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电缆故障抢修的试验顺序:先测距还是先定点

来源:北京康高特仪器设备有限公司 发布时间:2026-10-10 09:46:53 作者: 浏览次数:3914次 分类:技术文章

文章概述: 电缆故障抢修时先测距还是先定点,答案不是二选一,而是判性质、测距、寻路径、定点、复核的五步链,其中判性质比测距更前置,它决定后面用哪条测法、要不要配高压源。本文说明测距须排在定点之前的原因:定点仪靠故障点放电的声音与磁场定位,有效听测范围只有十几米,先测距能把搜索范围从整条线路压缩到误差区间之内,按 ±(0.5%·L+1m) 计,三百米处的定点范围仅六米量级。文中给出每一步的作业要点与依据:测距端按 L=v·Δt/2 读距离,路径探测按 DL/T 849.3-2019 的偏差要求确认走向,定点端按 DL/T 849.2-2019 附录 B 的换算式收拢,声速须按现场材质取值或反推标定。文中还列出串接引线未扣、换端读数未换算这两处常见错算,以及定点听不到时的六条排查顺序。北京康高特(KGT)云长电缆故障测距仪负责测距环节,关羽与赤兔高能量电缆故障定位仪可提供 1800J 冲击能量配合放电,偃月声磁同步法电缆故障精定点仪负责 35kV 及以下的定点,其声磁延时范围 0 到 80ms、分辨率 0.1ms。

一、抢修现场真正要回答的两个问题

电缆故障抢修的时间压力很大,班组到现场后往往希望立刻开工。这时容易含糊的是两件事:故障点大概在哪里,以及确切位置在哪里。前者叫测距,也叫粗测,后者叫定点。两件事用的仪器不同、依据的标准不同、能给出的精度也不同,混在一起做往往两边都做不好。

现场常见的两种低效做法,都出在顺序上。一种是不测距,直接拿定点仪沿线去听,指望听出来。这种做法在短段电缆上偶尔能撞对,在几百米以上的线路上基本靠运气,因为定点仪的有效听测范围只有十几米的量级,一条八百米的线路要沿路径逐点排查,工时成倍往上翻。另一种是测距做完不复核,拿着一个读数去定点,定点找不到又不去回头核对测距,反而在定点环节反复折腾。本文要回答的是:顺序该怎么排,每一步的依据是什么,两个环节的读数怎么串起来。

二、比测距更前置的一步:先判故障性质

1、绝缘与导通的初步判别

抢修的头一步其实不是测距,而是判性质。做法是先把故障相与其余相、与地之间断开,用绝缘电阻表测各相之间与各相对地的绝缘电阻,再用导通检查判断线芯有没有断开。这一步给出的是定性的结论:是低阻、是高阻、是开路,还是一加压便击穿的闪络性故障。

这一步的意义在于决定后面走哪条测法。低压脉冲法在波形上能不能辨认出故障点反射,直接取决于故障点的阻抗特性,辨认不出便要借助直流高压电源改走脉冲电流法或弧反射法。先判性质,才能把仪器与方法一次性配齐,避免到了现场才发现缺高压源。

2、四类故障的分路依据

DL/T 849.1-2019 在术语部分给出的四类方法是分路的依据:低压脉冲法(又称雷达法,在一端注入低压脉冲,测入射与反射的时间差)、脉冲电流法(施加直流高压使故障点击穿,测电流行波)、脉冲电压法(测电压行波,分直流高压闪络测试法与冲击高压闪络测试法)、弧反射法(燃弧时、熄弧后各注入一次低压脉冲,比较波形,又称二次脉冲法或多次脉冲法)。其中低压脉冲法模式下可探测开路、低阻以及短路,脉冲电流法与弧反射法借助直流高压电源探测高阻。

需要说明两点口径。其一,现场流传的按某个阻值划分低阻与高阻的说法,属于长期测寻实践归纳的经验参考,现行标准并没有给出这样的定值,报告里不要写成标准要求,标准的分路口径是波形上能否辨认故障点反射。其二,闪络性故障作为故障类型的描述来自行业通行区分,标准术语层只有直流高压闪络测试法与冲击高压闪络测试法这两种方法名称,写报告时不要把它写成标准定义。

