一、適用范圍
脈沖電流法用于電纜的高阻和閃絡性故障,需要和高壓發生器配合使用。
二、工作原理
1、基本原理:
當電纜故障點絕緣電阻較大(大于10倍電纜特性阻抗,Rf>10Zc≈200Ω)時,故障點的反射系數很小,造成反射脈沖無法分辨,因此低壓脈沖法無法測距。
使用高壓發生器向故障電纜施加高壓,使得故障點擊穿放電,放電脈沖在故障點和測試端之間來回反射,用儀器采樣記錄此信號并測量時間差,將得到故障點的距離。
有兩種方法可以采集放電脈沖信號:電壓取樣和電流取樣,采用華頂電力電流取樣即為脈沖電流法:電流耦合器采集測試地(電纜金屬外皮)流回高壓儲能電容的電流,與高壓部分完全隔離,安全可靠,波形較易識別。
2、直閃法:
直流高壓閃絡法(直閃法)用于測量閃絡性故障,即故障點絕緣電阻極高,但在做耐壓試驗時電壓上升到一定水平產生閃絡擊穿的故障。
直閃法原理如圖4-2-1所示,其中T1為調壓器;T2為高壓變壓器,容量應在1KVA左右;VD為高壓硅堆;C為高壓儲能電容器,容量在2uF以上;L為電流耦合器。調節T1調壓器,使得輸出電壓逐漸升高,直至故障點擊穿。
圖4-2-1 直閃法原理圖
3、沖閃法:
當電纜故障點的電阻不是很高時,故障點的泄漏電流較大,如果使用直閃法,因T2高壓變壓器的內阻很大,輸出電壓將無法升高到閃絡電壓,這時必須使用沖擊高壓閃絡法(沖閃法)。沖閃法也適用于大多數閃絡型故障。
沖閃法原理如圖4-2-3所示,它與直閃法基本相同,區別在于在儲能電容C和電纜之間串入一球間隙G。調節T1調壓器對電容C充電,當電容電壓上升到一定程度時,球間隙G擊穿,電容C對電纜放電,由于電容的內阻極小,輸出電壓將能足夠高并使得故障點擊穿。
三、測試步驟
1、接線:
當與電纜測試高壓信號發生器配合使用時,接線如圖4-3-1所示
將高壓信號發生器的高壓輸出電纜的兩個夾鉗與被測電纜連接,在相地故障時,其中的黑色夾鉗必須接測試地;將脈沖電流耦合器掛在測試地線上,特別注意耦合器的箭頭必須指向電纜地方向,測試地線越直越好。接入脈沖電流耦合器后,工作模式 自動切換到 脈沖電流 。使用直閃法時,高壓信號發生器的 放電方式 切換到 直流;使用沖閃法時切換到 手動 或 周期
也可與第三方提供的高壓設備,或用戶自行組合成的高壓放電裝置配合使用,接線如圖4-3-2所示。
接線注意事項:
接線前須對電纜充分放電!
高壓發生器的保護地必須接好,并不得直接接測試地!
相地故障時,高壓信號發生器的黑色夾鉗必須接測試地,相間故障時應將黑色夾鉗接的電纜芯線接地,錯接將可能導致設備損壞和事故!
耦合器的箭頭必須指向電纜地方向。
耦合器掛接的測試地線越直越好(尤其在耦合器附近)
2、選擇測試范圍
與低壓脈沖法稍有不同,脈沖電流模式下的范圍子菜單從1.5km開始,測試時需要根據測試距離選擇合適范圍。一般所選范圍為測試距離的3倍。
如果觀察高壓發生器的高壓表,發現放電時電壓跌落明顯,故障點已經放電,但仍然沒有得到放電波形,說明故障點的擊穿延時有可能較長,可以適當將范圍增大再測試,若還得不到放電波形,需要調節擊穿延時設置,見本節第7條-擊穿延時的設置。
3、設定波速:
根據電纜類型設定合適的波速。
4、測試并調整增益:
按 測試 鍵,儀器進入等待狀態,當高壓發生器對電纜放電后,儀器觸發、采集并顯示波形。若波形過小須調高增益,反之調低,再重復測試,直至獲得滿意的脈沖電流波形。
注:在等待觸發狀態,再次按下測試鍵,退出等待觸發狀態。在等待狀態下屏幕菜單禁止操作.
5、故障點定位:
移動光標將實光標定位在第一個放電脈沖起始點,將虛光標移動到第二個脈沖起始點,其相對距離即為故障點距測試端的距離。圖4-3-3為一組典型的直閃法波形,圖4-3-4 典型的沖閃法波形。
6、定標時的注意事項:
直閃法和沖閃法的區別在于沖閃波形往往有球間隙放電形成的脈沖,而且從球間隙放電到故障點擊穿有一定延時;
由于雜散電感的影響,往往在反射脈沖波頭有向上凸起,應注意將虛光標定位于向上凸起的起始點;
充分利用比例放大功能精確定標;
反射波頭的凸起起始點有時不易精確定位,往往造成測距值略大于實際故障距離;
故障點必須擊穿才能正確測距,判斷故障點是否擊穿的方法:
. 故障點擊穿時,球間隙放電聲清脆響亮,火花較大。而沒擊穿時,一般球間隙放電聲嘶啞,不清脆,而且火花較弱。
. 電纜故障點擊穿時,華頂電力電壓表指針擺動范圍較大。而未擊穿時,電壓表擺動較小,
根據儀器記錄波形判斷。圖4-3-5為電纜未擊穿時的典型波形。
7、擊穿延時的設置:
有些故障點大面積受潮的電纜,擊穿延時可能很長以至于超出儀器的記錄時間,造成故障點確已擊穿,但儀器采集不到放電波形,這時可以人工設置擊穿延時。
選擇 操作 - 設置 功能,進入設置界面修改脈沖電流放電延時調,如圖2-4-9,延時值需要反復調節、重復測試,直至得到滿意的波形。
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