电力电缆的故障诊断与分析仪器

 电力电缆故障可分为开路故障、低阻故障和高阻故障三种类型。
    若电缆相间或相对地的绝缘电阻值达到所要求的规范值，但工作电压不能传输到终端，或虽然终端有电压但负载能力较差，这类故障称开路故障。若电缆相间或相对地的绝缘受损，其绝缘电阻减小到一定程度的故障称为低阻故障。相对于低阻故障，若电缆相间或相对地的故障电阻较大，则称为高阻故障，它包括泄漏性高阻故障和闪络性高阻故障。泄漏性高阻故障是指随试验电压的升高而泄漏电流逐渐增大，且大大超过规定的泄漏值的故障。闪络性高阻故障是指绝缘电阻值很大，当试验电压升高到一定值时，泄漏电流突然增大的故障。
    在进行电缆故障探测时，先需要进行电缆故障性质判断，通常是将电缆脱离供电系统，并按下列步骤测量：
    1.用绝缘电阻测试仪测量每相对地绝缘电阻，如绝缘电阻指示为零，可用万用表或回路电阻测试仪进行测量，以判断是高阻还是低阻接地；
    2.测量两相之间的绝缘电阻，以判断是否是相间故障；
    3.将另一端三相短路，测量其线芯直流电阻，以判断是否有开路故障。
    一、电缆故障探测技术
    采用的方法主要为低压脉冲法和高压闪络法。
    低压脉冲法可测量电缆中出现的开路故障、相间或相对地低阻故障；
    高压闪络法可用于探测高阻故障。
    低压脉冲法测量原理是依据均匀传输线中波传输与反射的原理。将被测电缆看作是一均匀传输线，它每一点的特性阻抗是相等的，当从电缆一端发射一低压脉冲波时，由于故障点的阻抗发生了变化，电磁波传播到该点处就发生折、反射现象，反射电压U_e与入射电压U_i满足关系式：

    其中：Z_c为电缆的特性阻抗，Z为电缆故障点的等效波阻抗。对于低电阻故障，若故障点对地电阻为R，则该点的等效波阻抗Z＝R／Z_c；对于开路故障，若故障电阻为R，则该点的等效阻抗Z＝R＋Z_c。
    当-1＜β＜0时：说明低阻抗点存在反射波，且反射波与入射波反极性。R愈小，β愈大，U_e愈大；
    当R＝0为短路故障时，β＝-1，U_e＝-U_i：电压波在短路故障点产生全反射；
    当0＜β＜＋1时：说明开路故障点也存在反射波，且反射波与入射波同极性。R愈大，β愈大，U_e愈大；
    当R＝∞，即为断线故障时，β＝＋1，U_e＝-U_i：电压波在断线故障点产生开路全反射。
    实际用仪器测量低阻、开路故障时，是由机内产生一宽度为0.1～2µs、幅度大于120V的低压脉冲，在t₀时刻加到电缆故障相一端。此时脉冲以速度v向电缆故障点传播，并经过同样的时间?t时间后到达故障点，并产生反射脉冲，反射脉冲波又以同样的速度v向测量端传播，并经过同样的时间?t于t1时刻到达测量端。若设故障点到测量端的距离为L