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電纜故障檢測之沖擊高壓閃絡(luò)測試法
時(shí)間: 2022-12-25 17:04
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電纜故障檢測中沖擊高壓閃絡(luò)測試法簡稱沖閃法，它適用于低阻的、高阻的或閃絡(luò)性的單相接地、多相接地或相間絕緣不良的故障。它可以測試現(xiàn)實(shí)中碰到的絕大部分故障。
電纜故障檢測沖擊高壓閃絡(luò)測試法
沖擊高壓閃絡(luò)測試法簡稱沖閃法，它適用于低阻的、高阻的或閃絡(luò)性的單相接地、多相接地或相間絕緣不良的故障。它可以測試現(xiàn)實(shí)中碰到的絕大部分電纜故障。
沖擊高壓閃絡(luò)測試法接線圖
沖閃法接線如圖 一 所示，它與直流高壓閃絡(luò)測試法接線基本相同，不同的是在儲能電容C與電纜之間串入一球形間隙 G。首先，通過調(diào)節(jié)調(diào)壓升壓器對電容C充電、當(dāng)電容C上電壓足夠高時(shí)，球形間隙G擊穿，電容C對電纜放電，這一過程相當(dāng)于把直流電源電壓突然加到電纜上去。如果電壓足夠高，那么故障點(diǎn)就會被擊穿放電，其放電產(chǎn)生的高壓脈沖電流行波信號就會在故障點(diǎn)和測試端往返循環(huán)傳播，直到弧光熄滅或信號被衰減掉;其高壓電流行波信號往返傳播一次，電流耦合器就耦合一次，這樣通過測量故障點(diǎn)放電產(chǎn)生的電流行波信號在測試端和故障點(diǎn)往返一次的時(shí)間△t，就能計(jì)算出故障點(diǎn)距離。但用沖閃法測試時(shí)需要了解和注意以下幾個問題:
(1)絕緣擊穿不僅與電壓高低有關(guān)還和電壓作用時(shí)間關(guān)系密切 在測試時(shí)，電壓加到故障點(diǎn)處可能要持續(xù)作用一段時(shí)間后才會發(fā)生擊穿，這個時(shí)間稱為放電延時(shí)。受電纜上得到的沖擊高壓大小和故障點(diǎn)處電容、電感等電氣參數(shù)的影響，放電延時(shí)有長有短。在用儀器測試時(shí)，可根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)置。
沖擊高壓脈沖信號越過故障點(diǎn)，還沒到達(dá)電纜對端，故障點(diǎn)就擊穿的稱為直接擊穿；從對端返回后故障點(diǎn)才擊穿的稱為遠(yuǎn)端反射電壓擊穿。直流電壓行波在開路末端反射后，電壓會加倍，有利于擊穿故障點(diǎn)。
圖三 遠(yuǎn)端反射擊穿的脈沖電流沖閃波形
(2)如何使故障點(diǎn)充分放電 依據(jù)上面所述，使故障點(diǎn)充分放電的措施有兩條:一是提高電壓;二是通過增大電容的辦法來延長電壓的作用時(shí)間。
由高壓設(shè)備供給電纜的能量可由下式代算:W=CV²/2。即高壓設(shè)備供給電纜的能量與貯能電容量C成正比，與所加電壓的平方成正比。要想使故障點(diǎn)充分放電，必須有足以使故障點(diǎn)放電的能量。
(3)故障點(diǎn)擊穿與否的判斷 沖閃法的一個關(guān)鍵是判斷故障點(diǎn)是否擊穿放電。-些經(jīng)驗(yàn)不足的測試人員往往認(rèn)為，只要球間隙放電了，故障點(diǎn)就擊穿了，這種想法是不正確的。
球間隙擊穿與否與間隙距離及所加電壓幅值有關(guān)。間隙距離越大，擊穿所需電壓越高，通過球間隙加到電纜上的電壓也就越高。而電纜故障點(diǎn)能否擊穿取決于施加到故障點(diǎn)上的電壓是否超過臨界擊穿電壓，如果球間隙較小，其間隙擊穿電壓小于故障點(diǎn)擊穿電壓，顯然，故障點(diǎn)就不會被擊穿。
可以根據(jù)儀器記錄到的波形判斷故障點(diǎn)是否擊穿;除此之外，還可通過以下現(xiàn)象來判斷故障點(diǎn)是否擊穿。
①電纜故障點(diǎn)沒擊穿時(shí)，一般球間隙放電聲嘶啞，不清脆，甚至于有連續(xù)的放電聲，而且火花較弱;而故障點(diǎn)擊穿時(shí)，球間隙放電聲清脆響亮，火花較大。
②電纜故障點(diǎn)未擊穿時(shí)，電流、電壓表擺動較小，而故障點(diǎn)擊穿時(shí)，電流、電壓表指針擺動范圍較大。
(4)典型的脈沖電流沖閃波形在實(shí)際測試中，脈沖電流的沖閃波形是比較復(fù)雜的，不同的電纜、不同的故障，得到的沖閃波形是不同的，正確識別和分析測試所得的波形在故障測距中處于比較重要的地位。
識別和分析波形需要有一定的經(jīng)驗(yàn)。下面給出了五個典型的脈沖電流沖閃波形，并對這五個波形進(jìn)行解釋和分析，幫助從中學(xué)會識別與分析波形。
如圖 二 所示，這是一個比較常見的脈沖電流的沖閃波形，把零點(diǎn)實(shí)光標(biāo)放在故障點(diǎn)放電脈沖波形的下降沿(起始點(diǎn)處)，虛光標(biāo)放在一次反射波形的上升沿，顯示的數(shù)字380m 就是故障距離。
圖二 直接擊穿的脈沖電流沖閃波形
1-高壓發(fā)生器的發(fā)射脈沖波形 2-零點(diǎn)實(shí)光標(biāo) 3-故障點(diǎn)的
放電脈沖波形 4-虛光標(biāo) 5-放電脈沖的一次反射波形
6-故障距離 7-放電脈沖的二次反射波形
如圖三所示，這是一個遠(yuǎn)端反射信號使故障點(diǎn)放電的沖閃波形，這種情況常在故障點(diǎn)離對端較近、放電所需的電離時(shí)間相對較長和所加電壓不足以使故障點(diǎn)放電時(shí)出現(xiàn)。
圖三 遠(yuǎn)端反射擊穿的脈沖電流沖閃波形
如圖四所示，這是一個放電所需的電離時(shí)間更長的故障，高壓脈沖信號需要幾次反射后，故障點(diǎn)才放電，實(shí)際測試時(shí)需把測試范圍調(diào)得很大或調(diào)整放電延時(shí)值才能接收到故障點(diǎn)的放電脈沖及其反射脈沖。
圖四長放電延時(shí)的故障波形
如圖五所示，這是一個低壓電纜的故障，故障點(diǎn)的絕緣電阻可能比較低，線路對信號的損耗比較大，故障點(diǎn)放電脈沖的反射波形因衰減而變的比較平滑，故障測距時(shí)只能把實(shí)光標(biāo)放到高壓信號發(fā)生器的放電脈沖的下降沿，把虛光標(biāo)放到故障點(diǎn)放電脈沖波形的下降沿，來測試出故障距離(注意:測得的這個距離是大于或等于故障距離的。)
.圖五 常見的低壓電纜故障波形
如圖六所示，這是一個近距離故障，測得的 20m 這個數(shù)據(jù)的相對誤差較大，只能代表故障距離很近。這類近距離故障的脈沖電流波形呈鋸齒形，且逐步衰減。
圖六 典型近距離故障的脈沖電流沖閃波形
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