3、判错的代价

性质判错会直接导致测法选错。把高阻当低阻,低压脉冲法测不出反射,波形上干干净净,容易被误读成电缆没有问题,或者误判成故障在远端,把开路当短路,反射极性的判读也会反过来。DL/T 849.1-2019 附录 B 给出的极性判据是:低阻与短路故障的反射脉冲与入射脉冲极性相反,开路故障的反射脉冲与入射脉冲极性相同。极性读反,性质与距离两个结论会一起错。

三、测距在定点之前:这个顺序不能倒

1、定点仪的有效范围只有十几米的量级

原理剖析:声磁同步法定点靠的是故障点放电时产生的声音与磁场。仪器同时接收放电产生的振动声与电流突变产生的磁场信号,靠两者到达的时间差判断测点与故障点的距离。声音在土壤与管材里衰减很快,回填层同样如此,离故障点稍远便淹没在本底噪声里。磁场的衰减相对慢,但只能用来做同步参考,不能单独定位。

实战意义:定点仪能听出故障点的范围通常在十几米以内,超出这个范围听到的多半是环境噪声或其他设备的振动。DL/T 849.2-2019 对定点仪规定的试验环境噪声是不大于 45dB(A 计权),声强测量下限不大于 45dB,这从侧面说明仪器工作的声学条件有多苛刻。既然一次只能覆盖十几米,那么先知道故障点大致在几百米中的哪一段,成为定点能不能做下去的前提。

2、两份标准各管一段

DL/T 849.1-2019 管的是闪测仪,即测距环节,给出的性能指标是故障测试区间不小于 20km、盲区不大于 20m、测距误差 ±(0.5%·L+1m)。DL/T 849.2-2019 管的是定点仪,给出的是声强测量下限不大于 45dB、磁场强度测量下限不大于 0.1A/m、声磁时间差在 1ms 到 60ms 区间允许误差 ±0.3ms 且分辨力不大于 0.1ms。两份标准对同一条作业链上的两个阶段分别提出要求,这本身说明测距与定点是两个环节,各有各的判据,不能互相替代。

3、倒过来的代价

不测距直接定点的代价是工时。以一条八百六十米的线路为例,若定点有效听测范围按十几米计,沿线排查需要布置数十个测点,每个测点要搬运拾音器、等待放电、判读声磁时间差,整套下来是几个小时的量级。而先测距的做法是:拿到一个带误差范围的读数,误差按 ±(0.5%·L+1m) 计,三百米处的误差约 ±2.5m,定点只需在读数附近几米到十几米的区段内做,十几分钟可以收敛。顺序不能倒。

4、可以跳过测距的几种情形

顺序虽是硬约束,也有例外。情形一是外力破坏点可见,比如路面开挖后电缆外露、有明显的烧灼或机械损伤痕迹,此时直接定点或直接开挖即可。情形二是电缆段极短,比如站内或电缆分支箱之间的短跳线,全长本身落在定点可覆盖的范围内。情形三是故障点位于可开启的工井或电缆沟内,打开盖板目视检查比仪器测距更快。除这几种情形外,测距都应当排在定点之前。

四、抢修的完整链路:五步与记录

1、头一步,判性质

用绝缘电阻表测各相之间与各相对地的绝缘,再做导通检查,确认是低阻、高阻、开路还是闪络性故障。这一步的结论决定后面用什么方法测距,也决定要不要带高压源。云长电缆故障测距仪的检测方法覆盖低压脉冲法、脉冲电流法(配合高压脉冲电源)与多次脉冲法,另有衰减法,低压脉冲法由仪器自身完成,其余几种需配合外接高压源,现场配置时要一并准备。

2、第二步,测距

拿到性质结论后选方法:波形上能辨认反射的走低压脉冲法,辨认不出的借助直流高压电源走脉冲电流法或弧反射法。测距时先用已知全长反算波速,按 V=2L₀/Δt 计算,再按 L=v·Δt/2 读距离。云长的波速设定范围为 100m/μs 到 300m/μs,标称测距盲区 2m,配合 400MHz 实时采样,适合配网短段与长线路两端的分档测距。读数出来后,条件允许时换到对端复测一次,两端读数之和应当与全长接近,这是对读数很直接的校验。测距还要留意近端,故障点落在盲区里时波形上看不到反射,此时换到对端测,或在测试端串接一段已知长度的同类电缆把故障点移出盲区,读数扣掉串接长度即为真实距离。

