一、原理介紹
 

　　1.音頻電流信號感應法
 

　　用音頻信號發(fā)生器向電纜中注入一特定頻率的音頻電流信號，該電流信號在電纜周圍就會產生音頻磁場，通過傳感器線圈接收這一特定頻率的音頻磁場，經(jīng)磁聲或磁電轉換為人們容易識別的聲音信號或其它可視信號，即可探測出電纜的路徑。
 

　　用音頻感應法探測電纜路徑時，根據(jù)傳感器感應線圈放置的方向不同，又分為音峰法與音谷法探測電纜路徑的方法。
 

　　如圖1所示，向電纜中注入音頻電流信號后，在傳感器感應線圈軸線垂直于地面時，電纜的正上方線圈中穿過的磁力線最少，線圈中感應電動勢最小；線圈往電纜左右方向移動時，音頻聲音增強，當移動到某一距離時，響聲最大，再往遠處移動，響聲又逐漸減弱。在電纜附近，磁場強度與其位置關系形成一馬鞍形曲線，曲線谷點所對應的線圈位置就是電纜的正上方，這種方法就是音谷法。
 

　　而當感應線圈軸線平行于地面時(要垂直于電纜走向)，在電纜的正上方線圈中穿過的磁力線最多，線圈中感應電動勢也最大，線圈往電纜左右方向移動時，音頻聲音逐漸減弱，磁場*的正下方就是電纜，這種方法就是音峰法。實際測量時，音峰法是常用的測試方法。
 

　　2.脈沖磁場方向法與脈沖磁場幅值法
 

　　如圖3所示，用直流高壓信號發(fā)生器向電纜中施加高壓脈沖信號，故障點擊穿放電時的放電電流是一暫態(tài)脈沖電流，如同音頻電流一樣，該脈沖電流會在電纜周圍產生脈沖磁場磁場，用感應線圈接收這個磁場，即可找到電纜的路徑。
 

　　(1)脈沖磁場方向法
 

　　把感應線圈以其軸心垂直于大地的方向分別放置于電纜的左右兩側，在左側磁力線是從上方進入并穿過線圈的，在右側磁力線則是從下面進入并穿過線圈中的。如果在左側感應線圈感應到的電動勢是正電動勢，在右側感應到的必是負電動勢。可用波形把感應線圈感應到的電動勢表示出來，如圖4a所示，左側為正電動勢，波形初始方向朝上，稱為正磁場。如圖4b所示，右側為負電動勢，波形初始波形朝下，稱為負磁場。電纜的左右兩側磁場的方向是不同的，在磁場方向交替的正下方就是電纜，利用這個特點可以找到電纜的位置，多點連線就是電纜的路徑。
 

　　(2)脈沖磁場幅值法
 

　　同音頻電流信號感應法一樣，如果把感應線圈平行于地面(垂直于電纜)，在電纜的正上方線圈中穿過的磁力線最多，線圈中感應電動勢也最大，往電纜的兩側會越來越小，用指針式電壓表或其他方式顯示感應電動勢的大小，電動勢最大的下方就是電纜，利用這種方法可以查找電纜的路徑。
 

　　注意：實際測試時，用脈沖磁場的方向法與幅值法探測路徑，一般是和故障的精確定位一起進行的，主要目的是使故障精確定位的人員不偏離電纜路徑，而市場上的路徑儀一般都是選用音頻電流信號感應法進行路徑探測的。
 

