精测定点是电缆故障测寻工作的最后一步，也是十分重要的一步。定点的准确与否，直接影响故障处理工作的效率，对于直埋电缆也决定着开挖土方量的大小。

电缆故障的精测定点，视其故障电阻的高低，可分别采取不同的方法。一般来说，95%以上的电缆故障是故障电阻不等于零的非金属性接地故障，它们均可采用声测定点法精测定点。但是，在实际测试时，音响效果与故障电阻成正比，对于不足5%的金属性接地或电阻极低的故障，由于声测定点法的音响效果太差，难以精测定点，此时应采用音频感应法精测定点。

7.2.6.1 声测定点法

声测定点法，首先需要有一个能使故障点产生规则放电的装置，利用该装置使故障点放电，然后才可以在初测的距离附近，沿电缆线路，用拾音器来接收故障点的放电声波，以此来确定故障点的精确位置。如图7-2-6-1所示，图中B为拾音器，其余各参数均与冲击高压闪络法粗测距离时接线图中的对应参数相同。

图7-2-6-1　声测定点法原理

（1）基本原理。

如图7-2-6-1所示，声测定点法是利用直流高压设备，向电容器充电、储能，当电容器电压达到球间隙击穿值时，电容器通过球间隙放电，向被测电缆的故障线芯施加冲击电压，当故障点击穿时，电容器中储存的电能将通过等效故障间隙Jx或故障电阻Rx放电，与此同时，将产生机械振动波和电磁波，然后利用拾音器，在粗测的故障距离附近，沿电缆路径进行听测，地面上振动最大、声音最响处，即为故障点的实际位置。

声测定点法简便、易行，准确性好，其绝对误差不大于±0.4m。

（2）测试设备与仪器。

1）冲击放电设备。

声测定点法的冲击放电装置与前文介绍的直闪、冲闪法粗测距离时所用的直流高压试验装置完全相同，图7-2-6-1中各元件的符号及参数如下：

TV——调压器：0～200V，2kVA；

T——高压变压器：0～50kV，1～2kVA；

VD——高压整流二极管：反向电压大于200kV，正向电流大于100mA；

C——储能电容：10kV，2～4μF电力电容器或专用脉冲电容器；

Js——放电球间隙；

B——拾音器；

Ix——放电电流；

Rx——故障电阻；

Jx——等效故障间隙。

2）定点仪。

①技术性能。定点仪是用于声测法定点和感应法探测电缆路径的专用设备，其主要技术性能和指标如下：

a.在输入信号为300Hz，幅值为100μV时，可保证2V不失真输出。

b.在2V不失真条件下，使输入为零，定点仪的内部噪声电平不大于150mV。

c.工作种类：“定点”工作方式：确定电缆故障点位置时使用；

“路径”工作方式：探测电缆路径和埋设深度时使用，此时需配用探棒。

d.工作电压：9V±10%。e.工作电流：＞10mA。

f.输入阻抗：＞1kΩ。

g.环境温度：-40～40℃。h.重量：1.0kg。

②组成部分。定点仪由以下几个部分组成：

a.主机（定点仪）。定点仪内部由放大部分、滤波电路和15.5kHz振荡器及差拍检波系统构成。

b.接收线圈（探棒）。在φ10×140mm的中波磁棒上，绕285匝漆包线，两端并联0.2μF的电容器，构成15kHz振荡回路。在探测电缆路径时，接在定点仪的输入端，并将定点仪的“工作种类”旋钮置于“路径”档使用。

c.压电晶体探头。探头内具有压电晶体片，其作用是将机械振动声波信号转换成电信号，然后输入定点仪进行放大收听。压电晶体探头在定点时使用，使用时将探针轻轻插入土内或置于硬质地表面（此时取下探针）仔细听测，并每间隔1m左右移动一次，直至找到故障点。

d.耳机。定点仪配备一套2×2200Ω耳机。在使用定点仪探测路径和定点时，均需将耳机插头插在定点仪的输出孔内，以收听接收信号。

（3）测试步骤。

1）按图7-2-6-1接好线路。当故障为相间或相地型式时，被测电缆末端应开路；当故障为断线型式时，被测电缆加信号相的末端应接地。

2）将调压器TV调回零位。

3）适当调整球间隙距离，以控制放电电压的高低。一般地，放电电压不宜太高，只要故障点能够连续良好放电即可。对于低压电缆，放电电压应控制在10kV以内；对于10kV电缆，放电电压应控制在25kV以内；对于35kV电缆，放电电压应控制在40kV以内。当冲击放电电压较高时，应考虑储能电容器的承压能力。

