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電纜故障檢測之沖擊高壓閃絡測試法
時間: 2022-12-25 17:04
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電纜故障檢測中沖擊高壓閃絡測試法簡稱沖閃法，它適用于低阻的、高阻的或閃絡性的單相接地、多相接地或相間絕緣不良的故障。它可以測試現(xiàn)實中碰到的絕大部分故障。
電纜故障檢測沖擊高壓閃絡測試法
沖擊高壓閃絡測試法簡稱沖閃法，它適用于低阻的、高阻的或閃絡性的單相接地、多相接地或相間絕緣不良的故障。它可以測試現(xiàn)實中碰到的絕大部分電纜故障。
沖擊高壓閃絡測試法接線圖
沖閃法接線如圖 一 所示，它與直流高壓閃絡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、當電容C上電壓足夠高時，球形間隙G擊穿，電容C對電纜放電，這一過程相當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放電產(chǎn)生的電流行波信號在測試端和故障點往返一次的時間△t，就能計算出故障點距離。但用沖閃法測試時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還和電壓作用時間關系密切 在測試時，電壓加到故障點處可能要持續(xù)作用一段時間后才會發(fā)生擊穿，這個時間稱為放電延時。受電纜上得到的沖擊高壓大小和故障點處電容、電感等電氣參數(shù)的影響，放電延時有長有短。在用儀器測試時，可根據(jù)具體情況進行設置。
沖擊高壓脈沖信號越過故障點，還沒到達電纜對端，故障點就擊穿的稱為直接擊穿；從對端返回后故障點才擊穿的稱為遠端反射電壓擊穿。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。
圖三 遠端反射擊穿的脈沖電流沖閃波形
(2)如何使故障點充分放電 依據(jù)上面所述，使故障點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間。
由高壓設備供給電纜的能量可由下式代算:W=CV²/2。即高壓設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。要想使故障點充分放電，必須有足以使故障點放電的能量。
(3)故障點擊穿與否的判斷 沖閃法的一個關鍵是判斷故障點是否擊穿放電。-些經(jīng)驗不足的測試人員往往認為，只要球間隙放電了，故障點就擊穿了，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。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。而電纜故障點能否擊穿取決于施加到故障點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擊穿電壓，顯然，故障點就不會被擊穿。
可以根據(jù)儀器記錄到的波形判斷故障點是否擊穿;除此之外，還可通過以下現(xiàn)象來判斷故障點是否擊穿。
①電纜故障點沒擊穿時，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;而故障點擊穿時，球間隙放電聲清脆響亮，火花較大。
②電纜故障點未擊穿時，電流、電壓表擺動較小，而故障點擊穿時，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際測試中，脈沖電流的沖閃波形是比較復雜的，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。下面給出了五個典型的脈沖電流沖閃波形，并對這五個波形進行解釋和分析，幫助從中學會識別與分析波形。
如圖 二 所示，這是一個比較常見的脈沖電流的沖閃波形，把零點實光標放在故障點放電脈沖波形的下降沿(起始點處)，虛光標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 2-零點實光標 3-故障點的
放電脈沖波形 4-虛光標 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，這是一個遠端反射信號使故障點放電的沖閃波形，這種情況常在故障點離對端較近、放電所需的電離時間相對較長和所加電壓不足以使故障點放電時出現(xiàn)。
圖三 遠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間更長的故障，高壓脈沖信號需要幾次反射后，故障點才放電，實際測試時需把測試范圍調(diào)得很大或調(diào)整放電延時值才能接收到故障點的放電脈沖及其反射脈沖。
圖四長放電延時的故障波形
如圖五所示，這是一個低壓電纜的故障，故障點的絕緣電阻可能比較低，線路對信號的損耗比較大，故障點放電脈沖的反射波形因衰減而變的比較平滑，故障測距時只能把實光標放到高壓信號發(fā)生器的放電脈沖的下降沿，把虛光標放到故障點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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