電纜故障定點的傳統方法及原理

使用適當方法粗測電纜故障距離后，要根據電纜的走徑，找出故障點的大致方位來，然后就要進行故障定點工作。之所以稱之為粗測，顧名思義“粗”就是探測出的故障距離是有誤差的，人為的丈量地面電纜走徑的距離也是有誤差的。因此，粗測只能告訴我們大概位置。而定點，之所以稱之為“精”，就是通過這個方法可以判斷故障點的位置，減少挖掘面積和工作量。電纜故障定點主要有聲測法、聲磁同步法以及音頻感應法，下面就分別介紹下這幾種方法。

一、聲測法

聲測法是故障定點基本的方法，故障點在受到高壓沖擊擊穿時會產生放電聲，它就是利用擊穿時的放電聲而的定位的技術。定點時高壓發生設備會周期性地向電纜施加高壓信號，故障點會擊穿放電。故障間隙擊穿放電同時會有機械振動產生，聲測設備接收傳導至地面的放電聲音信號從而確定故障點的位置。如果故障為開放性的，工作人員可以用耳直接聽到放電聲音。而對于封閉性或電纜埋于地下較深的故障，此時放電振動聲要通過高靈敏度的聲電轉換設備，加強信號還原顯示聲音強度。在測試時工作人員一般都是用耳機并同時觀測電表指針擺動來判斷放電聲音信號，但是，聲音信號短、環境噪聲干擾，容易造成誤判。隨著微電子技術的發展，智能化的定點儀器能記錄、存儲還能比較多次測量的聲音波形信號，以方便工作人員根據信號的強度、頻率、衰減、持續時間等方面來進行判斷。聲測法特別適用于高阻故障，并選用容量大的儲能電容（以提高沖擊電壓增強放電時的震動波；測量時要有效控制放電間隙放電時間間隔，以便排除外界干擾，縮短故障定點時間。

二、聲磁同步法

故障點擊穿時，會產生聲音信號和磁場信號。磁場傳播的速度是可以忽略的，因此要比聲音信號快很多。故障測試時以接收到的磁場信號為基準，當探測設備接收到聲音信號時即為聲音信號從發出到故障點往返一次的時間，測算其和聲音傳播的時間差乘以聲速，就可以得出故障點和測試端的距離。這種就是判斷故障點的聲磁同步法。

直流高壓擊穿故障點放電時，會在金屬護套與大地形成的回路中感應出環流，并在電纜周圍產生脈沖磁場。因為這個脈沖磁場比環境中的其他雜散磁場強很多，可以可靠接收。這樣就能接收音頻信號的同時接收脈沖磁場信號，并轉換顯示。如果工作人員在接收音頻信號的同時和脈沖磁場顯示信號一致，即可以判斷為故障點。

在進行聲測法定點時，有時由于環境噪聲干擾、路面結構影響、故障點放電聲音弱等原因，可能造成工作人員識別故障點困難，采用聲磁同步接收法可以提高進行故障定點時的抗干擾能力。

電纜故障點放電產生的脈沖磁場一般是一個衰減的余弦信號，如圖所示：

聲磁同步法進行故障定點時，可以利用磁、聲的時間差估計故障點的位置。磁場信號從故障點傳到儀器探頭的時間是微秒級的可以忽略不計，但是聲音傳到儀器探討的時間是毫秒級。這樣可以根據磁、聲的時間差判斷故障點的遠近。時間差越小，也就意味著離故障點越近。下圖下是在靠近故障點的兩個位置，儀器接收到的放電聲音信號。下圖顯示：磁場信號zui高峰時，聲音信號開始出現；磁、聲信號的時間差，次測量為，第二次測量為，可以看出，于是第二次測量更接近故障點。