本節(jié)將介紹電纜外護(hù)套故障預(yù)定位的方法和原理，并列出這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)。在介紹之前，先強(qiáng)調(diào)一下后面文章中所用的符號的含義：

文章中所用物理符號的含義

其中，L為電纜的總長度，下標(biāo)為N的代表故障電纜近端的物理量，F代表故障電纜遠(yuǎn)端的物理量。

使用比較法或電壓降法進(jìn)行預(yù)定位

根據(jù)下圖所示，測試時(shí)在電纜屏蔽層和大地之間連接一個(gè)恒流源G（用Black表示）。進(jìn)行測試時(shí)，被測電纜的兩端需要全部斷開，以防突然上電造成事故！如果電纜外護(hù)套存在故障，那么從儀器中流出的電流經(jīng)過故障點(diǎn)電阻（Rfault），流經(jīng)大地，返回儀器。

電流流過的距離為LN（從電纜近端到故障點(diǎn)），又因?yàn)槠帘沃写嬖陔娮?，所以?huì)產(chǎn)生幾毫伏的電壓UN。

將電壓表連接到測試系統(tǒng)中（沒有故障的回路，用Green表示），可以使用故障電纜的線芯或其它完整電纜的屏蔽或線芯進(jìn)行連接。電壓表測量到的電壓即為UN。

對于電壓表使用的線芯，因?yàn)闆]有電流流過，所以線芯電阻不會(huì)被計(jì)入*終的電壓測量值中。這也是電壓降法相比于電橋法的優(yōu)勢之一。

在第二次測量時(shí)，恒流源加在輔助測量電纜和大地之間（輔助測量電纜為沒有問題的電纜，用White表示）。電流流經(jīng)輔助測量電纜，從故障電纜屏蔽層遠(yuǎn)端流向故障點(diǎn)，*終流入大地返回儀器。

此時(shí)電壓表的接法不變，測量到的是故障電纜屏蔽層遠(yuǎn)端到故障點(diǎn)處的電壓，即LF段屏蔽層產(chǎn)生的電壓UF。同理電壓表使用的線芯沒有電流流過不會(huì)產(chǎn)生電壓降。

根據(jù)

導(dǎo)體的電阻和導(dǎo)體長度成正比。因此電流恒定時(shí)，電壓之比等于電阻之比，而電阻之比等于各段導(dǎo)體的長度之比。從而通過計(jì)算電壓的比值，即可得到故障點(diǎn)的距離。

使用電壓降法預(yù)定位故障點(diǎn)時(shí)，*重要的*是持續(xù)、穩(wěn)定、可識別的電流。如果兩次測試時(shí)使用的電流不同，會(huì)造成很大的測量誤差。有兩種方法可以避免上述測量誤差。*種方法是使用高質(zhì)量的恒流源，提供滿足測量精度要求的電流。第二種方法是每次測試完畢后先計(jì)算出電阻數(shù)值，在進(jìn)行下次測試。使用電阻值求故障點(diǎn)位置可以避免電流不同時(shí)引起的誤差。

測試時(shí)，連線處的接觸電阻會(huì)對測量精度產(chǎn)生一些影響。如果對精度要求較高，請注意降低接觸電阻。

有時(shí)，測試的現(xiàn)場情況可能比較復(fù)雜，一段電纜的外護(hù)套有多處破損。這時(shí)，使用電壓降法預(yù)定位故障點(diǎn)的精度*比較低了。對于有兩個(gè)以上故障點(diǎn)的電纜，需要調(diào)整儀器輸出電壓，隨著測試電壓不斷升高，擊穿電壓較低的故障點(diǎn)先被定位出來，隨后擊穿電壓較高的故障點(diǎn)才能被定位出來，如下圖所示。測試儀器并不能判斷哪個(gè)故障點(diǎn)是*個(gè)，哪個(gè)是第二個(gè)，因此儀器會(huì)給出這兩個(gè)故障點(diǎn)之間的一個(gè)位置（通常是電纜長度的一半）。如果測試結(jié)果為故障點(diǎn)位于50%的電纜長度處，那么*要進(jìn)行更詳細(xì)的測試，判斷電纜外護(hù)套有多個(gè)故障點(diǎn)還是單一故障點(diǎn)確實(shí)位于電纜中央。

使用雙極性電壓降法測試

為了提高電壓降法預(yù)定位電纜外護(hù)套故障的準(zhǔn)確性，可以使用雙極性法測試。雙極性法可以有效降低熱效應(yīng)和化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生的干擾。

導(dǎo)體上的溫差可能會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體發(fā)生極化，產(chǎn)生極化電壓，如果在測量過程中把這個(gè)電壓納入計(jì)算，將會(huì)極大地影響測量的準(zhǔn)確性。一些化學(xué)元素也會(huì)產(chǎn)生干擾電壓，例如金屬礦石和土壤中的鹽分。另外濕度也會(huì)影響*終的測量結(jié)果。使用雙極性法測試可以排除這些干擾因素的影響，使測量結(jié)果更*。

電壓降法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

電壓降法的優(yōu)點(diǎn)有：

?相比于電橋法，電壓降法的預(yù)定位精度顯著提高

?高靈敏度

?可以忽略輔助測量線纜的電阻

?可以忽略屏蔽和線芯電阻的區(qū)別

?不需要進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算

?測量時(shí)間短，不需要等待電橋平衡

?對測試線的接觸電阻不敏感

電壓降法的缺點(diǎn)有：

?對于一段線纜上的多點(diǎn)故障不能有效定位

使用電橋法進(jìn)行預(yù)定位

不同于電壓降法使用電壓進(jìn)行位置計(jì)算，電橋法通常使用電阻比值進(jìn)行計(jì)算。因此一切會(huì)干擾電阻數(shù)值的因素都必須被排除，電橋與被測電纜的接觸電阻也需要特別注意。測試者可以通過清理連接面、使用大夾鉗替代小夾子連接等方法降低接觸電阻。

電橋法測量時(shí)，接入測試系統(tǒng)的電纜的電阻必須均勻，并且在測量過程中不能有任何變化。一些老舊、內(nèi)部有水或存在腐蝕的電纜，它們的屏蔽層電阻*不能滿足要求。另一些屏蔽層有交聯(lián)或接頭的電纜也不能滿足測試需求。如果對這些問題不加以考慮，*后得出的測量結(jié)果可能偏差過大。

對于外護(hù)套上有石墨涂層的電纜，因?yàn)槭珜与娮栎^小，測試電流不經(jīng)過大地，而是經(jīng)過石墨涂層流回儀器。

電纜外護(hù)套故障的預(yù)定位可以通過高壓電橋完成，在測試時(shí)需要連接一根參比電纜，此電纜必須完整且沒有外護(hù)套故障。下圖是電橋法預(yù)定位的接線圖。

可以使用任何高壓電源提供測試電壓。

調(diào)整完電橋后，可以通過下式計(jì)算故障點(diǎn)距離：

電橋法測量的缺點(diǎn)

電橋法測量干擾因素很多，例如：

?測量電流的強(qiáng)度：電流強(qiáng)度對測量的*度有影響；定位外護(hù)套故障需要較大電流和電壓

?環(huán)路電阻

?高壓發(fā)生器和測量系統(tǒng)的接入電阻，電位計(jì)和測量系統(tǒng)的接入電阻

?電位計(jì)的靈敏度

?電位計(jì)的線性度

?測試線的接觸電阻會(huì)影響*度

? 不能檢測多處故障