FCL-2004智能电缆故障检测仪在实际应用中的方法与步骤浅析

张宝东

摘 要：大秦铁路是我国西煤东运重要交通线之一，是1988年我国开通的第一条双线电气化铁路。电力电缆（以下简称电缆）在10kv配电所、企开所、双电源地方电源（进线）、10kv自闭、贯通等处所被广泛的应用;电缆条数多、线路长，电缆故障发生多。本文从实践出发，论证了采用FCL-2004智能电缆故障测试仪实际运用中的方法与步骤。

关键词：电力电缆;故障检测;方法;步骤

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.153

大秦铁路是1988年我国开通的第一条双线电气化铁路，电力电缆（以下简称电缆）在10kv配电所、企开所、双电源地方电源（进线）、10kv自闭、贯通等处所被广泛的应用。在实际运行中电缆多埋于地下，一旦发生故障，查找十分困难。最初我们使用的一些仪器和方法，测试成功率低、耗时长，常常需要十几个小时，甚至几天的时间，给供电设备正常运行造成较大影响，铁路高速化、电气化的发展要求供电安全、可靠。

1 智能型电缆测试仪原理特性

（1）智能型电缆测试仪工作原理。智能型电缆测试仪工作原理从理论上讲他采用传输线理论，当介质不连续时，入射波会在介质变化处产生反射原理，将故障电缆对高频信号等效为一个介质不连续的传输线，加高频脉冲到传输线上，在介质变化处（故障点），必然会产生反射波，仪器采用计算机技术，精准测量发射脉冲到反射脉冲的延时，并根据S=1/2vt自动计算出距离S，稳定的显示给仪器的使用者，使用者依据波形，进行分析，判断故障性质及故障点距离。

（2）智能型电缆测试仪特性。性能：测量范围：2.0m～100km;主机初测误差：1%（相对），测试距离1km以上误差±15m，1km以下误差±10m，定点仪精测误差：﹤0.2m;特点：自动判断故障性质，波形可连续、储存、扩展、压缩、比较、打印记录等多项功能。

2 智能型电缆测试仪使用方法和步骤的探讨

智能仪提供多种测试方法供操作人员根据不同情况使用。

（1）低压脉冲法。低压脉冲由主机产生，适用于直接测量电缆的低阻或开路故障（如图1、2所示）。原理是智能主机本身发射一个脉冲信号，在故障点或接头处产生一个反射波，反射波沿原路返回发射端，由路径公式S=VT（传播速度V在同一介质中为定值）得出故障距离。脉冲法简单方便，可校正全长，观察接头位置。掌握脉冲法波形的关键是抓住三要素：极性、时间、幅度。即开路反射为同极性，低阻反射为反极性，故障点反射幅度大于接头反射。

（2）高压脉冲（闪络法）。也称冲闪法，适用于测量电缆的高阻故障，原理是：智能主机仪器利用电缆故障点在高压作用下闪络放电，形成瞬间短路故障，并同时产生回波信号的原理进行测试。高压脉冲法可测所有类型故障，波形比较复杂，但只要抓住两点，波形全貌为余弦震荡波形，拐点为上升沿和下沿，就不难判断。在实践中电缆故障情况复杂多变，随时间和放电次数增加，阻值会不断变化，这时根据不同情况，灵活地使用各种方法就能顺利解决问题。

（3）电缆故障测试方法与实例分析。由于导线电阻与介质漏导的影响，长距离电缆故障放电能量衰减较大，容易造成故障点不放电，波形拐点平滑或不明显。根据公式W=1/2CU，可通过增大电容和提高电压来提高冲击能量，或采用终端测试法、排除法等。

实例分析：2018年10月4日，茶坞站10kv自闭电缆，电缆型号：10Kv交联聚乙烯，长度：1680m，故障性质：B相280Ω，属高阻故障，实测波形如图3所示。

首先使用低压脉冲法测全长为1660m，并判断是否有短路，或开路性故障。观察微波没有短路和开路故障后，用高压脉冲法，开始为不放电波形，后经过加压测得波形如图三所示，故障波形反射密集，发生畸变，判断为近距离故障，游标定位取S=t2-t1=405m取五次反射平均值，实际距离为S2/5=81m，经开挖后证实，实际故障距离为82m左右，误差为1m。

总结：该故障采用终端、始端波形比较，有效地减少了误差。

综上所述，我们认为探测电缆故障应遵循以下步骤：第一步：了解现场和故障电缆情况。第二步：判断故障性质，制定测试方案。第三步：低压脉冲法校对全长，三相比较，做到心中有数。第四步：选用合适方法粗测。第五步：勘测路径，精确定位。第六步：误差分析。

3 精测定点的方法

（1）精测：定点仪利用故障点放电时产生的声波和电磁进行精准定位。

（2）精测定点的方法。精准定点由人来完成，在实践中积累丰富的经验才能捕捉到微波的声音信号变化。FCL-2015一体无噪音定点仪在听测声波信号和电磁信号，提高了定点仪效果。精测定点建立在粗测准确的基础上，在电缆路径的正上方，粗测范围内，找到最响点。

4 结束语

电缆故障探测技术是仪器性能与操作人员技能两方面的结合，在实践中我们体会到：按照科学的方法，灵活使用仪器，通过比较、分析、排除等手段就能又准又快地探测到故障点。

几年来，我们准确、迅速地探测电缆故障上百多条次，2018年，查处故障27起，有效地保障了供电，保障了铁路运输安全生产。

参考文献：

[1]韩伯峰.DGC电缆故障闪测仪原理与电缆故障测量[M].陕西科學技术出版社出版，1993（03）.

[2]王学义.FCL-2004智能电缆故障探测仪使用说明[S].陕西福润德电子科技有限公司，2013（06）.