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        電纜故障定位原理及儀器

         日期:2012-12-19 瀏覽:5177

        電纜故障定位原理及儀器

        電線電纜故障定位設備因電纜應用興起,隨著電子技術進步發展,歷經百年變遷,原理依舊但面貌日新。

        電纜不多,故障更少,從事故障定位的人更少,其人數肯定少于鋼琴的調音師。因此,有耐心看完本文的朋友,有緣了,我們屬于希缺人才!

        電纜系統很少發生故障,定位經驗因此積累很慢。過去行內稱:“三分儀器七分找”,強調了經驗的重要,也反映了對儀器的不滿。隨著自動化、數字化技術的應用,儀器有了長足進步,考慮到電纜品種多,敷設環境復雜,故障類型不典型,今天可謂“七分儀器三分找”,買到了好儀器,經驗仍然重要。因此,我們在設備研發、生產、定位服務、及技術培訓四個方面全力以赴,不僅生產優良產品,還提供及時有效的服務,與您分享定位經驗,幫助您成為技術“尖子”,贏得事業的成功。

        選擇儀器,像選擇交通工具。摩托車、客貨兩用車、高級轎車,各有所長,沒有最好,但求合理。下面介紹的電纜故障定位流程及幾種儀器組合,方便您選擇及使用儀器。更多資料請瀏覽我們的網站:http://www.tompaley.com 或直接搜索“慧東電氣”。

        電纜故障定位流程:

        1.判斷電纜故障類型

        首先應認真踏看故障電纜全程,全面掌握故障電纜的資料,并詳細記錄,有助于更快找到故障。對一些很難查找的故障,這些信息和資料往往起關鍵作用:電纜品種、長度、電纜的敷設狀況、電纜的路徑、電纜的接頭數量和位置、電纜運行時間、電纜的故障歷史記錄、周圍的施工狀況,盡可能畫出方位圖,并拍照記錄。對于編寫定位報告,積累定位經驗,都很有幫助。

        定位方法與電纜故障類型有關。判斷電纜故障類型可以使用下面1種或同時使用2種方法:

        ■ 測量絕緣電阻

        ■ 進行直流耐壓試驗

        使用搖表或數字兆歐表測量故障電纜的相對地、相間、及金屬外護套對地的絕緣電阻值。故障點的絕緣電阻測量值與測量電壓,環境狀況有關,有時數值相差很大。

        定位電源通常輸出直流高壓,根據其電流表及電壓表的讀數,能估算故障點的絕緣電阻。在不同電壓下,觀察故障點絕緣電阻隨時間的變化,結合電纜的特性,及敷設路徑,能解讀許多信息,如:故障類型,故障可能的位置。解讀信息的能力取決于定位經驗:定位者對儀器,試驗,電纜性能及運行狀況的了解水平。

        擊穿故障根據絕緣電阻值大小,分為高阻故障、低阻(死接地,金屬性短路)故障和外護套故障,考慮到絕緣電阻的可變性,分類無法絕對化。另一大類為斷線(芯)故障。還有擊穿、斷線并存的混合故障。

        2. 故障預定位

        電橋法及波反射法為預定位的兩種主要手段。

        故障點兩側電纜線芯電阻與儀器上的比例電阻構成Murray電橋,是傳統經典的電纜故障定位方法。定位電橋設備價格低,操作簡單,過去曾普遍使用。傳統的定位電橋,額定輸出電壓只有500V,無法定位高阻故障。目前大量應用的交聯聚乙烯電纜,擊穿后難以形成導電區,擊穿點電阻很高,甚至能耐高電壓,呈閃絡型擊穿。隨著波反射法定位的普及,電橋法的應用逐步減少,不為新的電纜用戶所知。

        我們對傳統電橋進行了革新:研制了GZD型系列高壓電橋,它是慧東電氣的代表性產品,技術特點如下:

        ■ 開關電源構成高壓恒流源,電壓高,電流穩定。

        ■ 高靈敏度放大器及檢流計指示平衡,與比例電位器構成平衡電橋,整體置于高電位。面板上的操作鈕處于地電位,通過絕緣桿操作電橋。

        ■ 特別設計的雙芯高壓橡皮測量電纜,屏蔽層銅網編織,可靠接地,使用安全。四端電阻測量法避免了引線電阻導致的誤差。 

        ■ 高壓恒流源和電橋集成在一個便攜式鋁合金箱內。設備電壓高、重量輕、操作方便。

        ■ 與波反射法相比,電橋法沒有盲區,特別適用于判斷短電纜及靠近端頭的擊穿點;適用于波特性不好的PVC電纜、架空電纜、高壓電纜護套缺陷點的定位,脈沖難以擊穿的中間接頭故障。

