檢測故障電纜3大常用方法
故障電纜初測法分為回路電橋平衡法、低壓脈沖反射法、閃測儀法,在電纜故障初測法中,先按故障性質(zhì)不同,選用合適的電纜故障測試儀,利用電纜線路技術(shù)資料測量并計(jì)算出故障點(diǎn)離測試點(diǎn)的距離和故障點(diǎn)的路徑位置。初測法主要有回路電橋平衡法、低壓脈沖反射法和閃測儀法三種。
回路電橋平衡法, 簡稱電橋法, 是利用故障電纜的長度與電阻成線性的關(guān)系, 將直流電橋改接成便于測量電纜一相或兩相低阻抗接地的方法。電橋法的原理示意如圖1所示。接地電阻值的范圍依電橋的使用電壓和檢流計(jì)的靈敏度而定,一般<100kΩ。當(dāng)接地電阻值很大時(shí),電橋電源的很大一部分電壓將降落在該接地電阻上而使檢流計(jì)很不靈敏,致使測量誤差增加。為了擴(kuò)大電橋法的應(yīng)用范圍,可以提高檢流計(jì)的靈敏度和升高電橋電源電壓,但這兩種措施都是有限度的。提高檢流計(jì)靈敏度的辦法可在檢流計(jì)前加裝直流放大器,但放大器的增益過高會產(chǎn)生嚴(yán)重的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象而導(dǎo)致電橋無法平衡。升高電橋電源的電壓需要相應(yīng)增加橋體對地的絕緣強(qiáng)度和采取保護(hù)操作人員的安全措施,當(dāng)電源電壓升高到一定值時(shí),故障電阻通常表現(xiàn)為不穩(wěn)定的狀態(tài),如果接地電阻突然下降為零,高壓就會全部加在電橋上而使檢流計(jì)燒毀。
圖1 電橋法原理示意
電橋法的特點(diǎn)和要求是:①只適用于測量電纜線路中的單點(diǎn)故障,如果線路中同時(shí)存在幾個(gè)故障點(diǎn),就不能應(yīng)用;②電纜線路另一端的跨接線越短越好,其截面積應(yīng)接近電纜導(dǎo)體的截面積,并緊固連接,使其接觸電阻接近于零;③提高試驗(yàn)電壓作高電阻接地故障測試時(shí),必須特別注意安全問題。
用故障燒穿裝置將閃絡(luò)性故障轉(zhuǎn)化為接地故障后,需立即用電橋法測量,以免絕緣恢復(fù)使故障點(diǎn)重新封閉。同時(shí)不要把故障的接地電阻燒得太低,以免用精測定點(diǎn)法時(shí)帶來音量過小的困難。
低壓脈沖反射法,簡稱脈沖法,是利用脈沖信號在電纜線路中傳播時(shí)遇到波阻抗不匹配點(diǎn)產(chǎn)生電磁波反射的原理,由示波器上測得脈沖波反射時(shí)間和電纜波速,確定電纜故障點(diǎn)的距離。脈沖法的接線示意如圖2所示。通常電纜線路中的阻抗不匹配點(diǎn),除了導(dǎo)體斷線(開路)、短路和接地故障外,在電纜接頭和電纜穿過金屬管道等處也都是阻抗不均勻點(diǎn),同樣會產(chǎn)生波的反射,測試時(shí)必須仔細(xì)辨別。尤其是當(dāng)接地電阻值大于電纜波阻抗的2~3倍以上時(shí),反射波幅值很小,更難以辨別故障點(diǎn)。脈沖法最適用于測尋斷線故障,同時(shí)也適用于測尋接地電阻小于100Ω的電纜故障。數(shù)字式電纜故障測試儀可將故障點(diǎn)距離用五位數(shù)碼管顯示的數(shù)字直接讀出,其原理是利用輸入電纜的發(fā)送脈沖及其遇到故障點(diǎn)發(fā)生反射所形成的反射脈沖控制電子計(jì)時(shí)開關(guān),利用運(yùn)算器將所測得的時(shí)間與電纜中信號傳播的速度按一定的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行運(yùn)算,最終從數(shù)碼管上可直接讀出以米為單位的故障點(diǎn)距離值。
圖2 脈沖法接線示意
電纜故障閃測儀法, 在電纜故障相上施加直流高壓或沖擊高壓使故障點(diǎn)絕緣瞬時(shí)擊穿,利用擊穿放電時(shí)的電波來回反射的時(shí)間及電波在電纜中的傳播速度,可求得故障點(diǎn)距離。電纜故障閃測儀可分為數(shù)字直讀式和示波器式兩種。用合眾電氣閃測儀測故障時(shí)不需事先將高阻接地?zé)?,故電纜故障閃測儀法被廣泛采用。