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使用指南


高压电缆故障检测方法(八种实用方法及技巧)


时间:2020-1-8 11:14:58 | 作者:陕西意联电气 | 标签: 电缆故障测试仪

高压电缆故障检测方法


  在测试电缆故障之前,首先应对故障类型进行判断,以便确定采用哪种测试方式。借助于万用表或兆欧表或其他工具以及现场经验,可以对故障类型进行预判。 如果故障类型是开路、短路、接触不良、或低阻抗接地,应使用低压脉冲法进行测量。如果是高阻故障,则应采用高压冲击法。如果故障类型不能确定,则可以使用波形比较法。

电缆故障

  电缆故障的主要种类是并联故障和串联故障。串联故障指的是电缆当中的多个或者是一个导体存在断开情况,通常的时候,串联当中断开一个导体之前,较难发现串联的故障,只有真正出现短路情况的时候才容易发现串联故障。并联故障是因为电缆长期超负荷运行而导致外绝缘的老化现象,进而在局部发生放电情况,导致并联故障。而结合电缆故障被击穿的长度差异和电阻不同,能够划分电缆故障为高阻故障、低阻故障、开路故障。

断线故障

故障类型:短路接地故障

1、低阻接地故障(接地电阻在100KΩ以下)
  检测方法a、电桥法(QJ-23型或QF-A型电桥)b、连续扫描脉冲示波器法(MST-1A型或LGS-1型数字式测试仪)
2、高阻基地故障(接地电阻在100KΩ以上)
  检测方法a、高压电桥法(QF-A型电桥)b、一次扫描示波器法(711型)c、烧穿故障点,再用低压电桥法
故障类型:不断线故障
1、完全断线故障
  检测方法a、电桥法(电容电桥QF1-A型电桥)b、连续扫示波器法(MST-A型或LGS-1型)
2、不完全断线故障
  检测方法a、高电阻断线用交流电桥法b、低电阻断线、先烧断,后再安完全断线测寻
故障类型:线闪洛性故障
  检测方法一次扫描示波器法(711型)


电桥定位接线图

1.电桥法
  电桥法是一种传统的电缆故障检测方法,其可以实现非常理想的效果。这种检测方法十分便捷,有着非常高的检测精度,属于一种经常应用的电缆故障检测方法。可是,也存在一些缺陷,因为电桥电压差和检流计不够灵敏,所以仅仅适宜对电阻较低的电缆故障进行检测。而对于电阻较高的设备和断路故障的电缆问题难以借助这样的方法来检测。
  电桥法就是用双臂电桥测出电缆芯线的直流电阻值,再准确测量电缆实际长度,按照电缆长度与电阻的正比例关系,计算出故障点。该方法对于电缆芯线间直接短路或短路点接触电阻小于1Ω的故障,判断误差一般不大于3m,对于故障点接触电阻大于1Ω的故障,可采用加高电压烧穿的方法使电阻降至1Ω以下,再按此方法测量。

  首先测出芯线a与b之间的电阻R1,则R1=2Rx+R,其中Rx为a相或b相至故障点的一相电阻值,R为短接点的接触电阻。再就电缆的另一端测出a′与b′芯线间的直流电阻值R2,则R2=2R(L-X)+R,式中R(L-X)为a′相或b′相芯线至故障点的一相电阻值,测完R1与R2后,再按图3所示电路将b′与c′短接,测出b、c两相芯线间的直流电阻值,则该阻值的1/2为每相芯线的电阻值,用RL表示,RL=Rx+R(L-X),由此可得出故障点的接触电阻值:R=R1+R2-2RL,因此,故障点两侧芯线的电阻值可用下式表示:Rx=(R1-R)/2,R(L-X)=(R2-R)/2。Rx、R(L-X)、RL三个数值确定后,按比例公式即可求出故障点距电缆端头的距离X或(L-X):X=(RX/RL)L,(L-X)=(R(L-X)/RL)L,式中L为电缆的总长度。 


  采用电桥法时应保证测量精度,电桥连接线要尽量短,线径要足够大,与电缆芯线连接要采用压接或焊接,计算过程中小数位数要全部保留。

高压电桥法

2.高压电桥法

  在电缆检测当中,高压电桥法属于一种经常应用的故障检测方法。其检测原理是,对于高压电桥当中恒流电源刺穿造成的电缆故障的地方,从一定程度上确保流动比较大的电桥电流,进而在电桥整体线路的两边形成一定的电位差,在协调电桥平衡的基础上统计故障地方的差距。对于应用高压恒流电源而言,可以有效拓展电桥高阻检测的区域,相对来讲,其可以对结果进行尤为便捷和准确检测。并且,对于电桥法的研究理论来讲,即电缆中心线路电阻与整体线路根据比率进行分配的特点可以促进电桥检测体系的形成。