        考慮到中國大量的電纜制造廠,需要在工廠內定位缺陷電纜,我們特別設計了位于接地側的高壓電橋,GZD-1型電纜故障定位儀。同時滿足了使用方便,操作簡單,價格低廉的要求。

        波反射法定位的原理及儀器隨電子技術發展進步很大,目前共有7種方法。我們研發了2種波反射儀,HDTDR-100和HDTDR-200,及2種配套定位電源,HDM-15小型脈沖定位電源和HDBM-30 穩定電弧法脈沖定位電源,具備4種有效的波反射定位方法:

        ■ 低壓脈沖法:

        ■ 脈沖電流法(高壓脈沖電流取樣法)

        ■ 直流(電壓)閃絡法

        ■ 穩定電弧法

        針對電纜敷設后的絕緣故障定位,下表細分故障類型,以方便選擇定位方法及儀器。

         

        相關儀器

         

         

         

        故障類型

        高壓電橋

        波反射法

        低壓脈沖法

        脈沖電流法

        直流閃絡法

        穩定電弧法

        GZD-2,4,6型高壓電橋

        HDTDR

        波反射儀

        HDTDR

        波反射儀

        配合HDBM或HDM定位電源

        HDTDR

        波反射儀

        配合HDBM或HDM定位電源

        HDTDR

        波反射儀

        配合HDBM定位電源

        波特性良好的低阻故障

        ×

        斷線故障及混合故障

        ×

        波特性良好的高阻故障

        ×

        ×

        閃絡型故障

        ×

        波特性不好的擊穿故障

        ×

        ×

        ×

        ×

        中間接頭受潮的故障4

        ×

        ×

        ×

         

         說明:

        1)“優”指推薦使用的方法,操作簡單可靠。“良”指可以使用,但較復雜或有局限性,“×”指通常不能用。

        2)波特性良好:指電纜對高頻信號衰減小。電纜的波特性取決于:絕緣材料的高頻損耗,聚乙烯很好,橡膠差一些,聚氯乙稀很差。電纜結構:以控制電纜為例,線芯之間及線芯對銅屏蔽之間有良好波特性,若僅有繞包型鋼帶鎧裝,定位線芯對鋼帶的擊穿點,因為波特性不好,可能無法使用波反射法定位。

        3)波特性不好。主要有:大量使用的聚氯乙稀鋼帶鎧裝電纜;無金屬屏蔽層的單芯電纜,如地鐵用直流電纜,絕緣架空線;電力電纜金屬護套對地缺陷,沒有明顯的反射波,只能使用電橋法定位。

        4)中間接頭受潮的故障,高壓脈沖往往無法擊穿,而高壓電橋可以直接定位。如沒有高壓電橋,應通過燒穿降低電阻。ZGH 電纜故障燒穿源,能快速而溫和地燒穿電纜故障點。

         

        3. 路徑測尋

        精確定位故障點之前,需要知道地下電纜的位置與走向,相關的資料往往不準確,甚至沒有。需要借助 “路徑儀”測尋地下電纜的位置與走向。

        路徑儀利用“音頻感應法”來測量電纜的路徑。音頻發生器在始端向被測電纜輸入音頻信號電流,接收機在地面上接收故障電纜產生的磁信號,對其路徑和埋深進行測量。美國3M 公司生產的路徑儀 2250 M是較好的選擇。

        作為有效的輔助手段, HDL-1B定點儀結合脈沖源,同樣能查找路徑。

        4. 精確定點

        根據不同的故障類型,精確定點采用不同的方法和儀器:

         

         

        高阻故障

        HDM或HDBM高壓沖擊發生器使高阻故障點擊穿放電,產生聲波及電磁波,使用HDL-1B電纜定點儀,通過判斷兩個信號的強度及 “時間差”,可以快速精確定點。

        低阻和死接地故障

        高壓沖擊發生器無法在低阻和死接地故障點處產生閃絡并發出聲音。HDL-1B電纜定點儀通過測量磁場分布,定位死接地故障點很有效。死接地故障通常伴隨著外護套的缺陷,使用HDL-1B電纜定點儀或HDK跨步電壓指示器,通過跨步電壓法定點外護套缺陷很精確。

        外護套故障定位

        使用HD-2018外護套故障定位組合是優選,通常采用電橋法和電壓比較法進行預定位,對直埋電纜或對大地直接泄漏的穿管電纜,施加脈動電流,通過跨步電壓法精確定點;對有一定殘壓的穿管電纜,可借助穿管器和萬用表,施加直流,通過測量電纜表面電位分布的方法精確定點;對橋架或敷設于隧道內的電纜,施加脈動電流,可通過直接觀察冒煙或者火星精確定點。

        5.電纜識別

        找到了故障點,開挖地面或打開電纜溝槽時,往往發現并排敷設著多根電纜,沒有明確的標識,使用HDS-1電纜識別儀,能在多根電纜中確認被測電纜。

         

         

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