華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)電纜故障測試儀的廠(chǎng)家,本公司生產(chǎn)的電纜故障測試儀在行業(yè)內都廣受好評,以打造最具權威的“電纜故障測試儀“高壓設備供應商而努力。
電纜故障的粗測方法有很多,以下主要介紹華意電力常用測故障的電阻電橋法和電感沖閃法。
電阻電橋法
主要是利用電阻的大小跟電纜的長(cháng)度成正比,利用電橋原理測出故障相電纜的端部與故障點(diǎn)之間的電阻大小,并將它與無(wú)故障相做比較,近而確定故障點(diǎn)距離其端部的原理進(jìn)行的。其測量接線(xiàn)原理圖(1)
電阻電橋法原理接線(xiàn)圖(1)
當電纜呈斷路性質(zhì)時(shí),由于直流電橋測量臂未能構成直流通路,所以,采用電阻電橋法將無(wú)法測量出故障距離,只有采用電容電橋法或其它方法來(lái)測試.其測量接線(xiàn)原理如圖(2)
電容電橋法原理接線(xiàn)圖(2)
電感沖閃法
電電感沖閃法原理接線(xiàn)圖(3)
電感沖閃法的實(shí)測波形圖(4)
(a) 電感沖閃時(shí)在測量端用閃測儀觀(guān)察到的閃絡(luò )全過(guò)程
(b) 將(a)圖擴展后觀(guān)察到的回波脈沖
工作原理:電源接上以后,整流器對電容C充電。當充電電壓高到一定數值時(shí),球間隙被擊穿,電容器C上的電壓通過(guò)球間隙的短路電弧和一小電感L直接加到電纜的測量端。這個(gè)沖擊電波沿電纜向故障點(diǎn)傳播。只要電壓的峰值足夠高足夠大,故障點(diǎn)就會(huì )因電離而放電(注:因為欲使故障點(diǎn)閃絡(luò )放電,不但需要足夠高的電壓,還需要一定的電壓持續時(shí)間)。故障點(diǎn)放電所產(chǎn)生的短路電弧使沿電纜送去的電壓波反射回去。
因此,電壓波就在電纜端頭和故障點(diǎn)之間來(lái)回反射。為了使反射波不至于被測試端并聯(lián)的大電容短路,在電纜和球隙之間串聯(lián)一電感線(xiàn)圈L(幾微亨到幾十微亨)組成電感微分電路。因為電感對突變電壓有較大的阻抗,有了它,就可以借助于閃測儀觀(guān)察到來(lái)回反射的電壓波形。如下圖所示,從波形中可以看出電纜里衰減的余弦振蕩及疊加在余弦振蕩上的快變化尖脈沖。
對波形中的慢變化的衰減余弦振蕩可以這樣解釋?zhuān)汗收宵c(diǎn)放電所形成的短路電弧使電纜相當于一根短路線(xiàn),球間隙擊穿瞬時(shí)就是充電電容器C對短路線(xiàn)放電的過(guò)程。由于短路線(xiàn)可等效成一個(gè)電感,因而它們相當于一電容充放電振蕩回路??紤]到回路損耗,得到的就是一個(gè)衰減的余弦振蕩。如上圖(a)所示。
球間隙放電后形成的短路電弧將電容器上的電壓通過(guò)電感L加到電纜測量端,這是一個(gè)負的沖擊電壓。由于電感L和傳播過(guò)程中電壓積累時(shí)間的影響,加到故障點(diǎn)的電壓有一個(gè)漸變過(guò)程,如下圖(b)中的虛線(xiàn)①所示。因為故障點(diǎn)放電要有一定的高壓,而且故障點(diǎn)電離還要有一定的遲延時(shí)間,所以沖擊電壓的前一段將越過(guò)故障點(diǎn)而向終端傳播過(guò)去。當電壓積累到一定時(shí)候,故障點(diǎn)放電,放電形成的短路電弧將沖擊電壓的后面部分反射回測試端,其反射波形成如下圖(b)中的階躍曲線(xiàn)②所示(為分析方便起見(jiàn),近似為正向階躍電壓)。
回波快速脈沖形成過(guò)程圖(5a) 回波快速脈沖形成過(guò)程圖(5b)
(a) 求U1的等效電路 (b)波形圖
這個(gè)反射的正向階躍電壓U1+向電纜測量端傳播,稱(chēng)為第一入射波。當它傳到測量端時(shí),將在測量端產(chǎn)生電壓U1。根據傳輸線(xiàn)理論,電壓u1可由上圖(a)等效電路求得。為了便于分析,先暫不考慮電纜損耗,圖中Z0是電纜的特性阻抗。由于電容器C的容量較大,在研究測量端的反射時(shí)可暫且近似為短路。這樣,上圖(a)就形成了一個(gè)時(shí)常數t=L/Z0的微分電路。因此u1+在測量端得到的電壓u1是一個(gè)尖頂的微分脈沖。
U1的起點(diǎn)較u2開(kāi)始閃絡(luò )的時(shí)間滯后了電波從故障點(diǎn)到測量端傳播所需的時(shí)間T/2。 U1在測量端還會(huì )被反射。反射波電壓u1-等于u1和u1+之差。U1-到達故障點(diǎn)后又會(huì )被故障點(diǎn)的短路電弧反射,然后又傳到測量端,成為第二入射波,以u2+表示。U2+較u1-滯后了電波在測量端到故障點(diǎn)之前往返所需的時(shí)間T,而極性相反。同理,用上圖(a)的等效電路可以的到u2+在才測量端所產(chǎn)生的電壓u2。 我們實(shí)際觀(guān)察到的是u1+u2+?。
由于電容器C上的電壓不能保持不變,隨著(zhù)電容器C上負壓的減小,波形應向上升。此外,傳播損耗和電弧反射的不完全也會(huì )使波形的突變部分變得比較圓滑??紤]到上述因素,實(shí)際波形為如上圖(a)、(b)所示余弦衰減振蕩波形。
因為故障點(diǎn)的延遲放電時(shí)間△T隨具條件的變化而變化,是隨機量,所以測量故障點(diǎn)的位置只能用u1和u2兩個(gè)波形的起點(diǎn)時(shí)間差,而不能用u1滯后于開(kāi)始加沖擊電壓的時(shí)間差T+△T。
電感沖閃法的巨大優(yōu)點(diǎn)在于幾乎能適應任何類(lèi)型的故障。大量實(shí)踐證明,電感沖閃法是對付那些被人們用別的方法測不出來(lái)而被稱(chēng)之為最頑固的故障的最強有力手段。
在電纜故障測尋時(shí),借助現代化的儀器和設備,便可準確迅速地確定故障點(diǎn)的精確位置,為故障的迅速處理,盡快恢復送電贏(yíng)得寶貴的時(shí)間。但是如果測尋不得法,則可能導致設備的損壞和故障的擴大,給電廠(chǎng)帶來(lái)不必要的損失,給測尋工作增添麻煩。