电缆故障测试仪
电力电缆的大量使用在我国已经有几十年的历史，前期使用运行的电缆现在已经进入了衰老期，因此，电缆的故障发生率在近几年呈明显的上升趋势，寻找一种快速而行之有效的电力电缆故障测试方法十分紧迫和必要。
现在国内外电缆故障测试仪普遍采用的电缆故障方法有行波法、电桥法、跨步电压法等等。国内大量采用的低压脉冲法、高压冲闪法都是行波法，这些方法基本能应付电缆的低阻、开路和短路故障，针对这些类型的电缆故障，国外大都采用的也是低压脉冲法。但实际工作中遇到的故障以高阻故障居多，而国内各厂家生产的电缆故障测试仪全都沿用传统的冲击闪络法和电流取样技术。由于其测试波形较为复杂，要求操作使用人员必须训练有素，而且要有较丰富的现场测试经验。这就给电缆测试造成了难题，使得多数人掌握不了波形分析的要领，难以在现场分析波形和快速准确地排除电缆故障。
欧美国家在电力电缆的高阻故障定位上的研究比较早，20世纪60 年代就发明了电缆故障测试仪弧反射法，并在电力电缆高阻故障定位上得到了成功的应用，80～90 年代相继推出了较为成熟的电力电缆故障定位系统。目前国外只有三家公司拥有这样的弧反射法技术，分别在英国、德国和奥地利。我国在电缆故障定位方面的研究起步很晚，主要原因是芯片制造方面的不足导致硬件的瓶颈一直都没能打破。再者，我们的技术人员，对弧反射技术的理论研究时间很短，对弧反射的相关知识还不够丰富。
可喜的是，经过近十年我国电缆故障测试仪的使用单位和研制单位的共同努力下，国产的二级弧反射脉冲法、三级脉冲弧反射法电缆故障测试仪相继问世，技术达到国际先进水平，打破了国外公司在此领域的垄断。从综合对比和实测效果来看，三级脉冲法电缆故障测试仪与国外同类型的先进仪器在测试方法上无明显差异甚至优于某些国外品牌的电缆测试仪，而且其操作的简便程度、测试速度、准确程度、机动性和性能价格比要优于国外产品。
电缆故障测试仪
1、工作原理
先介绍一下电力电缆的低阻故障和高阻故障。低压脉冲反射法适用于低阻( 低于10倍波阻抗) 、接地及开路故障，并可以测试电缆的全长和电波在电缆中的传播速度，当电缆发生低阻或接地故障时，故障点处的等效阻抗应为故障电阻与电缆特性阻抗的并联。故障电阻越小，反射波形越明显。
当故障电阻为零时为全反射，由于测试端等效阻抗( 测试仪器的输入阻抗) 大于电缆特性阻抗，所以在测试端产生同极性反射脉冲。而在低阻或接地故障处，由于故障电阻小于电缆特性阻抗，所以入射脉冲进行故障点后产生反极性脉冲，并传输到测试端，接收到的反极性脉冲的下降沿就对应故障点的反射波形。当电缆发生开路故障时，故障等效阻抗为故障电阻与电缆特性阻抗的串联，开路即相当于故障电阻为无穷大，这种情况入射脉冲将形成全反射，在测试端产生同极性反射脉冲，接收到同极性的脉冲的上升沿与故障点的反射波形对应。
低压脉冲法测试的波形简单易判读，但对高阻故障不可测试。原因是低压脉冲的电压低，不足以击穿故障点形成反射。而高阻故障的传统测试方法（除短路、开路以外的故障）需要施加高压脉冲，击穿故障并放电，产生放电电流，将放电电流波形记录下来，再依据波形特征分析故障点距离，这就是高压闪络法或叫脉冲电流法。从理论上讲，放电电流波形是有一定周期性的，只要找到了周期性就能确定出故障点距离（如图三）。而实际采样时，受多种因素的影响，其周期性比较难分析，即使有一定测试经验的人员，分析起来也常出差错这就是脉冲电流法推广应用受阻的原因，也是电缆故障测试比较难的问题所在。
据相关统计，高阻故障占到电缆故障的95%以上。如果能将高阻故障的放电电流波形变得像分析低压脉冲短路波形一样容易，那就解决了高阻故障测距的难题，解决了电缆故障测试仪推广应用的瓶颈。目前已有国际通用的三级脉冲法和国内的二次脉冲法（或多次脉冲）可以实现这一功能。
实现这一功能的基本条件是：击穿故障点并保持燃弧短路一定时间，即高阻故障瞬间变成短路故障，在燃弧短路稳定期，触发测量脉冲采样，此刻采到的波形必然是“低压脉冲短路波形”。
二次脉冲法在电缆故障定位中的应用的工作原理如上图所示。首先使用一定电压等级、一定能量的高压脉冲在电缆的测试端施加给故障电缆，让电缆的高阻故障点发生击穿燃弧。同时，在测试端加入测量用的低压脉冲，测量脉冲到达电缆的高阻故障点时，遇到电弧，在电弧的表面发生反射。由于燃弧时，高阻故障变成了瞬间的短路故障，低压测量脉冲将发生明显的阻抗特征变化，使得闪络测量的波形变为低压脉冲短路波形，使得波形判别特别简单清晰。这就是我们称之为的“二次脉冲法”。
接收到的低压脉冲反射波形相当于一个线芯对地完全短路的波形。将释放高压脉冲时与未释放高压脉冲时所得到的低压脉冲波形进行叠加，2个波形会有一个发散点，这发散点就是故障点的反射波形点。这种方法把低压脉冲法和高压闪络技术结合在一起，使测试人员更容易判断出故障点的位置。与传统的测试方法相比,二次脉冲法的先进之处，是将冲击高压闪络法中的复杂波形简化为最简单的低压脉冲短路故障波形，所以判读极为简单，可准确标定故障距离。
相对于高压闪络法，二次脉冲法在燃弧时间和采样成功率方面有了改善，但是，二次脉冲法要求击穿燃弧与低压脉冲必须保持高度的同步（燃弧时间也只有微秒级）。在此极短的时间内发出采样脉冲并保证同步是有难度的。因此产生了变通的所谓 “八次脉冲或多次脉冲法”，即在击穿燃弧时发出一连串（八个或更多）低压脉冲，一串不同时间的低压脉冲总有一个是与高压燃弧合拍的。尽管如此，也不能保证采样成功率100%。
电缆故障测试仪
