When an underground cable fails, every hour counts — a factory stops, a building loses power, or a utility feeder is out. Digging along the whole route is slow and expensive. Professional cable fault location finds the exact spot, usually within less than a metre, so only one small excavation is needed.
The four stages of cable fault location
- Fault analysis — what type of fault is it?
- Pre-location — how far along the cable is it?
- Route tracing — where exactly does the cable run?
- Pinpointing — where exactly on the ground do we dig?
1. Fault analysis
With the cable isolated and earthed, we measure insulation resistance between each core and the screen, and between cores, and check continuity. This tells us the fault type:
- Low-resistance fault (short circuit, typically below a few hundred ohms).
- High-resistance or flashing fault — the insulation only breaks down at higher voltage. These are the most common MV cable faults.
- Open circuit — broken conductor.
- Sheath fault — damage to the outer jacket only.
A breakdown voltage test with a DC or VLF source shows at what voltage a high-resistance fault flashes over.
2. Pre-location
Time Domain Reflectometry (TDR)
A TDR sends low-voltage pulses down the cable and displays the reflections. Changes in impedance — a short circuit, an open circuit, a joint or the cable end — show up at a measured distance. TDR works well for low-resistance faults and open circuits, and it shows joint positions and total cable length.
Arc Reflection Method (ARM / SIM)
High-resistance faults are invisible to a normal TDR. A surge generator fires a high-voltage pulse that creates an arc at the fault; while the arc briefly short-circuits the fault, the TDR takes a measurement. The fault then appears clearly as a low-resistance reflection. This is the most widely used method for MV cable faults.
Impulse current (ICE) and decay methods
For long cables or faults that are hard to ignite, the current transient from a surge (ICE) or the oscillating voltage from a DC breakdown (decay method) is analysed to calculate the distance.
3. Route tracing
If as-built drawings are missing or unreliable (very common on older sites), an audio-frequency signal is injected into the cable and a receiver follows it along the ground, marking the route and depth.
4. Pinpointing
The surge generator ("thumper") repeatedly discharges into the cable. At the fault, each discharge creates a loud acoustic "bang" and an electromagnetic pulse. A ground microphone receiver measures the time between the magnetic signal and the sound; the smallest delay and loudest sound indicate the fault position — typically accurate to within a few tens of centimetres.
For sheath faults, the step-voltage method is used: DC pulses are applied to the screen, and an earth-frame (A-frame) detects the voltage gradient in the soil around the fault.
Repair and re-testing
After excavation, the damaged section is cut out and repaired with a suitable joint kit (heat-shrink or cold-shrink), matching the voltage rating, conductor size and cable type — often one or two joints plus a short length of new cable. After repair, the cable must be re-tested (insulation resistance, VLF withstand and a sheath test) before energization.
Common causes of cable faults
- Mechanical damage from excavation by other contractors.
- Poorly made joints and terminations.
- Water ingress through damaged sheaths or open cable ends.
- Overloading and poor heat dissipation.
- Ageing insulation (water trees in older XLPE cables).
Frequently Asked Questions
How accurate is cable fault location?
Pre-location gives the distance to the fault; acoustic pinpointing then locates it on the ground, usually within less than one metre.
How long does it take to find a cable fault?
Many faults are located within a few hours. Time depends on cable length, fault type, route information and site access.
عندما يقع كابل أرضي، كل ساعة لها ثمن: مصنع متوقف، أو مبنى بدون كهرباء، أو مغذي خارج الخدمة. والحفر على طول مسار الكابل بحثًا عن العطل بطيء ومكلف جدًا. أما التحديد الاحترافي لمكان العطل فيصل إلى النقطة المطلوبة بدقة أقل من متر في أغلب الحالات، فيكفي حفر جورة واحدة صغيرة.
المراحل الأربع لتحديد مكان العطل
- تحليل العطل: ما نوع العطل؟
- التحديد المبدئي: على أي مسافة من بداية الكابل؟
- تتبع المسار: أين يمر الكابل تحت الأرض بالضبط؟
- التحديد الدقيق: أين نحفر بالضبط؟
١. تحليل العطل
بعد فصل الكابل وتأريضه، نقيس العزل بين كل وجه والشاشة وبين الأوجه وبعضها، ونتأكد من الاستمرارية. ومن هنا نعرف نوع العطل:
- عطل منخفض المقاومة: قصر (Short) صريح، غالبًا أقل من بضع مئات من الأوم.