4）合上电源开关，调节调压器匀速升压，根据放电电压的高低，重新调整放电球间隙的距离，直至达到所需要的放电电压，放电间隔时间以3～4s为宜。每次停电调整球间隙时，应进行充分放电，并挂牢地线，以免伤人。

5）做好上述工作以后，即可按每间隔3～4s放电一次的规律进行冲击放电，同时在粗测的故障距离附近，沿电缆线路进行听测。在听测过程中，需要有人监护冲击放电系统的工作状态，以免发生意外。

6）故障定点以后，应立即将调压器调回零位，切断电源，在电缆线芯及电容器上进行充分放电，并挂牢地线。

（4）测试技巧。

1）当故障相加上直流高压，使故障点产生闪络放电时，既发射电磁波，又有机械振动波，定点仪接收的是机械振动波。当定点仪屏蔽不够理想时，电磁波可能会窜入，并形成假信号。电磁波与机械振动波的区别方法是：由于电磁波的音响是均衡的（无强弱变化），因此，可以将探头离开地面听测，此时如果仍然有放电信号，则该信号为窜入的电磁波造成的假信号；此时若无放电信号，则探头放在地面上所听到的放电信号，就是故障点放电的机械振动波。

2）有时因环境干扰大，土质或电缆具体损坏情况不同等因素，故障点闪络放电传给探头的机械振动波很弱（塑料电缆易发生这种情况），定点比较困难。这时可以利用电缆故障点闪络放电时即发射电磁波又有机械振动波这一现象，使用两台定点仪，一台配用探头，并工作在“定点”档；另一台配用探棒，并工作在“路径”档。当两台定点仪在同一时刻，都接收到“啪！啪！”的音响信号时，说明该音响信号确为故障点发出的放电信号（电磁波和机械振动波），再找出最响点，即可定出准确的故障点。

3）寻找最响点的方法是：在定点过程中，如果已经听到有规律的“啪！啪！”的机械振动声（放电声）以后，故障点就在离此不远的地方，此时应沿电缆走向，前后移动定点仪进行比较测量，同时减小定点仪的输出音量，逐渐缩小听测范围，最后集中于一个最响点。

4）对于极少数的（5%以下）金属性接地或故障电阻极低（Rx＜10Ω）的电缆故障，由于故障点根本不放电或放电能量太小，不产生机械振动波或机械振动波极其微弱，也就无法听到音响信号，此时用声测定点法已不能确定故障点，应改用音频感应法精测定点。

（5）使用定点仪的注意事项。

1）采用声测法进行定点时，放电球间隙不宜调得太大，以免由于长时间、高冲击电压的作用，使故障点转变成金属性接地故障而不再放电，造成定点的困难与麻烦。

2）定点仪在使用中要注意保护探头，探针插入土地时，应按既定方向（一般是垂直于地面）稍用力插，不得撬、旋转和摔跌，探头和探棒均不可随意拆卸，以免损坏。

3）若需要在硬路面或水泥路面上定点时，可将探头上的探针拧下，然后将探头平置于地面进行听测。

4）定点仪不用时，应及时关闭电源，以节约电池。

5）定点仪若出现杂音变大、灵敏度降低时，可能是电池不足，可将定点仪上的电池插门推开更换新电池。

6）若耳机中出现广播电台声，可能是输入馈线屏蔽层接触不良，及时修理馈线即可得到改善。

7.2.6.2 音频感应定点法

音频感应定点法适用于故障电阻小于10Ω的低阻故障定点。对于这种故障，当采用低压脉冲法粗测出大概的故障距离并确定好路径以后，由于故障点放电的机械振动波的传导受到屏蔽或相当大的外界干扰；或因故障电阻太小，放电能量极低，机械振动微弱，因而声测定点法不易定点。特别是金属性接地故障，由于故障点根本不放电，而使声测定点法无法定点，这时就需要采用音频感应法进行定点测量。