　　二、使用儀器及其附件
 

　　T5000-3發(fā)射機與接收機
 

　　使用儀器：T5000-3彩屏智能管線儀
 

　　信號輸出部分：發(fā)射機，直連線，耦合夾鉗，LCC模塊
 

　　直連線：直連法信號輸出線，停電電纜路徑查找時使用
 

　　耦合夾鉗：夾鉗法信號輸出線，帶電電纜路徑查找時使用
 

　　LCC模塊：可將480V及以下的交流電壓隔離，配合發(fā)射機可進行電纜帶電直連法接線，查找?guī)щ姷牡蛪弘娎|路徑及輸電電纜路徑。
 

　　發(fā)射機附件
 

　　接收信號部分：接收機，聽診器，A字架
 

　　接收機附件
 

　　聽診器：與接收機配合使用，可進行電纜帶電識別，從多條電纜中找出目標電纜；
 

　　A字架：與接收機配合使用，可以精確定位直埋電纜故障點，使用方法為跨步電壓法。
 

　　三、發(fā)射機接線方法
 

　　1.直連法
 

　　適用于停電電纜路徑查找，電流大，信號強。將發(fā)射信號通過直連線注入一相線芯，并將電纜末端測試相線芯人為接地，一相線芯與大地構成測試回路，如下圖9所示。
 

　　Tips：
 

　　1.不可相間發(fā)射信號(末端兩相短接)，不可相間構成測試回路，因為此時電流信號方向相反，磁場信號抵消，接收機實質上就是接收的回路磁場信號，將接收不到信號；
 

　　2.需將電纜兩側鎧裝接地拆除，否則發(fā)射的電流信號會從鎧裝回傳，同樣抵消磁場信號；
 

　　3.總之，測試回路需是單向的回路。
 

　　若電纜回路連接錯誤，如接地不良，相序錯誤等，發(fā)射機無輸出電流或輸出電流較低，同時“指示方格”空白，如下圖10所示，若回路連接正確，則發(fā)射機輸出電流可達25mA，同時“指示方格”變黑，如下圖11所示。
 

　　2.夾鉗法
 

　　適用于停、帶電電纜路徑查找，電流小，信號弱。將發(fā)射電壓信號通過耦合夾鉗感應電壓至高壓電纜鎧裝或低壓電纜零線，如下圖12所示，因電纜兩端鎧裝或零線均已接地，自然會有穩(wěn)定電流信號。
 

　　Tips：
 

　　1.直連法與夾鉗法的相同點是均需要單向穩(wěn)定的電流回路產生磁場信號，不同點是直連法是通過直連線發(fā)射信號在電纜線芯，夾鉗法是通過夾鉗耦合發(fā)射信號在電纜鎧裝或零線；
 

　　2.夾鉗法施加信號相對較弱，對于停電電纜推薦優(yōu)先使用直連法；
 

　　3.對于高壓單芯帶電電纜，也可在鋁護套中使用直連法查找路徑，夾鉗法與直連法的使用需要結合鋁護套的接地方式進行合理選擇。
 

　　3.1380V電纜測試方法
 

　　380V停電電纜：
 

　　①導體直連法，如上圖9所示，選擇一相線芯作為測試相，末端對應相線芯接地，并拆除兩端零線接地，火線與地形成單相回路；
 

　　②零線直連法，在電纜一端拆除零線接地，另一端保持零線接地，直連輸出線接至懸空的零線，零線與地形成單相回路，
 

　　③夾鉗法，輸出夾鉗直接卡在電纜本體或電纜零線上，信號回路在零線與地之間形成，注意：此時電纜兩端零線應接地。
 

　　380V帶電電纜：
 

　　①夾鉗法，接線同上；
 

　　②LCC，帶電直連，在用戶側發(fā)射機通過LCC模塊將信號直接輸出在帶電火線上，對于380供電低壓供電系統(tǒng)，臺區(qū)變壓器中性點直接接地，此時帶電火線與地同樣形成回路，注意：該方法只能在用戶側接線使用，查找來自電源側的電纜路徑，現(xiàn)場案例參考上篇公眾號發(fā)表文章；
 

　　3.210kV電纜測試方法
 

　　10kV停電電纜：
 

　　①導體直連法，如上圖9所示，選擇一相線芯作為測試相，末端對應相線芯接地，并拆除兩端鎧裝接地，導體與地形成單相回路；
 

　　②鎧裝直連法，在電纜一端拆除鎧裝接地，另一端保持鎧裝接地，直連輸出線接至懸空的鎧裝引出線，鎧裝與地形成單相回路，10kV帶電電纜：夾鉗法，同上。3.3110kV電纜測試方法
 

　　110kV停電電纜：
 

　　①導體直連法，同上；
 

　　②鋁護套直連法，需參考鋁護套的接地方式，鋁護套單端接地的電纜段，直接在保護接地箱處對鋁護套同軸電纜導體直連信號；鋁護套交叉互聯(lián)的電纜段，在任一交叉互聯(lián)箱位置對鋁護套同軸電纜導體或屏蔽直連信號。
 