- عطل عالي المقاومة أو متقطع: العزل لا ينهار إلا عند جهد مرتفع، وهو أكثر أنواع أعطال كابلات الجهد المتوسط انتشارًا.
- قطع في الموصل (Open).
- عطل في الجاكت فقط.
ونستخدم اختبار جهد الانهيار بمصدر DC أو VLF لمعرفة الجهد الذي ينهار عنده العطل عالي المقاومة.
٢. التحديد المبدئي
جهاز الـ TDR (رادار الكابلات)
يرسل الجهاز نبضات جهد منخفض داخل الكابل ويعرض الانعكاسات على الشاشة. أي تغير في المعاوقة، مثل القصر أو القطع أو الوصلة أو نهاية الكابل، يظهر على مسافة محددة. الـ TDR ممتاز مع أعطال القصر والقطع، ويوضح أيضًا أماكن الوصلات والطول الكلي للكابل.
طريقة انعكاس القوس (ARM)
العطل عالي المقاومة لا يظهر على الـ TDR العادي. هنا يطلق الثمبر (مولد الصدمات) نبضة جهد عالٍ تُحدث قوسًا كهربيًا عند مكان العطل، وفي اللحظة التي يكون فيها العطل مقصورًا بالقوس يأخذ الـ TDR القراءة، فيظهر العطل بوضوح. وهذه أكثر طريقة مستخدمة مع أعطال كابلات الجهد المتوسط.
طريقة التيار النبضي (ICE) وطريقة التذبذب (Decay)
في الكابلات الطويلة أو الأعطال التي يصعب إشعالها، نحلل موجة التيار الناتجة عن الصدمة أو موجة الجهد المتذبذبة عند الانهيار لحساب المسافة.
٣. تتبع مسار الكابل
إذا لم تكن لوحات الـ As-Built موجودة أو غير دقيقة (وهذا شائع جدًا في المواقع القديمة)، نحقن إشارة ترددية في الكابل ونتتبعها بجهاز استقبال فوق سطح الأرض، فنحدد المسار والعمق.
٤. التحديد الدقيق
يفرّغ الثمبر شحناته في الكابل بشكل متكرر، ومع كل تفريغ يحدث عند مكان العطل صوت "طرقة" مسموع ونبضة كهرومغناطيسية. جهاز الاستقبال بالميكروفون الأرضي يقيس الفرق الزمني بين الإشارة المغناطيسية والصوت؛ وحيث يكون الفرق أقل ما يمكن والصوت أعلى ما يمكن يكون العطل، بدقة تصل إلى عشرات السنتيمترات.
أما أعطال الجاكت فنحددها بطريقة جهد الخطوة: نطبق نبضات DC على الشاشة، ونرصد تدرج الجهد في التربة حول العطل بجهاز الـ A-Frame.
الإصلاح وإعادة الاختبار
بعد الحفر، يُقطع الجزء التالف ويُصلح بطقم وصلة مناسب (انكماش حراري أو بارد) لنفس الجهد والمقطع ونوع الكابل، وغالبًا يحتاج الإصلاح وصلة أو وصلتين مع قطعة كابل جديدة. وبعد الإصلاح لا بد من إعادة اختبار الكابل (ميجر، و VLF، واختبار الجاكت) قبل توصيل التيار.
أشهر أسباب أعطال الكابلات
- ضرب الكابل أثناء حفر مقاولين آخرين.
- وصلات وأطراف غير منفذة جيدًا.
- دخول المياه من جاكت مجروح أو أطراف كابل مفتوحة.
- الأحمال الزائدة وسوء تبديد الحرارة.
- تقادم العزل، خاصة تشجّر المياه في كابلات XLPE القديمة.
أسئلة شائعة
ما دقة تحديد مكان عطل الكابل؟
التحديد المبدئي يعطي المسافة حتى العطل، ثم التحديد الدقيق بالصوت يحدد المكان على الأرض بدقة أقل من متر في أغلب الحالات.
كم يستغرق تحديد مكان العطل؟
أغلب الأعطال تتحدد خلال ساعات قليلة، والوقت يتوقف على طول الكابل ونوع العطل وتوفر رسومات المسار وسهولة الوصول للموقع.
Need this test on your project?هل يحتاج مشروعك إلى هذا الاختبار؟
SALTECH engineers carry out these tests with calibrated equipment and provide signed test reports.مهندسو سالتك ينفذون هذه الاختبارات بأجهزة معايرة، ويسلّمونك تقارير اختبار موقّعة يعتمدها الاستشاري.
Request a Quoteاطلب عرض سعر