（1）基本原理。

音频感应定点法和音频感应法探测电缆路径的原理是一样的。即：将音频信号发生器（路径仪）的输出端接在被测电缆的两故障相上，音频电流将从一芯通过故障点传到另一线芯，并回到音频信号源，然后用接收线圈（探棒），采用音峰法沿被测电缆的路径，接收音频信号电流的电磁波信号，根据耳机中音量的高低（或指示仪表指针偏转角的大小）来确定故障点的位置。

当音频电流沿电缆一芯通过故障点，并经过另一线芯回到音频信号源时，沿途各点的电磁效应由于音频电流“去”和“来”的方向相反而趋于抵消。但由于电力电缆在制造成缆时，各线芯是互相扭绞在一起的，因此沿线任意点两被测线芯的连线可能垂直于地面，也可能平行于地面。这样，沿线各点的电磁场的合成量就是不一样的。当在地面上采用音峰法探测时，测得的信号强度随两线芯相对于地面的相对位置而变化。当两线芯连线与地面垂直时，接收到的信号较强；当两线芯连线与地面平行时，接收到的信号较弱。在故障点，由于短路电流的磁通相同不能抵消，所以接收到的信号最大。最后，测到的信号最大值处即为故障点。过了故障点以后（大约1.5m），由于电缆内只有杂散电流而无音频电流，所以接收到的信号几乎为零且振幅不变。如图7-2-6-2所示。

图7-2-6-2　音频感应定点法原理

1—音量曲线；2—接收线圈；3—音频信号发生器；4—故障点；5—电缆线芯

（2）仪器与设备。

1）音频信号发生器。音频信号发生器是音频感应定点法的主要设备，可分为电子管和晶体管音频信号发生器两大类，前者虽然输出功率大，但其体积大、笨重、携带不方便，因此应用较少。目前，应用最广的是15kHz、50W、断续方波信号发生器，即前文介绍的路径仪，其技术性能指标及使用方法这里不再赘述。

2）接收机。在故障电缆线路上，根据故障性质的不同，选用不同的探头来接收故障点磁场或电场的变化，并将接收的信号送入接收机进行放大，然后输出给耳机或指示仪表。测试人员根据耳机中信号音量或指示仪表指针的偏转角来判断故障点的位置。

实际上，接收机就是一个低频放大器，对它主要有三点要求：

①放大倍数。一般来讲，放大倍数越大，接收机的灵敏度越高。但是，当放大倍数过大时，外界干扰也就显得更加突出了，这个矛盾由以下两点要求来解决。

②选频特性。要使接收机具有良好的选频特性，一般可采用两种方法：其一是在接收机中采用双T电桥选频网络，即由RC构成选频网络；其二是使用有源滤波器，只让某一频带的音频信号通过。

③滤波特性。主要是在接收机中使用滤波电容，以滤去50Hz的工频干扰。(www.daowen.com)

3）接收机用探头。

①电感探头。在φ10×140mm的中波磁棒上，绕285匝漆包线，两端并联0.2μF的电容器，构成15kHz振荡回路，亦即电感探头。电感探头主要接收磁场变化信号。一般在相间短路（或接地），而且故障点前后电流有变化的场合使用电感探头。电感探头原理如图7-2-6-3所示。

图7-2-6-3　电感探头原理

②电容探头。电容探头是由一块金属片制成的。主要用于探测电场的变化。在电缆发生断线时，故障点前电位高、电场强；故障点以后电位趋于零、电场弱；故障点处电场最强，音量最大。根据电容探头探测到的故障点前后的电场强弱变化，即可判断出断线故障点的准确位置。可见，电容探头适用于探测断线故障，电容探头原理如图7-2-6-4所示。

图7-2-6-4　电容探头原理

③差动电感探头。差动电感探头是由两个相同的电感探头组合而成。它通过输出变压器T，与放大器的输入端相接，主要用于具有强电场干扰的场合探测直埋电缆的故障点，特别适用于短路或接地性故障。差动电感探头原理如图7-2-6-5所示。

图7-2-6-5　差动电感探头原理

（3）测试方法。

1）相间短路故障的探测。采用音频感应定点法探测两相或三相的相间短路故障点位置时，是向两短路线芯施加音频电流，然后在地面上用电感探头接收信号，并将其送入接收机进行放大，再用耳机或指示仪表鉴别信号的变化。沿电缆线路，直至测到信号的最后一个峰值和突然终断处，即可判断出故障点的准确位置。其接线原理和音量曲线请参阅图7-2-6-2。