3、第三步,寻路径

知道距离还不够,还要知道该往哪个方向走。电缆路径探测以电磁感应原理为基础,由发射机给被测电缆加载交变电流,接收机接收交变电流产生的电磁信号探测走向。DL/T 849.3-2019 对路径仪给出的要求是:发射机输出信号频率误差不超过 ±1%,电缆水平走向探测偏差在埋深小于 2m 时不超过 ±5%、埋深 2m 到 8m 时不超过 ±10%,埋深探测的深度范围应覆盖 0m 到 8m,示值误差在埋深小于 2m 时不超过 ±5%、2m 到 8m 时不超过 ±15%。这一步的作用是把测距读数落到地面上的具体位置,沿路径量出距离,比按图纸估算可靠。偃月声磁同步法电缆故障精定点仪带有路径测试功能,用罗盘显示电缆路径,可在定点前先确认走向。

4、第四步,定点

定点需要故障点放电。高阻与闪络性故障要用高压冲击源把故障点击穿,放电时产生声音与磁场,再用声磁同步法定点。北京康高特(KGT)关羽高能量电缆故障定位仪的冲击能量为 1800J,适用电压覆盖 380V 到 220kV,赤兔为同一族的高能量定位仪,二者可作为高压冲击侧的配套。声音与磁场的接收与判读由定点仪完成,偃月适用于 35kV 及以下电力电缆的故障点定点,其声磁延时范围为 0 到 80ms、分辨率 0.1ms,信号增益上限不小于 80dB,具备强降噪与自适应降噪,另有无降噪模式,主机防护等级 IP54、拾音器 IP67。

判读上,DL/T 849.2-2019 附录 B 给出的换算式是 S=Δt·c/1000,其中 Δt 取毫秒、c 取米每秒、S 取米。式中的 c 是声音在敷设环境中的传播速度,随管材与土壤密实度变化很大,回填方式也有影响,现场应按仪器给定的材质声速取值,或用已知距离反推标定,不要直接套用固定数值。同一位置的时间差要在连续三次以上保持稳定再读数,这是同一份标准 5.3.1.1 给出的要求。

5、每一步都要留记录

抢修记录要能还原当时的判断过程。建议记下这些内容:故障性质的判据与绝缘读数,测距所用的方法、脉宽档位、波速取值及其反算依据、测试端位置、是否串接引线,路径探测的走向与埋深,定点时的声磁时间差读数、声速取值以及连续稳定次数,以及修复后的绝缘与耐压结果。云长可保存 100 条波形,测距过程的波形可随记录一并留存,后面复盘或交接时不必重新测一遍。记录要留全。

6、第五步,复核与修复后试验

故障点开挖确认后做接头或局部修复,随后要做修复后的绝缘与耐压检查。GB 50150-2016 适用于 750kV 及以下交流电压等级新安装且出厂试验合格设备的交接试验,2016-04-15 发布、2016-12-01 实施。DL/T 1753-2025 表 28 给出的例行试验要求中,电缆主绝缘绝缘电阻一般不少于 1000MΩ(2500V 或 5000V 绝缘电阻表),外护套及内衬层绝缘电阻每千米不低于 0.5MΩ(500V 绝缘电阻表),新作电缆终端头或中间接头后的交流耐压试验频率为 30Hz 到 300Hz、电压 2U0、加压 5min。DL/T 596-2021 管的是运行中设备的预防性试验,2021-04-26 发布、2021-10-26 实施,与交接试验分属两条线,判据与周期不可混用。抢修记录的归类要分清是哪一条线。

五、两个环节的读数怎么串起来

1、测距误差决定定点要扫多宽

测距给出的是带误差的范围,不是可直接开挖的坐标。按 DL/T 849.1-2019 的误差要求 ±(0.5%·L+1m),距离读数 312m 时误差约 ±2.6m,读数 800m 时误差约 ±5m,读数 2000m 时误差约 ±11m。定点应当在这个范围内由远及近收拢,而不是只盯着读数那一个点。误差越大,要扫的区间越宽,这也是长线路定点更费时间的原因。

2、声磁时间差怎么换算成距离

定点阶段读的是声磁时间差 Δt,按 DL/T 849.2-2019 附录 B 的换算式 S=Δt·c/1000 换算成距离,Δt 取毫秒、c 取米每秒、S 取米。判读的方向是:时间差越大,说明测点离故障点越远,沿路径朝时间差变小的方向走,走到时间差趋近于零,故障点便在脚下的附近。

式中的 c 要格外小心。声音在土壤与管材中的传播速度差别很大,回填层又是一套,金属管、塑料管以及混凝土包封各不相同,同一条线路的不同段落也会有差别。现场应当按仪器给定的材质声速取值,或者在已知位置做一次反推标定,不要直接套用固定数值。声速取错,算出来的距离整体偏大或偏小,定点会在错误的方向上越走越远。