　　110kV帶電電纜：
 

　　①鋁護套直連法，對于鋁護套單端接地的電纜段，打開不接地端的保護接地箱或交叉互聯(lián)箱，首先使用萬用表測量該處鋁護套的感應電壓，若感應電壓小于25V(T5000-3保險絲熔斷電壓)，則可以對鋁護套直接使用直連法
 

　　②鋁護套帶電直連法，若不接地端的鋁護套感應電壓超過25V，則需使用LCC模塊進線電壓屏蔽，使用帶電直連法進行測試；
 

　　③夾鉗法，因交叉互聯(lián)大段的鋁護套兩端直接接地，雖然經(jīng)過了電纜換位，但整體的鋁護套仍然與地構成了回路，所以夾鉗法僅適用于鋁護套交叉互聯(lián)的110kV電纜段路徑查找，直接將夾鉗卡在電纜本體或任一接地箱處的同軸電纜上即可，如下圖18所示。
 

　　Tips：
 

　　1.帶電查找110kV電纜的路徑時最好根據(jù)鋁護套進行分段查找，從不接地端施加信號，查找到達接地端的電纜路徑；
 

　　2.對于鋁護套一端直接接地一端不接地的電纜段，夾鉗法信號較弱，此時需增大發(fā)射機輸出功率，調大輸出頻率進行測試，建議在不接地端開箱使用直連法或帶電直連法進行查找；
 

　　3.因110kV單芯電纜會在鋁護套上產生感應電壓，所以若將夾鉗直接卡在電纜本體上，夾鉗內也會產生感應電壓，此時若夾鉗鉗口*閉合，夾鉗線圈上就會形成環(huán)流，發(fā)熱燒毀夾鉗，即閉合鉗口需墊張紙片，如下圖19所示。
 

　　四、接收機干擾信號來源與判斷
 

　　接收機接收的是音頻磁場信號，由音頻電流信號產生，電流信號所在的回路是由電纜導體或屏蔽與地形成，即回路電流信號必然經(jīng)過大地，一般電纜終端位置所在配電室、環(huán)網(wǎng)柜、變電站等有多條電纜出線或進線，其他帶電電纜也存在鎧裝或零線接地，再加上路徑儀發(fā)射機輸出的是高頻脈沖信號，信號傳輸能力較強，必然會通過共同的系統(tǒng)大地傳輸?shù)狡渌娎|上，甚至是其他接地金屬管線，因此路徑查找的一大難點就是在近端測試點位置如何排除干擾信號，找到目標電纜，此時應根據(jù)接收信號的不同指示進行判斷，總結方法如下。
 

　　信號大小與穩(wěn)定性；一般目標電纜上方接收信號數(shù)值較大且比較穩(wěn)定，干擾管線接收信號數(shù)值較小，且箭頭指示飄
 

　　2.接收電流與深度；在測試管線上方按下接收機“i”鍵可查看該管線接收電流大小與埋深，一般目標管線上方接收電流數(shù)值較大，埋深合理(近端位置)，干擾管線上方接收電流較小，埋深不合理(近端位置)
 

　　3.SIS方向信號；T5000-3含有一個特殊技術，即發(fā)射與接收的眾多頻率中，含有帶方向信號的頻率，即SIS頻率，使用該頻率信號時，回路中電流就含有方向性，目標電纜向前，通過大地傳輸?shù)礁蓴_管線后，方向可能會發(fā)生變化，如上圖20、21所示，目標電纜上接收機左上角有“+”，箭頭指向前方，干擾管線上接收機顯示“—”，箭頭指向后方；
 

　　4.信號衰減規(guī)律；接收機接收的音頻磁場信號，是由整個回路電流產生，因此，只要電纜深度變化不大，整條電纜線路上方接收信號大小不會發(fā)生太大變化，接收電流大小也是如此；當一條電纜上方有信號時，可嘗試向前行走一段距離，觀察信號與電流大小與近端顯示對比，若衰減較快，則該管線信號為干擾信號。