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通信電纜常見故障及檢測方法

| 作者：陜西意聯(lián)電氣 | 標(biāo)簽：電纜故障測試儀

通信電纜常見故障及檢測方法 ：通信電纜故障的直接原因就是絕緣降低從而被擊穿。而使絕緣降低的因素許多通信電纜故障可概括為斷線、短路、接地三類，下面我們分析下，通信電纜都有哪些故障?出現(xiàn)故障如何解決?有那些檢測方法？

通信電纜常見故障及檢測方法

一、那么怎樣判別通信電纜故障類型那?

答：正確的判斷通信電纜故障類型是找故障首要環(huán)節(jié)，需要的儀表為一只高阻計(搖表)和一只萬用表。具體步驟分為兩步：
第1步、測量相對地絕緣電阻和相間絕緣電阻，辨認(rèn)電纜故障相;
第2步、檢查電纜導(dǎo)體有無斷線。
(a) 、測量相對地絕緣電阻和相間絕緣電阻時，先用高阻計(搖表)分別測量A對地、B對地、C對地、AB、BC、CA之間的絕緣電阻，找出絕緣電阻數(shù)值不合格的相。如高阻計(搖表)測得數(shù)值為0M歐姆，則換用萬用表復(fù)測。
(b)、做導(dǎo)體連通性試驗，檢查電纜導(dǎo)體有無斷線時，先將遠(yuǎn)端三相導(dǎo)體之間短路并懸空，在近端用萬用表測量相間導(dǎo)體回路電阻，如都為零歐姆則沒有線芯斷線故障;如有為零的數(shù)值，則同時存在斷線故障。

通信電纜常見故障檢測現(xiàn)場

二、通信電纜故障檢測與定位的程序是什么?
答：為了快速、準(zhǔn)確找到電纜故障，需要按照科學(xué)的故障檢測與定位程序：
a、判斷電纜故障性質(zhì);該步驟需要高阻計和萬用表各一只。
b、預(yù)定位;粗略測出電纜故障點的距離，該步驟需要高壓電橋、脈沖反射儀或高壓波反射法儀器(如S32系統(tǒng))。
c、電纜路徑定位;對走向不清楚的電纜路徑進行探測，該步驟需要管線定位儀。
d、精準(zhǔn)定點;根據(jù)預(yù)定位結(jié)果，結(jié)合電纜路徑，精準(zhǔn)確定電纜故障點的位置，zui終得出故障點的具體地點，允許誤差在0.1米。該步驟需要聲磁時間差法、跨步電壓法或zui小扭曲法精準(zhǔn)定點儀。

三、電纜故障分類?
答：根據(jù)電纜故障定位的程序第一步----判斷電纜故障性質(zhì)，可根據(jù)電纜發(fā)生的位置分為電纜主絕緣故障和電纜外護套故障。在電纜主絕緣故障的基礎(chǔ)上，進一步分為：低阻接地故障、低阻短路故障、斷線故障、高阻接地故障、高阻短路故障、閃絡(luò)型故障、泄露型故障、間歇型故障等。

四、什么叫做死接地故障?解決死接地故障的方法是什么?
答：當(dāng)電纜故障相間絕緣電阻或相對地絕緣電阻在0.00-10.00歐姆之間時，電纜專業(yè)人員稱之為“死接地故障”，也叫“零電阻接地故障”或“很長性接地故障”。由于死接地故障點的絕緣電阻很低甚至接近于零，即使采用再大的沖擊能量和沖擊電壓，故障點的放電聲音也很微弱或無法放電，精準(zhǔn)定位故障點非常困難。

電纜結(jié)構(gòu)層圖

　　解決死接地故障的方法是采用音頻法，包括音頻絞合法和zui小扭曲法。即用大功率音頻發(fā)生器FLG200與電纜連接，發(fā)出音頻信號，然后使用音頻接收機FLE10在故障點附近精準(zhǔn)定點。

(a)、音頻絞合法判斷的方法是故障點正上方的信號zui強，而兩邊的信號較弱，特別是故障點至電纜末端一側(cè)的信號很弱。

(b)、zui小扭曲法判斷的方法是賽巴SebaKMT獨有技術(shù)，在賽巴FLE10接收機的顯示器上會自動顯示泄漏電流與距離的曲線，斜率zui大的兩點之間就是電纜死接地故障點。

五、什么故障稱主絕緣故障?
答：電纜結(jié)構(gòu)從內(nèi)到外依次是：導(dǎo)體線芯、絕緣層、銅屏蔽層、內(nèi)襯層、鎧裝層、外護套。電纜的絕緣層和外護套都可能發(fā)生絕緣擊穿故障，電纜專業(yè)人員把電纜絕緣層(油紙絕緣層或交聯(lián)絕緣層)發(fā)生的擊穿故障稱為電纜主絕緣故障。