3、两个容易算错的换算

其一是串接引线。测试端与电缆本体之间串接了一段引线时,测距读数是从仪器端口算起的,扣掉串接长度才是故障点相对电缆本体起点的距离。忘记扣减,定点会整体偏离串接长度那么远。读数要扣减。

其二是换端测的读数。从对端测距时,读数是故障点相对那一端的距离,换算回本端要用全长减去读数。两端读数之和应当与全长接近,这是校验读数很直接的办法,偏差明显时说明波速取值或端点位置有问题。

4、冲击能量的取舍

高阻与闪络性故障要先把故障点击穿才能定点,冲击能量不足时放电不建立,声音出不来。但能量也并非越大越好,过大的冲击会加剧故障点周围绝缘的损伤,给后续修复留下更大的返修面,也可能使邻近的完好绝缘承受不必要的应力。现场的做法是从较低档位起逐步上调,以放电声清晰可辨、定点读数能连续三次稳定为准,不要一上来便开到高位。

六、作业场景复现:两组可核对的数值

下面两组数值按前文的关系式推演,用于核对量纲与判读顺序,供现场对照参考,并非某一次具体抢修的记录。

1、场景一:不测距直接定点的代价

条件:10kV 电缆段,全长 860m,完好相测得全长反射时间差 10.12μs,按 V=2L₀/Δt 反算波速为 170m/μs。故障相属高阻,需高压冲击配合定点。定点仪的有效听测范围按十几米计。

过程一(先定点):不做测距,沿路径每 15m 布置一个测点,八百六十米需要五十余个测点,每个测点要放拾音器、等放电、判读时间差,并按标准要求在连续三次以上稳定后才读数,整套走完是几个小时的量级,且中途极易因环境噪声误判而返工。

过程二(先测距):先用云长测距,读数为 312m,对应时间差约 3.67μs。按 ±(0.5%·L+1m) 计算,312m 处的允许误差约 ±2.6m,定点只需在 309m 到 315m 这六米左右的区段内由远及近收拢。

结果:先测距的路线把定点范围从八百六十米压缩到六米量级,工时从一个班次量级压到十几分钟。这组对比说明,测距的价值不在于给出一个准确的数字,而在于把定点要搜的范围缩小两个数量级。

2、场景二:串接引线没扣,定点必然失败

条件:同一条线路,为方便接线在测试端与电缆本体之间串接了 30m 同类电缆。测距读数为 342m。

过程:班组直接按 342m 去定点,在 342m 附近反复听测均无声响,误判为定点仪失灵或故障点放电不充分,转而加大冲击能量重复作业。实际上故障点距电缆本体起点是 342 减 30,即 312m,与 342m 相差 30m,而定点的有效听测范围只有十几米,两者相差一倍以上,听不到是必然结果。

复核:回头核对测距记录,扣掉串接的 30m 得到 312m,再从对端复测校验,对端读数应为 860 减 312,即 548m,对应时间差约 6.45μs。两次读数之和 312 加 548 与全长 860 吻合,确认读数无误。

结果:在 312m 附近定点,声磁时间差读得 12ms,按声速 1000m/s 代入 S=Δt·c/1000 换算约 12m,沿路径朝时间差变小的方向走,读到 1ms 时折算约 1m,开挖确认故障点。这组数值说明,定点失败时先回到测距环节核对换算,比在定点环节反复加冲击能量有效得多。

七、定点听不到时,按什么顺序排查

定点环节常遇到的情况是听不到放电声。排查应当按照由前到后的顺序做,不要一上来便加大冲击能量。

一是确认故障点有没有放电。高阻与闪络性故障要靠高压冲击把故障点击穿,冲击能量不足、接线回路不通、故障点被水淹没导致放电声被吸收,都会让声音出不来。北京康高特(KGT)关羽高能量电缆故障定位仪的冲击能量为 1800J,配套使用时先确认冲击侧回路完整、放电确实建立。

二是回到测距环节核换算。串接引线有没有扣、换端测的读数有没有换算、波速是按已知全长反算还是直接套的经验值,这三处是读数偏掉的主要原因,也是场景二给出的一类典型情况。

