? 華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)電纜故障測試儀的廠(chǎng)家，本公司生產(chǎn)的電纜故障測試儀在行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“電纜故障測試儀“高壓設備供應商而努力。
? 電纜是將一根或者多根導線(xiàn)絞合而成的線(xiàn)芯，裹以相應絕緣層后，外面包上密閉包皮（鋁、鉛或者塑料等）。華意電力今天針對電力電纜容易發(fā)生故障的可能點(diǎn)及如何進(jìn)行測試的幾種方法，介紹給大家。
? 預定位方法一般可歸納為兩大類(lèi),即經(jīng)典法,如電橋法等;現代法,如低壓脈沖法、高壓閃絡(luò )法等。精確定點(diǎn)是預定位距離的基礎上,精確地確定故障點(diǎn)所在實(shí)際位置。精確定點(diǎn)方法主要有聲測定點(diǎn)法、感應定點(diǎn)法、時(shí)差定點(diǎn)法以及同步定點(diǎn)法等。本文主要探討故障點(diǎn)預定位的基本方法。
? 對低阻擊穿、短路、開(kāi)路故障,可在電纜芯線(xiàn)上施加脈沖訊號。訊號在電纜傳達及反射,用數字示波器或手提筆記本電腦虛擬示波器等測出脈沖波形而算出故障點(diǎn)的位置。低壓脈沖反射法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、直觀(guān),不需求細致的電纜原始材料,還能夠依據反射脈沖的極性分辨故障類(lèi)型。缺陷是不能用于檢測高阻與閃絡(luò )故障。
? 應用傳輸線(xiàn)的特性阻抗發(fā)作變化時(shí)的回波現象,電纜芯線(xiàn)中加上一定電壓,使其不燒穿而產(chǎn)生放電。放電脈沖在電纜中傳達及反射,用數字示波器測出反射脈沖的位置比例,算出故障點(diǎn)的位置。本法適用于高阻擊穿,但操作人員的安全受要挾,波形較難區分。
? 三次脈沖法是一種新的電纜故障點(diǎn)預定位辦法,由于脈沖反射法發(fā)出的低壓脈沖在高阻故障點(diǎn)處不會(huì )發(fā)作反射,因而,此時(shí)故障點(diǎn)不會(huì )顯現在波形上,此時(shí)的低壓脈沖卻在測試電纜末端構成全反射,得到電纜全長(cháng)的參考波形;
? 隨后發(fā)射的脈沖沖擊能夠在故障點(diǎn)處構成穩定的時(shí)間充分燃弧,然后運用一個(gè)高能量的檢測脈沖對故障點(diǎn)停止沖擊,此時(shí)脈沖幅值可到達1500V,可充沛保證在故障點(diǎn)構成負反射,得到故障點(diǎn)的故障波形。兩條波形比照可分明容易看到故障點(diǎn)位置。該辦法適用與除了中間頭受潮或進(jìn)水特殊狀況外的一切故障類(lèi)型,包括高阻接低和低阻接低。
? 二次脈沖法是近些年常用的測距辦法之一,其原理:對故障電纜釋放一個(gè)低壓脈沖,只需故障點(diǎn)的接地電阻大于電纜波阻抗5倍,能夠以為此時(shí)故障電纜相關(guān)于低壓脈沖是開(kāi)路,那么在脈沖釋放端接納到反射波形相當于一個(gè)芯線(xiàn)絕緣良好電纜的波形;
? 對故障電纜釋放一個(gè)足以使芯線(xiàn)絕緣故障點(diǎn)發(fā)作閃絡(luò )的高壓脈沖,同時(shí)觸發(fā)釋放第二個(gè)低壓脈沖,故障點(diǎn)的電弧未熄滅時(shí),故障點(diǎn)相關(guān)于低壓脈沖是完整短路,那么在脈沖釋放端接納的低壓脈沖反射波形相當于一個(gè)線(xiàn)芯對地完整短路的波形;兩個(gè)波形比照會(huì )有明顯的發(fā)散點(diǎn),這個(gè)發(fā)散點(diǎn)就是故障點(diǎn)的反射波形點(diǎn)。其特性是易操作、多功用,回波圖形簡(jiǎn)易。缺陷是不能用于檢測高阻與閃絡(luò )故障。
