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国家电网:电力电缆故障探测培训教程市低压脉冲法

2019-10-26      300

三、 低压脉冲法测试电缆故障使用比较测量法 熟悉我们电缆故障测试仪培训教程的用户应该知道,我们对闪测仪的操作流程是这样描述的:做好故障电缆有关现场工作后,按电缆故障测试仪现场测试报告(样表)所列据的步骤进行,先对故障电缆,用低压脉冲法进行全长测试,例如,对三相带凯装电缆,分别进行0A/0B/0C/AB/AC/BC间的全长测试,测试6次,正常情况下,六次测试的波形及结果一致。要是有低阻故障、断相故障,六次测试波形及结果会不一样。 为什么一定要测试6次?6次测试的结果进行比较分析 ,我们可以提前了解电缆大概情况,发现低阻断线故障,发现接头点,为下面的测试提供有价值的参考数据。 实际测试的电缆结构,可能比较复杂,比如存在分支点,脉冲反射波形不容易理解。如图1.a所示,一中间带接头的电缆发生单相接地故障,首先在良好的芯线上测得一波形,如图1.b所示,然后在故障芯线上测量波形如图1.c所示,把二者进行比较,在波形上F处二波形明显出现差异,这是由于故障点反射脉冲所造成的,如图1.d所示,该点所代表的距离即是故障点位置。 图1 低压脉冲比较法测量单相对地故障 现代单片机低压脉冲反射法仪器具有波形记忆功能,即以数字的形式把波形保存起来,同时,可以把测量波形与记忆波形同时显示。利用这一特点,操作人员可以通过比较电缆良好线芯与故障线芯脉冲反射波形的差异处,来寻找故障点,避免了理解复杂的脉冲反射波形的困难,故障点容易识别,灵敏度高。 实际现场测试过程中,电力电缆三相均有故障的可能性很小,绝大部分情况下有性能良好的线芯存在,可方便地利用波形比较法,测量故障点。 利用波形比较法,可地测定电缆长度或校正电磁波在电缆中传输速度。由于脉冲在传播过程中存在损耗,电缆终端的反射脉冲传回到测量点后,波形上升沿比较圆滑,不好地标定出反射脉冲到达时间,特别当电缆距离较长时,这一现象更突出。而把端点开路与短路的波形同时显示时,二者的分叉点比较明显,容易识别,如图2所示。 图2 电缆终端开路与短路脉冲反射波形比较 四、闪测仪内部阻抗平衡技术 1.为什么使用内部阻抗平衡技术? 脉冲反射仪器发送的脉冲有一定的宽度,由于仪器的输出阻抗与电缆波阻抗不匹配,电缆上得到的或者是仪器接收电路感受到的发送脉冲拖了一个尾巴,故障点反射脉冲与发射脉冲重叠,会造成显著的测量盲区;仪器同时接收并在显示器上显示发送脉冲与反射脉冲,当故障点距离较远时,发送脉冲的幅值远大于故障点反射脉冲,如通过提高放大器增益,来达到提高故障点反射脉冲幅值的目的,将造成信号放大电路的饱和,出现所谓的“阻塞”现象。 使用内部阻抗平衡技术的目的,在于压缩甚至消除掉仪器接收(并显示)的发送脉冲,从而减少或消除掉测量盲区,并且可以较大限度地增加放大电路增益,提高故障点反射脉冲的幅值,而不会使放大电路“阻塞”造成脉冲反射波形失真。 2. 内部阻抗平衡技术 如图3所示,仪器同时向被测电缆与内部平衡网络发射脉冲,而仪器接收到的信号是被测电缆与内部平衡网络上信号的差值,调节内部平衡网络参数,使其与电缆的波阻抗一致,则发送脉冲在电缆与内部平衡网络上产生的信号相同,仪器接收到的信号为零,而当反射脉冲到来时,内部平衡网络上无信号出现,反射脉冲全部送到仪器接收电路上去。有无内部平衡作用的仪器测量波形如图4所示。 图3 内部平衡网络的作用 图4 有无内部平衡网络的脉冲反射波形比较 图4.b中的使用内部平衡网络的脉冲反射波形,是从波形上消除了发送脉冲后,提高仪器增益测得的。而从图4.a看出,当发送脉冲在波形上同时出现时,因发送脉冲幅值远大于故障点反射脉冲,如提高仪器放大增益,来达到提高故障点反射脉冲幅值的目的,将导致仪器输入信号过大,造成信号放大电路饱和,出现所谓的“阻塞”现象,波形如图4.c所示。 为了简化操作,实际的低压脉冲反射仪器往往采用固定的平衡网络,而不是由操作人员调节。 仪器采用内部平衡技术压缩显示波形的发送脉冲后,利用波形比较法,可很方便地测出电缆出头故障。 首先测得一完好电缆芯线的脉冲反射波形,储存起来,然后再测量故障芯线,把先后两次测量波形比较,在波形起始处,二者有明显的差别,说明是电缆出头故障。 五、低压脉冲波形分析方法 低压脉冲测试,原理上面讲的已经很清楚,可能理论性过强,读者不容易理解。其实,简单来讲,脉冲法就2种测试波形,多么复杂的测试波形,都是2种测试波形的变异而来,看的多了,自然就理解了。下面是我们智能型闪测仪说明书给出的脉冲法波形分析要点: 1、低压脉冲法测低阻短路故障波形 脉冲法测低阻短路故障,或者将*相非测试端与铠装短接、或者将两根*相终端短接,用低压脉冲法测全长、测速度时,测试波形如图5所示:   波形特点:发射脉冲为正脉冲波形,一次反射为负脉冲波形,二次反射为正脉冲波形,三次反射又为负脉冲波形,以次类推。定光标方法:发射脉冲上升沿与基线交点(波形拐点处)定为起点,一次反射脉冲下降沿与基线交点(波形拐点处)定为终点。需要说明的是:当故障距离或电缆长度较短时,反射脉冲可能与基线没有交点,这时,光标起点、光标终点就以波形上升或者波形下降的拐点来确定。 2、低压脉冲法测试开路故障(测全长、测速度)波形 低压脉冲法测开路断线故障,或者用电缆好相测全长、测速度(相线开路)时,测试波形如图6所示。 图6  低压脉冲测全长波形  波形特点:发射脉冲与一次反射,二次反射等各反射波形都为正脉冲波形。 定光标方法:光标起点定在发射脉冲上升沿与基线交点处(波形拐点处),光标终点定在一次反射脉冲上升沿与基线交点处(波形拐点处)。

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