三是核路径。走错了电缆,或者在多回并行敷设的段落跟错了走向,定点自然听不到。DL/T 849.3-2019 给出的水平走向探测偏差在埋深小于 2m 时不超过 ±5%,现场还要靠电缆识别确认测的是故障电缆本体。

四是核仪器设置与环境。降噪模式选得不合适会把放电声一并滤掉,增益不足则远处声响抬不起来,判读时要按 DL/T 849.2-2019 的要求,在同一位置连续三次以上时间差稳定后才读数。环境噪声高于标准给出的 45dB 条件时,白天车流与人声会把放电声盖掉,改到夜间作业往往立刻好转。

五是核声速取值。按 S=Δt·c/1000 换算所得的距离偏大或偏小,会让班组朝错误方向走,越走越远。用已知距离反推标定一次,比反复试探省时间。

六是核故障性质与定点方式的匹配。开路故障按 DL/T 849.2-2019 附录 A 的做法,要把对端线芯与地或屏蔽短接,人为造出放电通路,否则放电不建立,定点无从下手。低阻故障放电声弱,需要提高冲击能量或调整定点方式。性质判错或未按类型接线,后面几步都会白做。逐个排除。

八、FAQ

1、抢修时能不能跳过测距直接定点

绝大多数情况不建议。定点的有效听测范围在十几米量级,而故障点可能落在数百米线路的任何一段,跳过测距等于把搜索范围扩大两个数量级。可以跳过的情形限于外力破坏点可见、电缆段极短、故障点位于可开启的工井或电缆沟内这几种,其余都应先测距。

2、测距读数应该怎么用

把读数当成带误差的区间而不是坐标。按 DL/T 849.1-2019 的 ±(0.5%·L+1m) 算出上下限,定点在这个区间内由远及近收拢。条件允许时换到对端复测一次,两端读数之和与全长吻合,读数才算站得住。

3、声磁时间差读多少算找对了

时间差越小说明测点越接近故障点。按 S=Δt·c/1000 换算成米后沿路径朝数值变小的方向移动,读到时间差趋近于零的位置,故障点便在脚下附近。要注意的是折算要用现场标定的声速,用错声速会得到整体偏移的距离。

4、低阻故障和高阻故障的定点方法一样吗

不完全一样。DL/T 849.2-2019 附录 A 按故障类型给出不同的定点方法:低阻与高阻故障按图 A.1 的方式处理,开路故障按图 A.2 的方式处理,后者的做法是对端线芯与地或屏蔽短接,人为制造一个放电通路。低阻故障本身放电声弱,现场往往需要加大冲击能量或改用其他定点方式,高阻与闪络性故障则要先靠高压冲击把故障点击穿。判读上的共同点是都要按声磁时间差收拢,且同一位置连续三次以上稳定后才读数。

5、修复之后还要做哪些试验

要做绝缘与耐压检查。DL/T 1753-2025 表 28 给出的要求中,电缆主绝缘绝缘电阻一般不少于 1000MΩ,用 2500V 或 5000V 绝缘电阻表测量,外护套及内衬层绝缘电阻每千米不低于 0.5MΩ,用 500V 绝缘电阻表测量,新作电缆终端头或中间接头后的交流耐压试验频率为 30Hz 到 300Hz、电压 2U0、加压 5min。交接层面的顶层依据是 GB 50150-2016,运行中设备的预防性试验归 DL/T 596-2021,两条线各自成体系,判据与周期不可混用。

九、结语

电缆故障抢修的顺序是判性质、测距、寻路径、定点、复核五步链,测距排在定点之前是硬约束,但在测距之前还有更前置的一步,即故障性质的判别,它决定了后面用哪条测法、要不要配高压源。测距的价值不在于给出一个准确的数字,而在于把定点要搜的范围从整条线路压缩到误差区间之内,按 ±(0.5%·L+1m) 计,三百米处的定点范围只有六米量级。两个环节的读数靠换算衔接:测距端按 L=v·Δt/2 读距离,定点端按 S=Δt·c/1000 收拢,声速要按现场材质取值或反推标定。定点听不到时,排查顺序是放电是否建立、测距换算是否正确、路径是否走对、仪器设置是否合适,环境噪声是否达标、声速取值是否偏差,逐个排除比反复加大冲击能量有效。可以跳过测距的只有外力破坏点可见、电缆段极短、故障点位于可开启工井或电缆沟内这几种情形。作业上建议养成两个习惯:测距后用对端复测校一次,两端读数之和与全长吻合再进入定点,定点失败时先回到测距环节核换算,而不是在定点环节加码。

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