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電纜故障探測方法的比較

閱讀：72發(fā)布時間：2024-5-29

< >電纜故障探測方法的比較長期以來，涌現(xiàn)出了許多測量方法與儀器，這些方法與儀器適用于不同故障情況，各有優(yōu)缺點(diǎn)，這里就故障測距與定點(diǎn)儀器簡單地做一下評價和比較。1、故障測距的方法①．電橋法:電橋法是一種經(jīng)典測試方法。電橋法優(yōu)點(diǎn)是簡單、方便、精確度高，但它的重要缺點(diǎn)是不適用于高阻與閃絡(luò)性故障，因為故障電阻很高的情況下，電橋里電流很小，一般靈敏度的儀表，很難探測，實際上電纜故障大部分屬于高阻與閃絡(luò)性故障。在用電橋法測量故障距離之前，需用高壓設(shè)備將故障點(diǎn)燒穿，使其故障電阻值降到可以用電橋法進(jìn)行測量的范圍，而故障點(diǎn)燒穿是件十分困難的工作，往往要花費(fèi)數(shù)小時，甚至幾天的時間，十分不方便，有時會出現(xiàn)故障點(diǎn)燒斷，故障電阻反而升高的現(xiàn)象，或是故障電阻燒得太低，呈短路，以至不能用放電聲測法進(jìn)行最后定點(diǎn)。電橋法的另一缺點(diǎn)是需要知道電纜的準(zhǔn)確長度等原始技術(shù)資料，當(dāng)一條電纜線路內(nèi)是由導(dǎo)體材料或截面不同的電纜組成時，還要進(jìn)行換算，電橋法還不能測量三相短路或斷路故障。現(xiàn)在現(xiàn)場上電橋法用的越來越少了，不過一些測試人員，尤其是老的測試人員，仍然習(xí)慣于使用該方法。特別是對一些特殊的故障沒有明顯的低壓脈沖反射，但又不容易用高壓擊穿，如故障電阻不是太高的話，使用電橋法往往可以解決問題。③．脈沖電壓法-適用于高阻和閃絡(luò)故障脈沖電壓法，又稱閃測法，是六十年代發(fā)展起來的一種高阻與閃絡(luò)性故障測試方法。國內(nèi)有數(shù)家企業(yè)生產(chǎn)、銷售該原理的電纜故障閃測儀。首先使電纜故障在直流高壓或脈沖高壓信號的作用下?lián)舸缓螅ㄟ^觀察放電電壓脈沖在觀察點(diǎn)與故障點(diǎn)之間往返一次的時間測距。脈沖電壓法的一個重要優(yōu)點(diǎn)是不必將高阻與閃絡(luò)性故障燒穿，直接利用故障擊穿產(chǎn)生的瞬間脈沖信號，測試速度快，測量過程也得到簡化，是電纜故障測試技術(shù)的重大進(jìn)步。④．脈沖電流法-適用于高阻和閃絡(luò)故障脈沖電流法是八十年代初發(fā)展起來的一種測試方法，以安全、可靠、接線簡單等優(yōu)點(diǎn)顯示了強(qiáng)大的生命力。脈沖電流法（詳見第四章）與脈沖電壓法的區(qū)別在于：前者通過一線性電流耦合器測量電纜故障擊穿時產(chǎn)生的電流脈沖信號，成功地實現(xiàn)了儀器與高壓回路的電耦合，省去了電容與電纜之間的串聯(lián)電阻與電感，簡化了接線，傳感器耦合出的脈沖電流波形也比較容易分辨。⑤．弧反射法（二次脈沖法）-適用于高阻和閃絡(luò)故障這是目前的故障測距方法，測試中要首先采用。是基于低壓脈沖波形容易分析、測試精度高的情況下開發(fā)出來的一種新的測試方法。其基本原理是：在高壓脈沖發(fā)生器未給電纜施加高壓脈沖前，向電纜注入一個低壓脈沖信號，記錄下此時的低壓脈沖波形（稱為無電弧波形）。此時因為故障點(diǎn)為高阻，低壓脈沖在故障點(diǎn)沒有反射或反射極小。