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电缆故障预定位(测距)技术

  • 发布日期:2022-04-08      浏览次数:225
    • 三、电缆故障预定位(测距)技术

      ★时域行波法

            利用行波法检测电缆故障,实际上是把动力电缆作为高频信号传输线来考虑的。根据电波(波形)在电缆中的传输过程的幅度、相位、速度、衰减等诸参数的变化规律,利用雷达测距原理来确定电缆故障点距测试端的距离。

             与雷达的工作原理类似:脉冲沿电缆路径进行传播,当遇到电缆阻抗变化点时,脉冲在这一点处发生反射,并返回到电缆故障测试仪。


      ★低压脉冲法

           应用范围:可以直观地看到低阻、短路故障及断路故障。据统计这类故障约占电缆故障的10%。对于判断结构较为复杂的电缆线路往往具有相当重要的参考价值(如线路上有T接头,或中间有环型接头等)


      接线:

      先将双夹测试线接至面板信号端口,再将测试线的红夹子夹在电缆的一个好相,黑夹子夹在电缆的另一个好相。


      ★高压闪络法

            应用范围:电力电缆的高阻故障(高阻故障:故障点的直流电阻大于该电缆的特性阻抗的故障为高阻故障)几乎占全部故障率的90%以上。在未经“烧穿"处理之前,绝大部分故障都不适合直接采用低压脉冲法或电桥法测试,这往往给现场电气工程技术人员在故障处理方面带来很多困难。虽然有一部分高阻故障利用交流或直流“烧穿"设备可以使故障点因电流通过而发热碳化使电阻值变低,以适合低压脉冲或电桥法测量。然而大量的实践证明,并不是所有的高阻故障都能用“烧穿"法烧成低阻故障的。有的接头故障长期烧而不穿,有的阻值甚至越烧越高。为了解决这样的问题就必须采用高压闪络测量法。











      1)接线:首先,按要求完成高压闪络的接线(如左图);

      然后,用双夹测试线将采样盒与测距主机相连接,再把采样盒放置于高压电容器的接地线旁边。

      2)开机:首先开启冲击闪络并保证故障点放电充分;按下测距主机开关键,屏幕将显示开机界面;点触一下液晶屏进入测试界面。采样方式选择“高压闪络"。

      3)采样:点触一次采样键,此时采样键变色仪器处于采样等待中;故障点每放一次电,仪器采样刷新一次,同时可调节中值、幅度旋钮配合采样,直到波形适合分析为止。再次点触采样键,此时采样键回复原色仪器停止采样。

      4)判读:按照闪络波的分析判读方法(详见波形分析基础理论)将起始游标和终止游标分别卡到一个周期的起点和拐点。

       

      上图是我们根据闪络测试法的波形而绘制的变化规律图,

      只要仔细观查分析就可看出它们中的变化规律。希望使用

      者一定要掌握标准波形以及它们在不同区间的变化规律。


      ★多次脉冲法

           多次脉冲法是故障测距过程中研发的又一种最高技术,其采用阻容特性,“暂时存储"部分冲击能量。将冲击高压信号引导到故障电缆的故障相上,瞬间又将“存储"的部分能量再次施加到故障电缆的故障相上,保证故障点充分击穿,形成并延长故障   点击穿后的电弧和持续时间,同时产生一个触发并启动多次脉冲自动触发装置和TDR电缆故障测试仪(根据TDR测试方法选择,可分别测试三次脉冲波形和八次脉冲波形)。


      1)接线:首先按要求完成多次脉冲法的接线(如左图);然后用测试线将多次脉冲耦合单元与测距主机相连接。

      2)开机:首先按下测距主机开关键,屏幕将显示开机界面;点触一下液晶屏进入测试界面。采样方式选择“低压脉冲",并调整采集一个合适的低脉冲波形,在选择“三次脉冲"或“八次脉冲";其次开启冲击高压并保证故障点放电充分。

      3)采样:点触一次采样键,此时采样键变色仪器处于采样等待中;故障点放一次电,仪器采样刷新,直到波形适合分析为止。反之,再次点触采样。

      4)判读:按照多次脉冲法的分析判读方法,将起始游标和终止游标分别卡到一个周期的起点和终点,或选择自动卡位,读取故障距离。

       

                    三次脉冲实测波形                                      八次脉冲实测波形



      ★电桥法

            适用于敷设后各种电线电缆的击穿点及没有击穿但绝缘电阻值偏低的缺陷点的定位,及高压电缆外护套故障的定位。当然,也可用于电缆厂内各种线缆的缺陷点定位。

      应用:                                                                                                                      

      image.png

      1. 敷设后电缆的高阻击穿点,特别是难以烧成低阻的线性点,如电缆中间接头的线性高阻击穿。

      2. 闪络型击穿点,击穿后恒流源能维持电弧,有稳定电流通过电桥,电桥有足够的灵敏度。

      3. 尚未击穿,但电阻偏低的缺陷点,如用兆欧表发现电缆阻值较低,但运行电压下不击穿的绝缘缺陷点。

      特点:

      1、没有盲区,特别适用于判断短电缆及靠近端头的击穿点

      2、用四端电阻测量法避免了引线电阻引入的误差

      3、适用于波特性不好的PVC电缆

      4、高压电缆护套缺陷点

      5、无金属屏蔽的单芯绝缘电线电缆:架空电缆高阻击穿点,如电缆中间接头的线性高阻击穿。


      ZGH为高压恒流源。

      故障电缆为B相线芯,对钢带在L1处击穿。辅助电缆为A相线芯。A、B相线芯截面相同,长度均为L,故障点距测量端的距离为L1。

      测量夹接至电缆线芯M、X两端,夹子的两侧分别为电流电位端,均应与电缆可靠连接。

      r为调节平衡用的10圈电位器,与A、B两相共同构成电桥,刻度盘读数为千分比。

      G为检流计,电气平衡零点可调。

      在远端通过C型夹专用短路线,短路NY两端。

      L1段电缆线芯电阻为R1,L2段电缆及A相电缆线芯的电阻为R2。与定位电桥构成Murray电桥回路。其电路原理如左图。电桥平衡后image.png图中image.png,平衡后有image.png,比例臂电阻与10圈刻度盘相连,电阻比例P可由刻度盘读取,因此:image.png


      常规异常情况及处理:

      1、若换好电池后检流计仍不能调零,可能放大模块损坏,应更换放大模块;或者是现场干扰太大,影响电桥调零,此种表现已超出了仪器本身的抗GR能力。

      2.调不到零位,可能的情况为:

      a.远端没有短路或夹错了电缆。

      b.夹头接触不好。一个夹子的两个钳口分别引入电流及电位信号,任何一侧接触不好,都会影响平衡,表现为电位器旋至起点或终点时偏转最小,但无法平衡。检查夹头,若出线杆接触不良应磨掉出线杆氧化层。

      c.测量电缆断路,应维修。

      d.灵敏度太高,不易找到平衡点,应根据需要调节灵敏度档级,尽量使检流计指针在±25格内。

      e.故障在终端内。此时能平衡的比例应为小于1‰或大于999‰,已超出了比例电位器的范围,平衡过程中表现为:比例至1‰或999‰时,指针趋于零位,但不能平衡。交换测量钳,比例电位器调至另一端时,指针趋于零位,仍不能平衡。线芯在故障点处断线时,也有类似表现:因为断线点电阻比线芯高很多,形成电桥平衡点在端部的表象。




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