相间短路或接地故障，采用音频感应定点法确定故障点比较灵敏。

2）单相接地故障的探测。单相接地故障点位置的探测，首先应将音频信号发生器的输出端接在被测电缆的故障相与地线（金属铠装或铅包）上，当所施加的音频电流I到达故障点以后，经过故障电阻Rx分成两路。一路Ie由故障点沿电缆地线（金属铠装或铅包）和大地直接返回测试端；另一路I′e经由电缆地线（金属铠装或铅包）和大地流向电缆的末端，再经大地返回到测试端。这样就使整个电缆线路都有音频信号电流流过。如图7-2-6-6所示。

图7-2-6-6　单相接地故障音频感应定点原理

1—音量曲线；2—接收机；3—差动电感探头；4—电缆线芯；5—音频信号发生器；6—故障电阻；7—电缆金属护套或钢铠

根据图7-2-6-6可以做出以下简单的定量分析：因为

由此可见，在故障点前后，产生磁通的电流（或合成电流）I合与I′合大小相等，方向相同。此时若采用一般的电感探头接收信号，则会在整个电缆线路都能接收到大小相等的均恒信号，因而无法确定故障点。

遇到上述情况，必须采用特殊的差动电感探头来测试。使用差动电感探头时，在故障点之前和之后，由于差动的作用，接收到的信号都极弱。在故障点之前，因为电缆线芯绞合的缘故，可以接收到略大于故障点之后的信号。但是，当差动电感探头跨越故障点时，由于故障点前后的信号强度略有差异，因此，差动电感探头可以接收到很强的信号。根据这一现象，即可确定故障点的准确位置，参见图7-2-6-6。

在使用差动电感探头时，应让探头的两个探棒都平行于电缆，并沿电缆的走向进行探测，不应偏移或转向。若发现差动不起作用，杂散干扰大，可将两个探头中的任意一个，在水平面内旋转180°即可。

3）断线故障的探测。在探测电缆断线故障时，被测电缆的末端应连同金属铠装（或铅包）一同短路并接地。而被测电缆的测试端与音频信号发生器的连接方法，要视断线的相数情况而定。

①单相断线。音频信号发生器的两输出端分别接在断线相和另外两好相上。

②两相断线。音频信号发生器的两输出端分别接在两断线相和另一好相上。

③三相断线。音频信号发生器的两输出端分别接在三个断线相和地（金属铠装或铅包）上。

在探测断线故障时，应尽量提高音频信号发生器的输出功率，然后采用电容探头接收该电场的变化信号。在故障点之前，接收到的信号较强，但恒定不变；在故障点处，接收到的信号有峰值产生；过故障点之后，接收到的信号骤然下降。如图7-2-6-7所示，峰值下面即为故障点。

（4）注意事项。

采用音频感应定点法进行电缆故障的精测定点时，所用的仪器与设备，除特殊探头（差动电感探头和电容探头）以外，均与音频感应法探测电缆路径的设备完全相同，对其使用方法和注意事项，已在前面章节中做过详细的阐述与说明；对上述两种特殊探头，也已在本章中作过介绍，在这里一并略去，不再重复。下面，对直埋电缆故障的音频感应法定点时的注意事项做以简单的介绍。

图7-2-6-7　断线故障音频感应定点原理

1—音量曲线；2—接收机；3—电容探头；4—电缆线芯；5—故障点；6—音频信号发生器；7—电缆金属护套或钢铠

在采用音频感应定点法进行定点时，感应线圈在地面上接收到的信号往往会突然变弱，甚至完全消失，其原因大致有以下三点：

1）电缆的埋设深度突然增加。

2）电缆上面有铁质覆盖物。

3）电缆穿入铁质导管中。

实际上，在现场应用音频感应定点法确定故障点的精确位置并不十分容易，因为有许多随机变化的因素。例如：合成电磁场的幅值、相角与故障电阻的大小有关，与故障点前后电缆的长度有关，也与所采用的音频信号的频率有关。所以，在实际测试工作中，真正能熟练掌握这种方法的人并不多，这主要还是实际中的纯短路故障极少，人们用该方法实践的机会与条件匮乏的缘故。