再通過高壓脈沖發(fā)生器給電纜施加高壓脈沖，使故障點(diǎn)擊穿，并出現(xiàn)弧光放電。由于弧光電阻很小，在燃弧期間原本高阻或閃絡(luò)性故障變成了低阻短路故障。此時通過耦合裝置向故障電纜注入一個低壓脈沖信號，記錄下此時的低壓脈沖反射波形（稱為帶電弧波形），則能夠明顯地看到故障點(diǎn)的低阻反射脈沖。把無電弧波形和帶電弧波形進(jìn)行比較，兩個波形在故障點(diǎn)的位置上將明顯不同，波形的明顯分歧點(diǎn)離測試端的距離就是故障距離。⑥．對測距方法與儀器選擇的建議目前，普遍采用行波測距法。短路、低阻和斷路故障采用低壓脈沖反射法，它比電橋法簡單直接；測量高阻與閃絡(luò)性故障采用弧反射法或脈沖電流法；兩者都是通過脈沖信號在故障點(diǎn)與測量點(diǎn)之間往返一次時間測距，但前者是主動向電纜發(fā)射探測電壓脈沖，后者是被動記錄故障擊穿產(chǎn)生的瞬間脈沖電流信號；信號的記錄與處理顯示可由同一個電路完成，故可方便地使儀器同時實現(xiàn)兩個功能。2. 故障定點(diǎn)電纜故障的精確定點(diǎn)是故障探測的關(guān)鍵。①．聲測法該方法是在對故障電纜施加高壓脈沖使故障點(diǎn)擊穿放電時，通過探聽故障點(diǎn)的放電聲音來找出故障點(diǎn)。該方法容易理解，但往往由于環(huán)境噪音比較大，甚至電纜埋設(shè)深度過深時，有時很難分辨出真正的故障點(diǎn)放電的聲音，而且耳朵的靈敏度有限，造成測試精度不高（一般測試誤差大于1米）。②．聲磁同步檢測法這種方法也需要對故障電纜施加高壓脈沖使故障點(diǎn)擊穿放電。當(dāng)向電纜中施加高壓脈沖信號時，在電纜的周圍會產(chǎn)生一個脈沖磁場信號，同時因為故障點(diǎn)的放電又會產(chǎn)生一個放電的聲音信號，由于磁場信號傳播的速度很快（近似于光速，30萬公里/秒），聲音信號傳播的速度較慢（大約340米/秒），它們傳到地面時就會有一個時間差。用儀器的探頭在地面上接受到這個磁場和聲音信號，并計算出時間差。在電纜的上方移動探頭，找到這個時間差最小的地方，在這個位置的正下方就是故障點(diǎn)。用這個方法提高了抗噪聲干擾的能力，也提高了定點(diǎn)的精度（誤差小于0.1米），信號容易理解、辨別。③．音頻信號感應(yīng)法這種方法主要是路徑儀采用，用來尋找電纜路徑走向。也可以對故障電阻小于幾十歐姆的短路故障和距離較近的斷線故障進(jìn)行定點(diǎn)：把音頻信號加到故障相之間，路徑儀接收機(jī)在故障點(diǎn)正上方接收到的信號會突然增強(qiáng)，過了故障點(diǎn)后信號會明顯減弱或者消失，用這種方法可以找到故障點(diǎn)。④．跨步電壓法當(dāng)對故障相和大地之間施加一個直流高壓脈沖信號時，在故障點(diǎn)兩側(cè)跨步電壓的方向相反，用這種方法可以找到故障點(diǎn)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以指示故障點(diǎn)的方向，對測試人員的指導(dǎo)性較強(qiáng)；但這種方法只能查找直埋電纜外皮破損的開放性故障，無法查找封閉性故障和非直埋電纜的開放性故障。對于護(hù)套破損的故障電纜，由于鎧裝對大地之間形成多點(diǎn)放電通道，用跨步電壓法可能會找到多個跨步電壓突變點(diǎn)，需要加以排除。用跨步電壓法查找直埋的低壓電纜故障特別有效。

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