  高压电桥法就是用双臂电桥测出电缆芯线的直流电阻值,再准确测量电缆实际长度,按照电缆长度与电阻的正比例关系,计算出电缆故障点。该方法对于电缆芯线间直接短路或短路点接触电阻小于1Ω的故障,判断误差一般不大于3m,对于故障点接触电阻大于1Ω的故障,可采用加高电压烧穿的方法使电阻降至1Ω以下,再按此方法测量。测量电路时,首先测出芯线a与b之间的电阻R1,R1=2RX+R其中RX为a相或b相至电缆故障点的一相电阻值,只为短接点的接触电阻。再就电桥移到电缆的另一端,测出a1与b1芯线间的直流电阻值R2,则R2=2R(L-X) R,R(L-X)为a1相或b1相芯线至电缆故障点的一相电阻值。测完R1与R2后,电路将b1与c1短路,测出b、c两相芯线间的直流电阻值,则该组织的1/2为每相芯线的电阻值,用RL表示,RL=RX R(L-X),由此可得出故障点的接触电阻值:R=R1 R2-2RL表,因此,故障点两侧芯线的电阻值可用下式表示:RX=(R1-R)/2,R(L-X)=(R2-R)/2。RX、R(L-X)、RL三个数值确定后,按比例公式即可求出故障点距电缆端头的距离X或(L-X):X=(RX/RL)L,(L-X)=(R(L-2)在电缆的末端在测量每相芯线的电容电流Ia1、Ib2、Ic3的数值,以核对完好芯线与断线芯线的电容之比,初步可判断出断线距离近似点。


3)根据电容量计算公式C=I/(2ΠfU)可知,正电压U、频率f不变时,C与I成正比。因为工频电压的f(频率)不变,测量时只要保证施加电压不变,电容电流之比即为电容量之比。设电缆全长为L,芯线断线点距离为X,则Ia/Ic=L/X,X=(IC/Ia)L。测量过程中,只要保证电压不变,电流表读书准确,电缆总长度测量准确,其测定误差比较小。


冲击高压闪络法

3.冲击高压闪络法

  在对电缆故障进行检测的一些方法当中,施工人员应用十分广泛的一种方法是冲击高压闪络法。这种方法的检测原理是在故障电缆的开端地方施加冲击高压,从而对发生故障的地方进行十分迅速的击穿,以及记录下故障地方一刹那电压突跳的数据信息。在仔细研究电缆故障地方与电缆始末数据信息耗费时间的基础上对时间距离进行测试,从而得到故障的地方,以及执对策。


1.首先检查模式选择开关位置于闪络位置,传播速度应为被测电缆的波速值

2.适用范围:故障点阻很高,尚未形成稳定通道,在一定的直流高压作用下,可产生闪络放电故障的 电力电缆(即高阻闪络性故障)。预防性进穿电压试验一般采用此法测试。
3.直流高压闪络故障持续时间有长有短,短的仅闪络几次即消失。直闪法波形简单,容易判断,故障测量的准确度较高,因此应珍惜该过程的测试。
4。接通仪器电源,屏幕出现视窗。然后逐步调节调压器升高测试电压,当故障点产生闪络现象时,毫安表中电流突然增大,电压表指针抖动。

5.高压直闪法的试验电压高几千伏至几十千伏,应遵守高压操作规程。应将高压试验设备的接地端, 球间隙的地线端和仪器的地线直接接至电缆铅包,铅包要可靠地接大地。或按“.9 注意事项”要求接好地 线。使用前应检查高压测试装置内的接线是否正确。


4.低压脉冲反射法
  在电缆故障检测中应用低压脉冲发射的方法应当在损坏的线路当中注入低压脉冲。在沿着电缆线路往故障地方传输脉冲,即输送电流过程中遇到不适用阻抗的过程中,反射脉冲会在显示在检测装置上,通过装置的数据记录加以体现,进而能够计算发射脉冲来回时间差值与电缆波速度,从而得到故障点和测试点之间的距离。这样的方法十分简单,可以使测试的结果尤为显著呈现,在较难确定故障资料的情况下,可以直接来检测。可是,其也存在缺陷,即在高阻抗故障以及闪络性故障上不适用。

  将所有设备与被测电缆断开,将被测电缆连接到接到测试仪的输出端口上。打开电缆故障测试仪电源开关,将模式选择开关打到脉冲模式上,屏幕右上角显示“脉冲法”输入与被测电缆对应的波速值。将增益电位器调到zui大,然后按 发送脉冲 键发送测试脉冲,屏幕上得到反射波。。如果没有反射波,则应调整测量范围然后重发脉冲,如此反复试几次,直到观察到反射波为止。调整增益并重发脉冲,使反射波的前沿zui陡。按◄ 或 ► 键将测量光标移动到反射波的前沿上,此时屏幕左上角显示的就是故障的距离;改变波形比例,将波形扩展后,进行准确定位,故障类型可根据反射波的极性进行判断。