六、怎樣根據(jù)故障電纜泄漏電流值來控制升壓范圍?
答：電纜發(fā)生故障后，電纜運行單位希望給故障電纜施加適中的脈沖高壓。其中的考慮是，如果施加的脈沖高壓過高，可能會縮短電纜運行壽命;如果施加的脈沖高壓過低，又無法徹底擊穿故障點。因此選擇合適的升壓范圍非常重要。
　　為了測得合適的升壓范圍，在故障性質(zhì)判斷環(huán)節(jié)中，我們需要測量電纜故障點剩余絕緣能承受的zui高電壓(殘壓)。具體測試殘壓時，就是在絕緣測試中，高壓單元的電壓表指針掛不住、電流表指針突然偏轉(zhuǎn)時的zui高施加電壓。一般在故障預(yù)定位或精準(zhǔn)定點時，建議升壓范圍為殘壓的1.0-1.5倍以內(nèi)。

七、影響電纜故障波形的因素有哪些?
答：影響電纜故障波形的因素有：

　　(a)、被測電纜是否有T接分支電纜。如有，則需要有TDR伴侶協(xié)助，在被測主干電纜遠(yuǎn)端或分支電纜遠(yuǎn)端施加TDR伴侶的開斷信號，使故障點發(fā)射波形與分支電纜遠(yuǎn)端分別出來。
　　(b)、電纜的絕緣層材料。如果是油紙電纜或純凈的交聯(lián)聚乙烯材料，則故障波形簡單、清晰;如果是聚氯乙烯材料，受添加劑等影響波傳播特性差，則故障波形衰減很快，故障點反射較難辨認(rèn);
　　(c)、脈沖反射儀是否有比較法功能，有比較法的脈沖反射儀將好相、壞相的波形在同一屏下同時展示，二者波形的分叉點就是故障點的位置;

　　(d)、電纜故障絕緣電阻是否小于1000歐姆，當(dāng)小于1000歐姆時故障點反射波形比較清晰;

電纜故障波形

八、在什么情況下的電纜故障無法顯示故障波形?
答：(a)、當(dāng)脈沖反射儀在低壓脈沖法遇到超過1000歐姆左右的故障電阻時，則電纜故障無法顯示故障波形;

(b)、當(dāng)脈沖反射儀在高壓波反射法下(包括弧反射法、脈沖電流法、二次脈沖法、多次脈沖法、三次脈沖法等)，電纜故障點無法被高壓擊穿、不燃弧時，則電纜故障無法顯示故障波形;

(c)、當(dāng)脈沖反射儀采樣時刻發(fā)生在高壓波反射法的高壓擊穿之后時，由于采樣時間已在電弧熄滅階段，則電纜故障無法顯示故障波形。

九、TDR電纜故障定位儀的精度一般標(biāo)定都在1%-0.1%，但為何通常稱TDR為電纜故障預(yù)定位儀?
答：TDR的全稱是電纜故障時域脈沖反射儀(TimeDomainReflector)，其儀器功能是電纜故障預(yù)定位。不能根據(jù)TDR的預(yù)定位結(jié)果直接開挖，仍需要精準(zhǔn)定點儀器。主要原因是：
(a)、TDR采用時域下的雷達(dá)反射技術(shù)，顯示的波形是電壓幅值隨時間或距離的關(guān)系圖。這里的距離是電纜的物理距離，而不是實際路徑長度。因此TDR故障定位儀的精度雖然標(biāo)定在1%-0.1%，但這個精度是基于被測電纜的物理長度，仍需要結(jié)合被測電纜的實際敷設(shè)路徑圖，才能反映到電纜的大致位置。
(b)、TDR故障定位儀的精度的標(biāo)定過程是：在電纜制造廠里，先用計米器或卷尺測量被測電纜的長度，根據(jù)已知的被測電纜波速度校對TDR的測量誤差，得出TDR的精度。這里的長度都是用計米器或卷尺測量的物理長度。

十、影響TDR精度的哪些?

答：影響TDR精度的因素有：
(a)、波速度V/2是否準(zhǔn)確;平時需要積累各種材料電纜的波速度經(jīng)驗值;

(b)、設(shè)置的量程是否適中。合適的量程既不是越小越好，也不是越大越好，而應(yīng)該與被測電纜全長的估計值接近而且略大。
(c)、適中的增益;增益越大故障點反射越明顯，但同時會帶來波形畸變;增益越小，故障點反射越微弱;

十一、TDR波速度的因素有哪些?
答：電磁波從電纜一端傳播到另外一端需要一定的時間，電纜長度與傳播時間之比，稱為波速度。TDR波速度的因素是電纜絕緣層材質(zhì)。波速度只與電纜的絕緣介質(zhì)材料有關(guān)，而與導(dǎo)體材料、導(dǎo)體截面積無關(guān)。對于不同導(dǎo)體材料制成的電纜，只要絕緣材料相同，其波速度是相同的。

