?L△t
在脉冲反射波形比较测量法中，有些不容易被识别，比如存在分支点结构复杂的电缆。如图2a所示，一中间带接头的电缆发生单相接地故障，首先在良好的芯线上测得一波形，如图2b所示，然后在故障芯线上测量波形，把二者进行比较，在波形上F处二波形明显出现差异，这是由于故障点反射脉冲所造成的，该点所代表的距离即是故障点位置。
现代微机化低压脉冲反射法仪器具有波形记忆功能，即以数字的形式把波形保存起来，同时，可以同时显示最新测量波形与记忆波形。利用这一特点，操作人员可以通过比较电缆良好线芯与故障线芯脉冲反射波形的差异处，来寻找故障点，避免了理解复杂的脉冲反射波形的困难，故障点容易识别，灵敏度高。实际电力电缆三相均有故障的可能性很小，绝大部分情况下有良好的线芯存在，可方便利用波形比较法测量故障点。
利用波形比较法，可精确地测定电缆长度或校正波速度。由于脉冲在传播过程中存在损耗，电缆终端的反射脉冲传回到测量点后，波形上升曲线比较平滑，不容易精确地标定出反射脉冲到达时间，特别是当电缆距离较长时，这一现象更明显。而把端点开路与短路的波形同时显示时，二者的分叉点比较明显，容易识别.
粗测定位的另一种方法是高压电桥法。高压电桥法特别适用于：敷设后电缆的高阻击穿点，特别是难以烧成低阻的线性高阻击穿点，如电缆中间接头的线性高阻击穿;电桥平衡法没有盲区，用于判断短电缆及靠近端头的击穿点;电桥法仅仅要求线芯电阻的均匀性。而波特性不好的电缆，如介质损耗很大的PVC电缆;没有良导体回流的电缆，高压电缆金属护套缺陷点的定位，仅有钢带铠装的电缆，只能用电桥法定位;尚未击穿，但电阻偏低的缺陷点，如用兆欧表发现电缆阻值较低，但运行电压下不击穿的绝缘缺陷点。
粗测定位的工作原理是依据线芯(或屏蔽层)电阻均匀，与长度成比例。典型用法是试样为三芯钢带铠装电力电缆，长度L，B相线芯对钢带在L1处击穿。借助于A相线芯作为辅助线。使用低阻值连线短路N、Y两端线芯。L1段电缆线芯电阻为R1，L2段电缆及A相电缆线芯的电阻R2。与定位电桥构成Murray电桥回路。
r为比例电位器r，有r1+r2=r，平衡后= 。
比例电位器由10圈刻度盘调节，电阻比例P可由刻度盘读取，因此：
由此可见，只要电桥有一定的灵敏度并能平衡，电桥法定位简单而精确。
精确定点的方法及原理
声测法是电缆故障定点的主要方法，多用于测试高阻、闪络性故障和部分低阻故障。使用的设备与冲闪法相同，采用声电转换器将很小的震动波转换成电信号进行放大处理，用耳机来侦听，听测出最响点即为故障点位置。
声磁同步法是指在实际测试中，环境噪声的干扰增加了声测法准确辨别的难度，由于故障点放电时，除了产生放电声外，还会产生高频电磁波向地面传播，通过同时接收声波和电磁波方法来判断当前的声波是否由故障点放电引起，这就是声磁同步法。它是对声波测试方法的改进，提高抗干扰能力。定点环境不可避免存在各种连续噪声和脉冲冲击噪声的干扰。目前单纯的声测法定点仪已经被淘汰，取而代之的是声磁同步法定点仪。此类仪器通过观察在现场接收电缆被冲击高压击穿时的辐射电磁波和故障点的震动声波同步与否来人为排除现场噪声干扰，利用故障点震动声音的最大点确定精确故障点位置。尽管此法定点精度不高，一般也能满足要求。国内大多数厂家生产的定点仪均属此类方法。少数厂家也在液晶屏幕上显示电磁波与地震波的时间差来精确判断故障点位置，这无疑是一重大改进。
转载：互联网
通常，电缆故障点定位分四步进行，主要包括判断故障点类型、选择合适方法及相应的仪器、粗测定位以及精确定点。其中，粗测定位方法有电桥法、波反射法两种。目前波反射法定位仪较普及。但是有几种电缆故障很难用波反射法查找，比如高压电缆护套绝缘缺陷点、钢带铠装低压力缆、PVC电缆和短电缆都无法被定位。另外，一些高阻击穿点在冲击电压下无法击穿，也难以定位。
粗测定位的方法及原理
波反射法。波反射法主要适用于测量电缆的低阻、短路与断路故障。据统计，该类故障约占电缆故障的10%。低压脉冲法还可用于测量电缆的长度、电磁波在电缆中的传播速度以及区分电缆的中间头、T型接头与终端头等。波反射法能测量电缆长度，校正电缆波速度，尤其是定位断线故障非常方便，不必在远端短路电缆，符合数字化、智能化的潮流。