? 將被測電纜故障相與非故障相短接,電橋兩臂分別接故障相與非故障相,調理電橋兩臂上的一個(gè)可調電阻器,使電橋均衡,應用比例關(guān)系和已知的電纜長(cháng)度就能得出故障間隔。用低壓電橋測電纜低阻擊穿,用電容電橋測電纜開(kāi)路斷線(xiàn)。電橋法檢測結果準確,但需求完好芯線(xiàn)做回路,電源電壓不能加得太高。
在電力系統中常用的電纜有電力電纜和控制電纜兩大類(lèi)，其中電力電纜是用來(lái)輸送和分配大功率電能的。按絕緣材料的不同，可以分為油浸紙絕緣電力電纜、橡皮絕緣電力電纜和聚氯乙烯絕緣電纜，在工程上應用最廣泛的是油浸紙絕緣電力電纜，由于電纜在制作中，以及鋪設線(xiàn)路、環(huán)境溫度、施工原則等，國家都有明文規定，在此不再贅述，本文主要對電力電纜發(fā)生故障如何進(jìn)行測試的幾種方法，介紹給大家。
電纜故障的測試方法
? 電纜發(fā)生故障后一般先用1500V以上搖表或高阻計判別故障類(lèi)型，再用不同儀器和方法初測故障，最后用定點(diǎn)法精確確定故障點(diǎn)，故障點(diǎn)的精測方法有感應法和聲測法兩種。
? 感應法，其原理是當音頻電流經(jīng)過(guò)電纜線(xiàn)芯時(shí)，在電纜的周?chē)须姶挪ù嬖?，因些攜帶電磁感應接收器，沿線(xiàn)路行走時(shí)，可收聽(tīng)到電磁波的音響，音頻電流流到故障點(diǎn)時(shí)，電流突變，電磁波的音頻發(fā)生突變，這種方法對尋找斷線(xiàn)相間低電阻短路故障很方便，但不宜于尋找高電阻短路及單相接地故障。
? 具體故障類(lèi)型按以下方法進(jìn)行測試：
?1）測聲法：
圖1
? 所謂測聲法就是根據故障電纜放電的聲音進(jìn)行查找，該方法對于高壓電纜芯線(xiàn)對絕緣層閃絡(luò )放電較為有效。此方法所用設備為直流耐壓試驗機。電路接線(xiàn)如圖1所示，其中SYB為高壓試驗變壓器，C為高壓電容器，ZL為高壓整流硅堆，R為限流電阻，Q為放電球間隙，L為電纜芯線(xiàn)。當電容器C充電到一定電壓值時(shí)，球間隙對電纜故障芯線(xiàn)放電，在故障處電纜芯線(xiàn)對絕緣層放電產(chǎn)生“滋、滋”的火花放電聲，對于明敷設電纜憑聽(tīng)覺(jué)可直接查找，若為地埋電纜，則首先要確定并標明電纜走向，再在雜噪聲音最小的時(shí)候，借助耳聾助聽(tīng)器或醫用聽(tīng)診器等音頻放大設備進(jìn)行查找。查找時(shí)，將拾音器貼近地面，沿電纜走向慢慢移動(dòng)，當聽(tīng)到“滋、滋 ”放電聲最大時(shí)，該處即為故障點(diǎn)。使用該方法一定要注意安全，在試驗設備端和電纜末端應設專(zhuān)人監視。
? 2）電橋法：
圖2
圖3
? 電橋法就是用雙臂電橋測出電纜芯線(xiàn)的直流電阻值，再準確測量電纜實(shí)際長(cháng)度，按照電纜長(cháng)度與電阻的正比例關(guān)系，計算出故障點(diǎn)。該方法對于電纜芯線(xiàn)間直接短路或短路點(diǎn)接觸電阻小于1Ω的故障，判斷誤差一般不大于3m，對于故障點(diǎn)接觸電阻大于1Ω的故障，可采用加高電壓燒穿的方法使電阻降至1Ω以下，再按此方法測量。