7.2.6.3 时差定点法

时差定点法接线原理图与声测定点法完全相同，各对应参数也相同，只有图7-2-6-1中的拾音器B不同。时差定点法采用的时差定点仪可以同时接收放电声信号和电磁波信号，并显示出它们的时间差。

当采用高压冲击放电装置，对故障电缆施加高压（约20～30kV）冲击脉冲（周期为3～4s）时，电缆故障点闪络放电，产生很强的闪络声，同时也将产生瞬时强磁场。闪络声和电磁场均由同一点在地下向外传播，我们利用时差定点仪接收器在地面接收这两个信号，磁场的传播速度近似于光速，而闪络声在地下与空气中的传播速度相当。由于光速远远大于声速，因此电磁场与闪络声到达同一接收点（接收器所在位置）的时间是有差异的，故障点与接收器所在处的距离越小，这个时间差值就越小。时差定点仪将自动探测两种信号，并指示出时间差。我们移动接收器的位置，直至时间差达到最小值时，接收器就在故障点的正上方。

时差定点法能有效地避免声测定点法时异常声响对测试工作的干扰。

时差定点法的测试方法与测试注意事项与声测定点法完全相同，这里不再赘述。

7.2.6.4 同步定点法

同步定点法接线原理图与声测定点法完全相同，各对应参数也相同，只有图7-2-6-1中的拾音器B不同。同步定点法采用的同步定点仪可以同时接收放电声信号和电磁波信号，用这两个信号来共同控制输出门电路。HW2000电力电缆故障智能测试仪所配的HW2000同步定点仪原理方框图参见图7-2-6-8。

图7-2-6-8　定点仪原理方框图

与时差定点法类似，当故障电缆处于噪声较大的环境周围时，噪声干扰严重影响了声测定点法的定位精度，此时可选择时差定点法，也可采用同步定点法。同步定点法如同时差定点法一样，首先使故障点放电，放电产生的声信号和电磁信号都将被同步定点仪接收，而且只有在同时接收到声信号和电信号时，控制门才能有输出，耳机中才可以听到清晰的“啪、啪”声，同时微安表才有输出指示。否则输出为零，即耳机中无声响，微安表无指示。沿电缆线路移动接收器的位置，直至耳机中声音最响，同时微安表输出最大时，接收器就在故障点的正上方。

同步定点法的测试方法与测试注意事项与声测定点法完全相同，这里不再赘述。

7.2.6.5 特殊定点法

（1）明敷电缆故障的定点。

在电缆沟、隧道、桥架等裸露部位明敷的电缆发生低阻故障时，由于故障电阻太低（Rx＜10Ω）或金属性接地等原因而使声测定点法失效。对于多并运行的电缆，用一般的音频感应定点法也难以判断故障点的位置，这时可以使用下面介绍的简单、直观、方便的特殊方法来进行精测定点。

1）局部过热法。在粗测出故障距离以后，对故障电缆进行冲击放电，或用直流耐压击穿故障点的方法，使故障点通过一定的电流，由于故障点具有一定的电阻，当电流流过该电阻时，将产生热效应。经过一段时间（大约20～30min）的冲击放电（或反复的耐压击穿）后，停止冲击放电，并进行充分放电、挂牢地线，然后立即在粗测的故障距离附近用手触摸电缆，故障电缆上的温度最高点，即为故障点。

这种方法适用于电缆三头部位和电缆线路上便于用手触摸部位的故障点定点。该方法能准确地确定故障点的位置。但是，在应用过程中必须注意安全，用手触摸前，一定要充分放电并挂牢地线。

2）跨步电压法。对于单相接地或多相短路或接地故障，特别是金属性接地故障，只要是明敷的裸露电缆均可采用跨步电压法进行精测定点。

跨步电压法的测量方法是：在故障相与地（金属屏蔽层或铅包）之间，接上可调的直流电源，然后在粗测出的故障距离附近，在跨距500mm的两端，轻轻撬起一小块外护层和钢带，露出屏蔽铜带或铅包并处理干净，上述准备工作就绪以后，接通直流电源，使故障点流过5～10A的电流，同时用毫伏表或微安计测量跨步电压，如图7-2-6-9所示。