波反射法的工作原理是测试时向电缆注入一低压脉冲，该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点，如短路点、故障点、中间接头等，脉冲产生反射，回送到测量点被仪器记录下来。波形上发射脉冲与反射脉冲的时间差△t，对应脉冲在测量点与阻抗不匹配点往返一次的时间，已知脉冲在电缆中的波速度V，则阻抗不匹配点距离可由 L=V?△t 2 计算得出。
通过识别反射脉冲的极性，可以判定故障的性质。断路故障反射脉冲与发射脉冲极性相同，而短路故障的反射脉冲与发射脉冲极性相反。
由上式得知，脉冲在电缆中的波速度对于准确地计算出故障距离很关键。在不确定电缆波速度值的情况下，可用如下方法测量。如已知被测电缆的长度，根据发送脉冲与电缆终端反射脉冲之间的时间△t，可推算出电缆中的波速度：V=2?L△t
在脉冲反射波形比较测量法中，有些不容易被识别，比如存在分支点结构复杂的电缆。如图2a所示，一中间带接头的电缆发生单相接地故障，首先在良好的芯线上测得一波形，如图2b所示，然后在故障芯线上测量波形，把二者进行比较，在波形上F处二波形明显出现差异，这是由于故障点反射脉冲所造成的，该点所代表的距离即是故障点位置。
现代微机化低压脉冲反射法仪器具有波形记忆功能，即以数字的形式把波形保存起来，同时，可以同时显示最新测量波形与记忆波形。利用这一特点，操作人员可以通过比较电缆良好线芯与故障线芯脉冲反射波形的差异处，来寻找故障点，避免了理解复杂的脉冲反射波形的困难，故障点容易识别，灵敏度高。实际电力电缆三相均有故障的可能性很小，绝大部分情况下有良好的线芯存在，可方便利用波形比较法测量故障点。
利用波形比较法，可精确地测定电缆长度或校正波速度。由于脉冲在传播过程中存在损耗，电缆终端的反射脉冲传回到测量点后，波形上升曲线比较平滑，不容易精确地标定出反射脉冲到达时间，特别是当电缆距离较长时，这一现象更明显。而把端点开路与短路的波形同时显示时，二者的分叉点比较明显，容易识别.
粗测定位的另一种方法是高压电桥法。高压电桥法特别适用于：敷设后电缆的高阻击穿点，特别是难以烧成低阻的线性高阻击穿点，如电缆中间接头的线性高阻击穿;电桥平衡法没有盲区，用于判断短电缆及靠近端头的击穿点;电桥法仅仅要求线芯电阻的均匀性。而波特性不好的电缆，如介质损耗很大的PVC电缆;没有良导体回流的电缆，高压电缆金属护套缺陷点的定位，仅有钢带铠装的电缆，只能用电桥法定位;尚未击穿，但电阻偏低的缺陷点，如用兆欧表发现电缆阻值较低，但运行电压下不击穿的绝缘缺陷点。
粗测定位的工作原理是依据线芯(或屏蔽层)电阻均匀，与长度成比例。典型用法是试样为三芯钢带铠装电力电缆，长度L，B相线芯对钢带在L1处击穿。借助于A相线芯作为辅助线。使用低阻值连线短路N、Y两端线芯。L1段电缆线芯电阻为R1，L2段电缆及A相电缆线芯的电阻R2。与定位电桥构成Murray电桥回路。
r为比例电位器r，有r1+r2=r，平衡后= 。
比例电位器由10圈刻度盘调节，电阻比例P可由刻度盘读取，因此：
由此可见，只要电桥有一定的灵敏度并能平衡，电桥法定位简单而精确。
精确定点的方法及原理
声测法是电缆故障定点的主要方法，多用于测试高阻、闪络性故障和部分低阻故障。使用的设备与冲闪法相同，采用声电转换器将很小的震动波转换成电信号进行放大处理，用耳机来侦听，听测出最响点即为故障点位置。
声磁同步法是指在实际测试中，环境噪声的干扰增加了声测法准确辨别的难度，由于故障点放电时，除了产生放电声外，还会产生高频电磁波向地面传播，通过同时接收声波和电磁波方法来判断当前的声波是否由故障点放电引起，这就是声磁同步法。它是对声波测试方法的改进，提高抗干扰能力。定点环境不可避免存在各种连续噪声和脉冲冲击噪声的干扰。目前单纯的声测法定点仪已经被淘汰，取而代之的是声磁同步法定点仪。此类仪器通过观察在现场接收电缆被冲击高压击穿时的辐射电磁波和故障点的震动声波同步与否来人为排除现场噪声干扰，利用故障点震动声音的最大点确定精确故障点位置。尽管此法定点精度不高，一般也能满足要求。国内大多数厂家生产的定点仪均属此类方法。少数厂家也在液晶屏幕上显示电磁波与地震波的时间差来精确判断故障点位置，这无疑是一重大改进。
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