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摘要: 介绍了二次脉冲法、三次脉冲法的基本原理，对二者的区别进行了对比，以及应用了三次脉冲法技术的电缆故障测试仪的系统组成。最后对电缆故障测试的一般步骤和在该领域的最新情况以及今后的发展方向进行了展望，从而为生产及供电企业快速准确地查找电缆故障点提供了可以借鉴的方法。

关键词：电力电缆故障测试仪、二次脉冲法、三次脉冲法

    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。
    现在国外内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，国外内大都采用也是低压脉冲法。但实际工作中遇到的电缆故障以高阻故障居多，而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，而且要有较丰富的电缆故障现场测试经验。多数人掌握不了电缆故障波形分析的要领，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。
    可喜的是，经过我国电缆故障仪的使用单位和研制单位的共同努力下，国产的二次脉冲法、三次脉冲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，三次脉冲法电缆故障测试仪与国内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。

kc-900三级多次脉冲法电缆故障测试仪

3 弧反射法成功应用的几大要素
电缆故障预定位仪要成功的运用弧反射的方法，除了要求研制者熟悉弧反射的原理外，其仪器的硬件性能必须满足如下几大要素：
    一、采样频率要高。由于测量脉冲在电缆中的传播速度极快，一般在150～250 m/µs 之间；测量脉冲的宽度很窄，一般在10 ns～10 µs 之间；稳定的高压燃弧的时间很短，所以要求波形记录分析仪的采样频率很高。故障测试的分辨率除了与脉冲传播的速度、脉冲宽度有关外，与采样频率的高低关系最紧密。高频采样才能保证对测量脉冲充分、准时地采集，只要有信号丢失，测量就会失败。
    二、燃弧要稳定。高压脉冲加到故障电缆的测试端后，要在高阻故障点形成稳定的燃弧，这是弧反射法应用成功的前提。要形成稳定的燃弧，不仅仅需要很高的电压和很大的输出电流，而是需要高压脉冲有一定大的能量，即是电压、电流和时间的乘积：Q = U•I•t。不同电压等级的电缆，其电缆的耐压能力不同，再者，电缆故障点绝缘情况不同，产生燃弧所需的电压、电流、能量都不同。还有一点，输入给电缆的高压脉冲本身如果已经经过滤波等处理后，其高压脉冲信号本身就很理想，这也将促成燃弧的稳定。
    三、触发测量脉冲要适时。在高阻故障点能产生高压燃弧后，向电缆测试端加入测量脉冲的时间要适时。测量脉冲加入得太早，测量脉冲波头到达故障点时，燃弧还未产生，测量脉冲会直接行进到电缆终点端头，波形记录仪可能接收到来自终点端头的反射波，甚至接收不到任何反射波；测量脉冲加入得太晚，测量脉冲波头到达故障点时，燃弧已经结束，波形记录仪可能接收到来自终点端头的反射波。这样，波形记录仪无法接收到来自故障点的反射波，导致故障定位失败。这要求仪器的程序处理中心能良好的协调各部件的工作。
    四、信号取样要准确。在测量脉冲发送适时的前提下，还要保证波形记录分析仪记录的是正确的信号。因为电容分压后的信号是高压脉冲、测量脉冲以及杂波的混合信号，要从其中提取有用的测量脉冲信号，去掉所有的干扰信号。这就要求弧反射滤波仪的处理能力优越。
    五、CPU 运算速度要快。由于波形的行进速度极快，采样频率极高，要处理的数据量极大，现场操作人员需要尽快地得到测量波形图，因此，与之配合的CPU 的存储、运算速度就相应的要求很高。否则，采样到的信号就会有丢失，送给波形记录分析仪的信号数据将不真实、不正确，分析的结果肯定不正确，最后呈现给操作者的波形就会是杂乱的波形，故障的定位就会失败。
    六、波形记录仪的抗干扰能力要强。由于电力电缆的故障测试都是在强磁场、高电压的环境下进行的，对仪器的抗干扰能力要求比较高，不能出现死机、花屏等现象。

KC-900三级多次脉冲电缆故障测试仪测试现场