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電纜故障預定位(粗測)的原理及方法(二)

四、高壓閃絡法:
    電纜的高阻故障由于故障點的電阻較大(大于10倍的電纜波阻抗),低壓脈沖在故障點沒有明顯的反射。故不能用低壓脈沖法來測量,而只能由高壓設備發出高壓信號(沖閃時發出脈沖高壓),使故障點產生閃絡性放電,從而發生電壓突跳。這個突跳電壓在故障點和測試端之間來回反射,根據每一次往返所經歷的時間和電波傳播速度,同樣用上面的公式計算出故障點的距離。低壓脈沖法由儀器內部產生觸發,而閃絡法則由外部高壓產生觸發。此現象可以在不同情況下按采樣鍵得到反映,在低壓脈沖時按采樣波形馬上顯示出來,而高壓閃絡時按采樣鍵波形并不馬上反映出來,而是等外部高壓觸發打火后才顯示出來。此種電纜故障測試儀代表性儀器為本公司生產的:DZY-2000電纜故障測試儀。

高壓閃絡法

五、二次脈沖法:

   二次脈沖法在電纜故障定位中的應用的工作原理如下圖所示。首先使用一定電壓等級、一定能量的高壓脈沖在電纜的測試端施加給故障電纜,讓電纜的高阻故障點發生擊穿燃弧。同時,在測試端加入測量用的低壓脈沖,測量脈沖到達電纜的高阻故障點時,遇到電弧,在電弧的表面發生反射。由于燃弧時,高阻的電纜故障變成了瞬間的電纜短路故障,低壓測量脈沖將發生明顯的阻抗特征變化,使得閃絡測量的波形變為低壓脈沖短路波形,使得波形判別特別簡單清晰。這就是我們稱之為的“二次脈沖法”。接收到的低壓脈沖反射波形相當于一個線芯對地完全短路的波形。將釋放高壓脈沖時與未釋放高壓脈沖時所得到的低壓脈沖波形進行疊加,2個波形會有一個發散點,這發散點就是電纜故障點的反射波形點。這種方法把低壓脈沖法和高壓閃絡技術結合在一起,使測試人員更容易判斷出故障點的位置。與傳統的電纜故障測試方法相比,二次脈沖法電纜故障測試儀的先進之處,是將沖擊高壓閃絡法中的復雜波形簡化為最簡單的低壓脈沖短路故障波形,所以判讀極為簡單,可準確標定電纜故障距離。

二次脈沖電纜故障測試儀原理圖

二次脈沖電纜故障測試儀原理圖

六、多次脈沖法電纜故障測試儀:
    由于二次脈沖法電纜故障測試儀固有的弊。喝蓟r間短、燃弧不容易穩定,現場測試時要通過多次實測波形的觀察,選擇合適的遲延時間,選出最適合判讀的測試波形,故障點發生在電纜始端或近始端,波形稍復雜一些,精確讀數會引入一定誤差。由于故障電纜的故障點被電弧回路,使芯線上存在幅度很大的衰減余弦振蕩波和故障點擊穿時在電纜故障點和測試端來回反射的脈沖波。在余弦振蕩期間所有的脈沖波形均視為干擾信號,無法實施低壓脈沖法測試。只有在余弦振蕩結束后芯線上電壓趨于平穩,而且在故障點電弧仍然存在期間才能進行低壓脈沖測量。也就是說要避開大振蕩周期。電纜故障現場測試時要通過多次實測波形的觀察,選擇合適的遲延時間,選出最適合判讀的測試波形。所以,研制二次脈沖法的科研人員在此基礎上又在采樣軟件上進行了改進,再同一燃弧期間發送多個低壓脈沖,同時采集出多個二次脈沖波形同時顯示在屏幕上,以供操作人員進行選擇,試圖解決二次脈沖法固有的操作復雜、難以同步等問題。但由于其原理的局限性,只是對其“二次脈沖法”有所改進,無法從根本上解決二次脈沖法的局限性的問題,同時進一步造成了操作人員使用儀器的復雜性。

七、三次脈沖法電纜故障測試儀:

    三次脈沖法電纜故障測試儀是二次脈沖法的升級。其方法是首先在不擊穿被測電纜故障點的情況下,測得低壓脈沖的反射波形,緊接著用電纜故障測試專用高壓脈沖電源擊穿電纜的故障點產生電弧,在電弧電壓降到一定值時觸發中壓脈沖來穩定和延長電弧時間。之后再發出低壓脈沖,從而得到電纜故障點的反射波形,兩條波形疊加后同樣可以發現發散點就是電纜故障點對應的位置。由于采用了中壓脈沖來穩定和延長電弧時間,它比二次脈沖法更容易得到電纜故障點波形。相對于二次脈沖法由于三次脈沖法不用選擇燃弧的同步時長,操作起來也更加簡便。三次脈沖代表性儀器為:kc-900三級多次電纜故障測試儀。

三級多次脈沖電纜故障測試儀

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