电缆故障测试仪

l 故障点击穿的判别

在冲击高压闪络法测试中的一个关键的问题是判断故障点是否击穿放电。很多人由于缺乏实践经验，往往以为球间隙放电就可以从屏面上看到正确波形了。其实这种想法是片面的。球间隙的击穿与否只与两球间的距离及所加电压幅度有关，距离越大，击穿所需的电压就越高，通过球间隙加到电缆上的电压就越高。而电缆故障点能否被击穿仅取决于电缆上得到的冲击电压的高低。球间隙太小，击穿时加到电缆上的电压可能低到无法电离击穿故障点，这种情况下，球间隙看来是被击穿了，但是电缆故障点并没有被击穿，因此就无阶跃电压反射回来。在屏幕上仅能看到负高压在传导电缆终端被反射的终端反射波，无法测出故障距离。故障点未被击穿的典型波形如图23所示。

从图23中可以看出，电缆故障点未被击穿时，波形上的向下波动仅是终端反射波的作用，并且可以看出从波形起点（下突跳点）到第一反射波之间的时间间隔正好代表了电缆全长。

如果电缆没有故障或冲击电压过低或储能电容C过小，电缆就不会出现闪络现象。这时电缆相当于开路线，即可等效为电容，球间隙击穿瞬间，一方面储能电容C对电缆的等效电容充电，另一方面这个等效电容与储能电容C并联，并通过电阻分压器R1、R2放电。其过程呈指数衰减波形，如上图所示，仅能看到电缆终端反射波形。

一旦在屏上出现图23的波形时，则表示电缆故障点未被击穿，所加冲击电压太低，需加大球间隙距离，增加冲击电压幅度，直至有大余弦振荡信号出现，便可扩展波形仔细分析，读出距离来。

1、从波形上可以准确地判定电缆故障点击穿与否。2、另外，还可以从球间隙放电的声音来判断，当球间隙放电声嘶哑、不清脆，而且火花较弱，放电时间较长，电缆故障点一般未被击穿。3、另外，从串入高压变压器PT次级上的电流表在球间隙击穿瞬间进所摆动的幅度大小也可用来判别故障点放电与否，一般电流表摆动在5~10mA范围时，表明电缆故障点未被击穿。如果电流表指针在30~80mA范围内摆动，且球间隙放电声清脆响亮，一般可说明故障点被击穿（有时故障点电阻值较低，冲闪电流表指针摆动范围也大，球间隙放电声也大，但故障点却不一定被击穿，不过此种情况不多见）。此时可按测试步骤测试故障距离。

l 故障点靠近测试终端的波形

在用冲击电压闪络法测试时，在显示屏面上，对于故障点在电缆终端或接近终端

端头的情况，显示的波形往往与基本波形有所不同，图24（a）是实测波形。

从图24（a）中的波形可以看出，第一个正脉冲前还有一个负尖峰，后面的波形也有相应的变化。这给缺乏实测经验的人往往造成判读上的困难，不知道从何处读起。前面已经说过，电缆在加冲击负高压时，故障点处负高压上升有一个过程，故障点的电离放电也有一段迟延时间，所以在故障点放电之前，冲击电压波已经在终端头被反射，并越过故障点传向测试端。在此之后故障点才被电离击穿，形成正向阶跃电压向测试端传输。因此在第一回波的正脉冲前出现了负尖峰。这一波形在故障点与测试端间来回反射，使以后的第二、第三、……回波也相应变化，增加了波形的复杂性。如果两个回波的时间差从第一回波正脉冲前的负尖峰下降拐点算起的话，将会造成相当大的测量误差。只能从第一回波的正突跳拐点算起直到第二回波的负突跳拐点这段时间才是正确的。

故障点在终端或接近终端的测试波形

终端接线示意图

为了避免故障点放电前冲击电压波在终端头的反射，可像图25那样，在故障相终端头与任一无故障相连一跨接线。这样，冲击电压波到终端时将沿跨接线传至无故障相，不会有终端反射的情况，第一个回波前的负尖峰就消失了，如图24（b）所示。

如果所加的电压不够高，即使故障点离终端还有相当一段距离，也可能会出现冲击电压波在终端头反射后到达故障点才放电的情况，这主要是故障点电离击穿延时太长的缘故。这时的波形和图24（a）类似，所以当出现上述波形时，应当具体情况具体分析。如果是冲击电压不够高引起波形畸变，只要适当提高冲击电压即可得到正常的测试波形。

高压闪络法

l 故障点靠近测试始端的波形

故障点就在测试端的电缆头或接近测试端（10~30m）时，要精确读数往往是很困难的，一般用平均值来估读故障点的距离。

对于冲击高压闪络法来说，除记录速度的限制外，还因为前面一个回波会影响后面一个回波的波形，使整个波形比较混乱。故障点越靠近测量端，波形中的快速振荡过程就越密集，如果故障点就在电缆端头上，波形中就再不会有快速尖脉冲存在，而几乎是一典型的光滑的大余弦振荡波形（由于引线的杂散电感分布，在大余弦振荡的前一部分也可能有十分模糊、无法辨清的毛刺），如图26所示。

电缆故障测试仪

对于近距离故障，波形读数的精确与否是有技巧的。为了更精确些，可以读2~5uS时间内小振荡的周期数或反射波的次数，再简单换算一下便可以得到故障距离了。

例如图27所示的闪络故障波形，闪络产生的振荡在一定时间内振荡了5周，即波形在电缆中来回反射了10次，而这段时间内对应的距离为342M，故实际故障点距离点距测试端的距离为

lx=342/10=34（M）

近距离测试时估出的相对误差可能会大一些，但由于故障点距离很近，绝对误差不大，不会给定点带来很大困难。只是在定点时，由于球间隙离定点位置较近，地震波的声音往往由于球间隙放电打火声而被淹没，无法判断地震波。此时可将球间隙（高压部件）移至故障电缆终端，高压设备仍留在始端，让高压经过一无故障相送至球间隙一端，再让球间隙的另一端与故障相连接。这样，当高压击穿球间隙产生冲击高压送至故障相时，测试端避免了球间隙打火声引起的干扰，便于判断故障点的地震波。具体接法见图15所示。

电缆故障测试仪

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