? 首先測出芯線(xiàn)a與b之間的電阻R1，則R1=2Rx+R，其中Rx為a相或b相至故障點(diǎn)的一相電阻值，R為短接點(diǎn)的接觸電阻。再就電纜的另一端測出a′與b′芯線(xiàn)間的直流電阻值R2，則R2=2R(L-X)+R,式中R(L-X)為a′相或b′相芯線(xiàn)至故障點(diǎn)的一相電阻值，測完R1與R2后，再按圖3所示電路將b′與c′短接，測出b、c兩相芯線(xiàn)間的直流電阻值，則該阻值的1/2為每相芯線(xiàn)的電阻值，用RL表示，RL=Rx+R(L-X)，由此可得出故障點(diǎn)的接觸電阻值：R=R1+R2-2RL，因此，故障點(diǎn)兩側芯線(xiàn)的電阻值可用下式表示：Rx=(R1-R)/2，R(L-X)=(R2-R)/2。Rx、R(L-X)、RL三個(gè)數值確定后，按比例公式即可求出故障點(diǎn)距電纜端頭的距離X或(L-X)：X=(RX/RL)L，(L-X)=(R(L-X)/RL)L，式中L為電纜的總長(cháng)度。采用電橋法時(shí)應保證測量精度，電橋連接線(xiàn)要盡量短，線(xiàn)徑要足夠大，與電纜芯線(xiàn)連接要采用壓接或焊接，計算過(guò)程中小數位數要全部保留。
??? 3）電容電流測定法：
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? 電纜在運行中，芯線(xiàn)之間、芯線(xiàn)對地都存在電容，該電容是均勻分布的，電容量與電纜長(cháng)度呈線(xiàn)性比例關(guān)系，電容電流測定法就是根據這一原理進(jìn)行測定的，對于電纜芯線(xiàn)斷線(xiàn)故障的測定非常準確。測量電路如圖4所示，使用設備為1～2kVA單相調壓器一臺，0～30V、0.5級交流電壓表一只，0～100mA、0.5級交流毫安表一只。
? 測量步驟：
①首先在電纜首端分別測出每相芯線(xiàn)的電容電流(應保持施加電壓相等)Ia、Ib、Ic的數值。
②在電纜的末端再測量每相芯線(xiàn)的電容電流Ia′、Ib′、Ic′的數值，以核對完好芯線(xiàn)與斷線(xiàn)芯線(xiàn)的電容之比，初步可判斷出斷線(xiàn)距離近似點(diǎn)。
③根據電容量計算公式C=1/2πfU可知，在電壓U、頻率f不變時(shí)C與I成正比。因為工頻電壓的f(頻率)不變，測量時(shí)只要保證施加電壓不變，電容電流之比即為電容量之比。設電纜全長(cháng)為L(cháng)，芯線(xiàn)斷線(xiàn)點(diǎn)距離為X，則Ia/Ic=L/X，X=(Ic/Ia)L。測量過(guò)程中，只要保證電壓不變，電流表讀數準確，電纜總長(cháng)度測量精確，其測定誤差比較小。
?4）零電位法：
圖5
? 零電位法也就是電位比較法，它適應于長(cháng)度較短的電纜芯線(xiàn)對地故障，應用此方法測量簡(jiǎn)便精確，不需要精密儀器和復雜計算，其接線(xiàn)如圖5所示，測量原理如下：將電纜故障芯線(xiàn)與等長(cháng)的比較導線(xiàn)并聯(lián)，在兩端加電壓E時(shí)，相當于在兩個(gè)并聯(lián)的均勻電阻絲兩端接了電源，此時(shí)，一條電阻絲上的任何一點(diǎn)和另一條電阻絲上的對應點(diǎn)之間的電位差必然為零。反之，電位差為零的兩點(diǎn)必然是對應點(diǎn)。因為微伏表的負極接地，與電纜故障點(diǎn)等電位，所以，當微伏表的正極在比較導線(xiàn)上移動(dòng)至指示值為零時(shí)的點(diǎn)與故障點(diǎn)等電位，即故障點(diǎn)的對應點(diǎn)。
? 測量步驟如下：
①先在b和c相芯線(xiàn)上接上電池E，再在地面上敷設一根與故障電纜長(cháng)度相等的比較導線(xiàn)S，該導線(xiàn)要用裸銅線(xiàn)或裸鋁線(xiàn)，其截面應相等，不能有中間接頭。
②將微伏表的負極接地，正極接一根較長(cháng)的軟導線(xiàn)，導線(xiàn)另一端要求在敷設的比較導線(xiàn)上滑動(dòng)時(shí)能充分接觸。
③合上閘刀開(kāi)關(guān)K，將軟導線(xiàn)的端頭在比較導線(xiàn)上滑動(dòng)，當微伏表指示為零時(shí)的位置即為電纜故障點(diǎn)的位置。