十二、什么樣的電纜故障稱外護套故障?
答：電纜結(jié)構(gòu)從內(nèi)到外依次是：導(dǎo)體線芯、絕緣層、銅屏蔽層、內(nèi)襯層、鎧裝層、外護套。電纜的絕緣層和外護套都可能發(fā)生絕緣擊穿故障，電纜專業(yè)人員把電纜外護套(聚乙烯或聚氯乙烯)發(fā)生的接地故障稱為電纜外護套故障。

電纜外護套故障

十三、影響外護套故障精準(zhǔn)定位的因素有哪些?
答：影響外護套故障精準(zhǔn)定位的因素有：

　　(a)、跨步電壓法精準(zhǔn)定點儀的增益放大倍數(shù)。ESG80可將土壤里的跨步電壓放大12級，6級是直接放大，另外6級是經(jīng)過放大器放大。
　　(b)、被測電纜周圍的雜散電流;在電氣化鐵路或變電站附近，土壤里雜散電流干擾較大，需要用帶濾波器的跨步電壓法精準(zhǔn)定點儀(ESG80);
　　(c)、脈動電壓的輸出電流;跨步電壓法需要較大輸出電流的脈動電壓，zui好在2kV下有0-250mA輸出電流。
　　(d)、電纜敷設(shè)方式;直埋電纜zui適合跨步電壓法精準(zhǔn)定點;

十四、什么叫聲磁同步，怎樣根據(jù)聲磁傳播的時間差來對電纜故障進行精準(zhǔn)定位
　　答：現(xiàn)場測試時，往往已經(jīng)聽到故障點放電的聲音了，但仍不能精準(zhǔn)斷定故障點在何處，通過聲磁同步法就可以解決這類問題。由于電磁場信號傳播速度為光，一般從故障點傳播到精準(zhǔn)定點儀傳感器放置處需要的時間為幾個微秒，可以忽略不計。而聲音信號傳播速度慢，一般是314米/秒，因此可根據(jù)精準(zhǔn)定點儀傳感器檢測出電磁場、聲音信號的時間差，判斷故障點的遠(yuǎn)近，測出時間差zui小的點就是故障點。
　　現(xiàn)場操作時，首先根據(jù)預(yù)定位結(jié)果確定電纜故障點的大致范圍，將T16/9精準(zhǔn)定點儀傳感器放置在地面，先調(diào)節(jié)磁場信號旋鈕，使電磁場條形圖處于8-9格;然后調(diào)節(jié)聲音信號旋鈕，測的該點的聲磁同步時間差，比如說2.2ms。繼續(xù)沿電纜路徑向近端方向挪動T16/9精準(zhǔn)定點儀，如果時間差變大(比如說4.5ms)，則說明真正故障點靠近zui初位置。繼續(xù)沿電纜路徑向遠(yuǎn)端方向挪動T16/9精準(zhǔn)定點儀，如果時間差也變大(比如說7.8ms)，則說明真正故障點一定在zui初位置(2.2ms)處。

十五、不同電纜故障應(yīng)選用哪些精準(zhǔn)定點方法?
　　答：電纜故障精準(zhǔn)定點方法一共有三種：
　　(a)、聲磁同步法，如T16/9的聲磁時間差法，適合于大多數(shù)高低阻電纜故障;

　　(b)、音頻法，包括音頻絞合法和zui小扭曲法，如FL200死接地故障定位系統(tǒng)，適合于電纜故障相間絕緣電阻或相對地絕緣電阻在0.00-10.00歐姆時的死接地(也叫零電阻故障)。
　　(c)、跨步電壓法，如ESG80，適合于380V低壓電纜接地故障或外護套接地故障;

十六、鐵路信號電纜故障的預(yù)定位及精準(zhǔn)定位方法有哪些?
　　答：鐵路信號電纜預(yù)定位方法有：
　　(1)、TDR脈沖反射儀，適合1000歐姆及以下的低阻接地、低阻短路或斷線故障，如E15、D30、Miniflex;
　　(2)、低壓電橋法，適合高阻接地或高阻短路故障，如5T、KMK70電橋等。

鐵路信號電纜故障

　　鐵路信號電纜精準(zhǔn)定點方法有：
　　(a)、音頻法，如TR精準(zhǔn)定點儀，采用拾波探測技術(shù)可對0歐姆-100千歐的故障進行精準(zhǔn)定點。

(b)、聲磁同步法，如T16/9的聲磁時間差法，適合于新設(shè)信號電纜工程投運前高低阻故障的精準(zhǔn)定點。
　　(c)、跨步電壓法，如ESG80，適合于信號電纜外護套接地故障。

通信電纜故障檢測原理及檢測方法

就當(dāng)前而言，在電纜故障查找的領(lǐng)域，對于故障電纜檢測的原理基本一致，而不同在于通過這種原理處理的方式方法不一樣，用電纜故障測試儀為例，采用“低壓脈沖法”和“高壓閃絡(luò)法”，除此以外，二次脈沖電纜故障測試儀和多脈沖電纜故障測試儀，其測量原理一致，為滿足不同用戶的需求，處理方式有所不同。

通信電纜故障測試儀（高阻法）接線原理圖