5.二次脉冲法

  对于二次脉冲法来讲,其是有效应用形成一体化高压发生器一刹那的冲击高压脉冲以及向电缆故障地方引送,在对故障地方有效刺穿的前提条件下,延长击穿后故障地方形成电弧的不间断时间。当然,需要清楚的是,在同一时间,一个触发脉冲可以对二次脉冲自动触发装置以及电缆检测仪器的运行进行触发,这样对二次脉冲自动触发装置进行启动的基础上发射出两个低压脉冲,通过形成二次脉冲的装置后在检测故障电缆上进行有效传输,从而对电缆进行击穿。通过检测仪器来查看电压波形浮动的特点和形成电弧整个过程的反射波长,全面和系统记录在检测装置的屏幕上,以及区别一系列种类的电流波动,其中,一个对电缆的实际长度进行体现;另一个对短路电缆故障的实际距离进行体现。


电缆故障检测测声法

6.测声法


所谓测声法就是根据故障电缆放电的声音进行查找,该方法对于高压电缆芯线对绝缘层闪络放电较为有效。此方法所用设备为直流耐压试验机。其中TB为高压试验变压器,C为高压电容器,VE为高压整流硅堆,R为限流电阻,Q为放电球间隙,L为电缆芯线。当电容器C充电到一定电压值时,球间隙对电缆故障芯线放电,在电缆故障处电缆芯线对绝缘层放电产生“滋、滋”的火花放电声,对于明敷设电缆凭听觉可直接查找,若为地埋电缆,则首先要确定并标明电缆走向。查找时,将拾音器贴近地面,沿电缆走向慢慢移动,当听到“滋、滋”放电声嘴zui大时,该处即为电缆故障点。使用该方法一定要注意安全,在试验设备端和电缆末端应设专人监视。我公司生产的电缆故障定位仪不仅可以测声,同时可以检测磁信号,信号强度直观同步显示,能够更快更准的定位电缆故障点。


7.零电位法

  零电位法也就是电位比较法,它适应于长度较短的电缆芯线对地故障,应用此方法测量简便准确,不需要精密仪器和复杂计算。测量原理如下:将电缆故障芯线与等长的比较导线并联,在b、c两端加电压VE时,相当于在两个并联的均匀电阻丝两端接了电源,此时,一条电阻丝上的任何一点和另一条电阻丝上的对应点之间的电位差必然为零,反之,电位差为零的两点必然是对应点。因为微伏表的负极接地,与电缆故障点等电位,所以,当微伏表的正极在比较导线上移动至指示值为零时的点与电缆故障点等电位,即电缆故障点的对应点。S为单相闸刀开关,E为6E蓄电池或4节1号干电池,G为直流微伏表,测量步骤如下:
1)先在b和c相芯线上接上电池E,再在地面上敷设一根与故障电缆长度相等的比较导线S,该导线要用裸铜线或裸铝线,其截面应相等,不能有中间接头。
2)将微伏表的负极接地,正极接一根较长的软导线,导线另一端要求在敷设的比较导线上滑动时能充分接触。

3)合上闸刀开关S,将软导线的端头在比较导线上滑动,当微伏表指示为零时的位置即为电缆故障点的位置。

波形比较法
8.波形比较法

1.将所有设备与被测电缆断开,将正常电缆连接到测试仪的输出端口上。

2.用低压脉冲法读取该正常电缆的测量波形并将它保存起来,参见“ 低压脉冲法”

3.将故障电缆接到测试仪的输出端口上,并测得它的反射波;
4。调出刚才保存的波形,比较这两种波形的差异并查找故障点。

电力电缆故障点定位

电力电缆故障点定位新技术

1. 高频感应定位法

  通过利用高频信号波发生装置向电力电缆输入高频电流,由此产生高频电磁波,并由地上探头沿着电力电缆的路径接收电力电缆周边的高频电磁场,电磁场的变化经接收和处理直接显示于液晶屏幕上,按照显示数值的大小判定故障点位置。高频感应定位法和传统音频感应定位法更具优势,高频信号源比音频信号源更易实现且制造简单,也可减少定点探测设备的体积和重量,为小型化、便携式设备创造更为有利的条件。 

 

2. 红外热象技术

  电力电缆过载,芯线的温度急剧攀升,由此可以对电力电缆的芯线温度变化作为判定故障位置的依据。采用红外热象仪扫描电力电缆表面,拍摄表面温度场的分布图像,进一步处理得到温度场的数值分布,然后可根据已建立的传热数学模型、电缆结构参数、物性参数、环境温度和表面温度对电力电缆芯线的温度进行反演计算,从而可以实现电力电缆芯线温度的非接触故障探测。正是红外技术不需接触设备,不要求设备停运,且具有操作简便、检测速度快、工作效率高等优点,在未来的电缆故障检测中,红外热像技术必将发挥更大的作用。

高压电缆故障检测方法

  总之,随着计算机技术、网络技术、微电子技术、大规模集成电路技术的迅猛发展和笔记本电脑的广泛应用,出现了数字化仪器和智能仪器,国外提出了“虚拟仪器”的设计思路。虚拟仪器以计算机为核心,充分利用计算机强大的图形界面和数据处理能力,提供对测量数据的分析和显示功能,使电力电缆故障分析更加准确、迅速。



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