图7-2-6-9　跨步电压法原理

根据图7-2-6-9，加在电缆故障相上的直流电流I，沿电缆线芯流向故障点，到达故障点以后分成两路，一路沿电缆金属屏蔽层（或铅包）和大地直接返回测试端，即I1；另一路沿电缆金属屏蔽层（或铅包）和大地流向电缆末端，然后经大地返回测试端，即：I2。可见，故障电缆金属屏蔽层（或铅包）上的电流方向以故障点为界，两端的电流方向是相反的。根据这一现象，将毫伏表或微安计两表笔方向恒定，在粗测出的故障点附近，测量电缆金属屏蔽层（或铅包）上的跨步电压或电流。测得的跨步电压或电流的方向，在故障点前后是相反的。当故障点位于两表笔之间时，跨步电压或电流为零，这样即可精确地确定故障点的具体位置。

该方法的定点精度很高，但在测试时需要多次破坏电缆外护层，因此在实际测试工作中应尽量避免使用；采用该方法定点以后，应立即将电缆外护层的破损处修复。

3）偏心磁场法。对于单相接地，特别是金属性接地故障，在故障相与地之间通入电流I，当电流I到达故障点后，流入钢铠或铅包，并分成两路向故障电缆的两端流去，从而引起整个电缆线路都有音频信号电流。其原因已在前文中作过详细的阐述，这里不再赘述。

发生上述情况时，除整个电缆线路上都有音频信号电流以外，还有另一个特点。即：由于该电流是加在电缆单芯上的，偏离了电缆的中心轴线（单芯电缆除外），因此它产生的磁场也是偏离电缆中心轴线的，称之为偏心磁场。根据这一特点，在故障点之前，由于音频电流产生偏心磁场，当接收线圈围绕故障电缆周围表面旋转一周时，线圈中接收到的磁场（音量）信号将有强弱变化；而在故障点之后，由于只有均匀分布的钢铠或铅包电流，无线芯电流，则接收线圈围绕故障电缆周围表面旋转一周时，线圈中接收到的磁场（音量）信号无强弱变化，因此可以确定故障点的位置。偏心磁场法原理如图7-2-6-10所示。

图7-2-6-10　偏心磁场法原理

（2）低压电力电缆故障的定点。

这里所谈的低压电力电缆，系指220～380V动力电缆。低压电力电缆多以橡胶或塑料作为绝缘材料，其绝缘层厚度较薄，在结构上，一般没有屏蔽层。因此，在测寻低压电力电缆故障时，不能照搬高压电力电缆故障的测寻方法。对于故障距离的粗测和路径的探测，可参照高压电力电缆故障的测寻方法，但精测定点时有所不同，高压电力电缆多采用声测定点法，其冲击放电电压可达20～30kV，这样高的冲击电压如果长时间作用于低压电力电缆，则对绝缘层是不利的。因此，测寻低压电力电缆故障时，应尽量避免采用高压冲击放电的方式进行较长时间的精测定点。若采用声测定点法进行较长时间的精测定点时，应首先根据电缆的绝缘材料及其厚度和导体线芯的半径，推算出绝缘层的耐电强度，调整冲击放电电压，不得超过绝缘层耐电强度的2/3，以免损伤绝缘层。一般来讲，低压电力电缆应采用以下办法定点。

1）断线故障的定点。低压电力电缆的截面一般较小，多为明敷且移动频繁，容易受到损伤，造成断线故障。这类故障在粗测出故障距离以后，应采用音频感应法定点，最好配合使用电容探头接收电场变化信号。

电场的强弱与电位的高低有关。在故障电缆埋设较深、外界干扰较强的情况下，除需要有一台灵敏度高、抗干扰能力强的接收机以外，还应提高音频信号发生器的输出量。直埋电缆故障的探测要比明敷电缆故障的探测困难得多。

2）相间短路和接地故障的定点。低压电力电缆相间短路和接地故障的测寻，在相间短路（两相或三相短路故障）或一相接地（单相接地）时，其定点的方法应采用音频感应定点法。

测寻相间短路故障时，应采用电感探头；测寻单相接地故障时，特别在干扰较大的情况下，最好采用差动电感探头。

上述低压电力电缆故障的测寻方法，也适用于通信电缆的故障测试。