电缆故障查找技术原理

电缆故障测试仪是一种专门用于检测、定位和诊断电力电缆中短路、断路及高阻故障等问题的精密仪器，它帮助维护人员迅速确定故障点，确保电缆线路的安全可靠运行。

① 低压脉冲反射法原理

低压脉冲反射法是一种较为基础且常用的电缆故障查找技术。其核心原理基于时域反射（TDR）技术，就像是往平静的湖面扔一颗石子，观察水波的反射情况来判断湖面下的状况一样，不过这里是通过向电缆中注入低压脉冲信号，然后根据反射回来的脉冲信号特征来分析故障情况。

具体而言，信号发生器会产生一个低压脉冲，沿着电缆芯线向远处传播。在电缆均匀、无故障的情况下，脉冲会沿着电缆一直传输，直到遇到电缆末端的终端电阻等匹配负载，此时会产生一个反射脉冲，反射脉冲会沿着原路返回至信号发射端被接收装置接收。正常情况下，根据发射脉冲与反射脉冲的时间间隔以及已知的脉冲在电缆中传播速度，就可以计算出电缆的长度。

然而，当电缆存在故障时，比如出现短路、断路或者局部的绝缘损坏等故障点，脉冲传播到故障点时就会发生反射，这是因为故障点处的介质特性、电阻等发生了改变，破坏了电缆原本均匀的传输环境。如果是短路故障点，脉冲会发生极性反转的反射；若是断路故障点，则会产生同极性的反射。通过精确测量发射脉冲和反射脉冲之间的时间差，并结合脉冲在电缆中的传播速度（这个速度与电缆的绝缘材质等因素有关，通常是一个已知的固定值），运用简单的距离计算公式（距离 = 传播速度 × 时间差 ÷2，除以 2 是因为脉冲往返的路程），就能确定故障点距离测试端的位置，从而实现对故障点的初步查找定位。

例如，在一个小区的电力电缆出现故障后，维修人员使用低压脉冲反射法向电缆注入低压脉冲，通过仪器接收到反射回来的脉冲信号，分析出时间差，进而计算出故障点距离测试点的距离，然后沿着电缆走向去相应位置排查具体故障情况。

② 高压闪络法原理

高压闪络法主要用于处理高阻故障类型的电缆故障查找，高阻故障一般是指电缆故障点呈现出较高的电阻，像电缆受潮、绝缘老化产生的泄漏性高阻故障或者电缆受外力破坏造成的闪络性高阻故障等情况，常规的低压检测方法很难有效检测出这类故障。

高压闪络法的操作过程是先向电缆施加足够高的直流电压，对于闪络性高阻故障，当电压升高到一定程度时，故障点处的绝缘会被瞬间击穿，产生闪络放电现象，此时故障点就相当于在瞬间变成了低阻通路，这就如同在原本堵塞不通的道路上炸开了一个缺口，使得电流能够顺利通过。与此同时，利用与电缆连接的脉冲反射检测仪器，就可以捕捉到这个瞬间变化所产生的脉冲反射信号，根据这个反射信号以及相应的时间差等参数，运用类似低压脉冲反射法的距离计算方式，计算出故障点距离测试端的大致位置。

而对于泄漏性高阻故障，则是通过持续施加高压，利用高压电桥等设备，通过调节电桥平衡，对比故障点电阻与标准电阻之间的关系，根据电桥平衡原理来推算出故障点的距离等相关信息。

在实际应用中，比如在一条长距离的高压输电电缆出现高阻故障时，维修人员采用高压闪络法，逐渐升高施加的直流电压，直到故障点出现闪络放电，借助仪器捕捉反射信号，精准锁定故障点所在的大致区间，再进一步缩小排查范围，确定具体故障位置。

③ 跨步电压法原理

跨步电压法主要适用于电缆外皮破损导致接地故障的情况，当电缆外皮破损，芯线与大地之间形成导电通路后，电流就会从故障点流入大地，并在大地中以故障点为中心形成一定的电场分布。

根据电磁学原理，当人在地面上跨越这个故障点附近区域时，两脚之间会存在电位差，也就是跨步电压。跨步电压法就是利用专门的跨步电压测试仪，将两个电极插入地面，沿着电缆可能的走向进行测量，当测量到跨步电压出现明显变化，比如出现电压峰值等情况时，就意味着接近了故障点所在位置。

通常会从电缆一端开始，沿着电缆路径逐步移动测试仪进行测量，不断观察跨步电压的变化情况，当电压变化达到最大时，对应的位置基本就是电缆外皮破损接地的故障点位置。例如在城市道路地下电缆出现外皮破损接地故障时，工作人员使用跨步电压测试仪沿着道路两边，按照电缆敷设方向进行检测，通过寻找跨步电压变化的峰值点，来准确找到故障电缆的外皮破损处。

④ 音频感应法原理

音频感应法常用于查找电缆的短路、断路以及路径探测等情况，特别是在有金属外皮或者屏蔽层的电缆故障查找中应用较多。

其原理是通过向电缆中注入音频电流信号，这个音频信号会在电缆及其周围空间产生交变磁场。当使用特制的感应线圈（如探测探头）在地面或者电缆附近移动时，探测线圈会感应到这个交变磁场，进而产生感应电动势，通过接收装置将这个感应电动势转化为可以听到的音频信号或者直观显示在仪器屏幕上的电信号。

如果电缆是完整无故障的，沿着电缆路径探测时，会持续接收到比较稳定的音频信号；而当遇到电缆断路故障时，在故障点之前可以接收到音频信号，过了故障点就接收不到了，以此来判断断路位置。对于短路故障，音频信号在短路点附近会出现异常变化，比如信号强度突然增强或者出现畸变等情况，通过仔细分析这些信号变化特点，就能确定故障点的大致方位。

另外，在不清楚电缆具体敷设路径的情况下，也可以利用音频感应法，通过追踪音频信号最强的区域来描绘出电缆的实际走向，方便后续进一步查找故障点或者进行电缆维护等相关工作。

武汉市龙电电气设备有限公司是一家集研发、生产、销售于一体的综合性电力检测设备制造商与服务商，专注于电缆故障测试仪等电力试验设备的研发与生产。深耕电力行业多年，公司凭借优秀的产品品质、实惠的价格以及终身质保的承诺，赢得了广泛的客户信赖。我们承诺24小时不间断为您提供专业的技术支持，确保您的设备始终处于最佳状态。选择龙电电气，选择专业与信赖！