利用高智能電纜故障閃測儀對故障電纜進行檢測的常用方法,重點介紹了電纜故障的粗測原理,用“脈沖法”對電力線路故障點的測量方法,對典型測量波形及測量誤差進行了較為詳細的分析說明。 隨著電纜線路的增多,電纜故障對供電可靠性的影響日益增大,因而迅速準(zhǔn)確地探測電纜故障點的位置對確保電纜的及時修復(fù)在著重要意義。電力電纜故障可分為二大類:第一類,因纜芯之間或纜芯對外皮之間的絕緣損壞,形成短路、接地或閃絡(luò)擊穿;第二類,因纜芯的連續(xù)性受到破壞,形成斷線或不完全斷線。在時也發(fā)生兼有兩種情況的混合式故障。其中短路接地又有高阻和低阻之分。就電纜絕緣損傷而言,一般表現(xiàn)為“低阻”、“泄漏性高阻(即絕緣介質(zhì)損壞并已形成固定的電阻通道,電纜泄漏電流值隨試驗電壓升高而增大)”和“閃絡(luò)性高阻(即絕緣介質(zhì)損壞尚未形成固定的電阻通道,電纜絕緣隨試驗電壓的升高,當(dāng)達到某一數(shù)值時,電纜泄漏電流值會突然增大)”三種情況。
高智能電纜故障閃測儀適用于35KV及以下各種電纜的所有故障。但在查找電力電纜故障時還必須與一些高壓試驗設(shè)備,如:高壓變壓器、整流硅堆、高壓貯能電容、放電間隙和測聲儀器等配套使用。
2.電纜故障的粗測原理
電纜故障點的查找通常分為粗測和精測二步。所謂粗測,就是判斷電纜故障點的大概位置;而精測則是在粗測范圍內(nèi)對電纜故障點進行精確定位。
電纜故障的粗測方法很多,如“電橋法”、“駐波法”、“脈沖法”、“閃絡(luò)法”等。
由于每種方法都具有自己的適用故障類型和不同的測試操作方法,因此也都有各自的特點。在實際應(yīng)用中“脈沖法”因其適用電纜故障類型多,操作簡單而被普遍使用。
所謂“脈沖法”就是利用電纜故障閃測儀產(chǎn)生并發(fā)射給故障電纜一個電脈沖信號,當(dāng)該信號在電纜傳輸過程中遇到一個阻抗變化點(如分支、接頭、故障點或終端)時會產(chǎn)生一個反射脈沖,并沿原路返回到發(fā)射端。通過對該電脈沖波在電纜中的傳輸速度和傳輸時間分析計算,可得出電纜故障點到測試端的距離,依此來確定電纜故障點的大概位置。電纜故障點到測試端的距離計算式為:
S=1/2VT
式中:S:電纜故障點到測試端的距離
V:電信號在電纜中的傳輸速度
T:電信號從測試端發(fā)出到電纜故障點后再返回發(fā)送端時間。
“脈沖法”主要適用于電纜的“低阻”、“斷路”等故障的測試。當(dāng)然也可用于校準(zhǔn)電纜的長度和顯示電纜中部分接頭的位置。用“脈沖法”測試電纜“低阻”和“斷路”故障原理接線圖如圖1所示。測試后得到的典型測試波形如圖2所示。
通過對“脈沖法”測試得到的測試波形的分析,可以得出以下結(jié)論:
?。?)相對于發(fā)送脈沖或前一次反射脈沖,“開路”故障反射脈沖表現(xiàn)為同極性反射;而“低阻”故障反射脈沖表現(xiàn)為反極性反射。
?。?)故障點反射可能存在二次、三次等多次反射,但二、三反射幅度會比前一次反射幅度更小些。
?。?)電纜中的接頭也存在反射,它會在故障點反射脈沖的前后出現(xiàn)。若故障性質(zhì)為“短路”或“斷路”故障,電纜接頭的反射只可能在故障點反射脈沖前出現(xiàn);電纜接頭反射的脈沖波一般與發(fā)射脈沖同極性,脈沖幅度要比故障點或電纜終端的反射脈沖幅度?。弧癟”形接頭反射脈沖與發(fā)射脈沖反極性,且幅度較大。
?。?)測試電纜全長時,其終端作開路處理,終端反射波形與開路故障相同,測試故障相對當(dāng)故障點為短路和斷路故障時不存在終端反射脈沖;其他情況可能存在電纜全長反射。
?。?)分析“脈沖法”測試波形時應(yīng)抓住三要素:即“極性”(用于判別是“低阻”還是“斷路”故障);“幅度”(用于判別是“主”反射波還是“次”反射波);“時刻”(用于判別是電纜接頭反射還是故障點反射以及故障點與測試端的距離)。
3.高智能電纜故障閃測儀的測試誤差分析
在用高智能電纜故障閃測儀進行測試時,引起高智能電纜故障閃測儀測試誤差的主要來源以下四個方面:
?。?)閃測儀本身產(chǎn)生的誤差(一般可以忽略不計)。
?。?)電纜的電波傳輸速度V帶來的測試誤差。按照儀器產(chǎn)生廠家的產(chǎn)品介紹,傳輸速度V一般最大可引起2%的相對誤差。
?。?)測試波形的讀數(shù)誤差。測試波形的讀數(shù)誤差主要包括二個方面的誤差:
A)波形畸變引起的讀數(shù)誤差,特別是當(dāng)故障點距測試端較近時,由于測試波形反射密集,會使反射波形產(chǎn)生嚴重畸變。所以這一誤差是測試誤差中的主要誤差之一。解決波形畸變的方法是將測試端移位到距故障點較遠的一端,從而使測試波形更接近典型波形。
B)高智能電纜故障閃測儀器屏幕游標(biāo)引起的誤差,這是因為在用高智能電纜故障閃測儀進行測試時,測試波形中的t2時刻的確定是由測試人員確定的,當(dāng)游標(biāo)每向左或向右移動一次時,其移動步距有7米和14米二種選擇,即使以最小步距7米來說,由此引起的誤差也是不容忽視的。
?。?)電纜的實際丈量誤差。不用說,這一誤差是明顯的,同時也是不容忽視的。
利用高智能電纜故障閃測儀器,對電纜故障測試實踐中,可方便、快速地找到故障電纜的故障點,但在實際使用中應(yīng)注意以下二點:
(1)電纜故障粗測時的測試誤差不容忽視,特別是介質(zhì)傳輸速度V誤差和讀數(shù)誤差中的t2時刻的定位誤差是測試誤差中的主要誤差時,因此注意積累不同介質(zhì)電纜的傳輸速度V數(shù)據(jù)、積累t2時刻的定位經(jīng)驗非常必要的。從對電纜故障測試實踐經(jīng)驗來看,把t2時刻定位在向下拐點開始點處再向t1靠近一到二個步距,可以減小讀數(shù)誤差。
?。?)熟悉不同故障類型的波形也非常必要,因為對不同故障類型的波形熟悉,就意味著對畸變波形判別能力的提高,因而可以不必轉(zhuǎn)移測試地點。從而可節(jié)約時間提高勞動效率。