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電纜故障粗測(cè)方法之脈沖反射法的前世今生
時(shí)間: 2023-03-18 20:15
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電纜故障檢測(cè)過(guò)程中的行波法也叫脈沖反射法，采用這一原理進(jìn)行電力電纜故障測(cè)試，目前在國(guó)內(nèi)外已得到非常廣泛的應(yīng)用。
電纜故障粗測(cè)方法之脈沖反射法的前世今生
電纜故障檢測(cè)過(guò)程中的行波法也叫脈沖反射法，采用這一原理進(jìn)行電力電纜故障測(cè)試，目前在國(guó)內(nèi)外已得到非常廣泛的應(yīng)用。其主要特點(diǎn)是，它對(duì)電纜故障的可測(cè)率相當(dāng)高，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，95%以上的電力電纜故障都能采用這種方法進(jìn)行有效且滿意地測(cè)試;測(cè)試速度快，通常大部分故障可在數(shù)分鐘以內(nèi)用儀器顯示出故障點(diǎn)的位置;測(cè)試范圍寬，一種測(cè)試儀器可以有效地測(cè)試所有類(lèi)型的電纜故障;安全性能好，整個(gè)測(cè)試過(guò)程對(duì)被測(cè)電纜無(wú)損傷，由于新技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用，也使得操作人員在測(cè)試過(guò)程中更加安全。
這種方法可以追溯到1939 年，當(dāng)時(shí)國(guó)外有一篇題為《電纜中擊穿故障點(diǎn)之探測(cè)》的論文，揭示了高阻故障點(diǎn)的某種基本物理特性，之后便出現(xiàn)了一種叫“電纜擊穿點(diǎn)探測(cè)儀”的儀器，其原理是使電纜在高電壓作用下讓故障點(diǎn)瞬間擊穿放電形成回路電流，然后采用沖擊式電流表來(lái)確定故障點(diǎn)的位置。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展以及人們對(duì)電纜故障點(diǎn)的物理特性進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)電纜故障點(diǎn)在高電壓作用下的“行波反射特性”，在20世紀(jì)60年代左右，英國(guó)便生產(chǎn)了一種“電纜故障探測(cè)儀”，其原理是使各種電纜高阻故障點(diǎn)在高電壓作用下產(chǎn)生閃絡(luò)放電，形成瞬間短路，并應(yīng)用傳輸線的反射特性，把在測(cè)試端產(chǎn)生的反射波形通過(guò)示波管顯示，然后用高速照相的辦法，將測(cè)試波形記錄下來(lái)，最后分析測(cè)試波形并計(jì)算出故障點(diǎn)的位置。而這種儀器主要是用來(lái)測(cè)試不能通過(guò)高電壓大電流燒穿降阻的“閃絡(luò)性高阻故障”。
到20 世紀(jì)60年代后期，我國(guó)開(kāi)始研究采用行波理論來(lái)測(cè)試電纜故障。在1971年由西安電子科技大學(xué)與西安供電局共同研制成功一整套電力電纜故障測(cè)試儀器。其代表儀器為“DGC-711 型電纜故障閃測(cè)儀”。相比英國(guó)的同類(lèi)產(chǎn)品，本儀器有兩個(gè)非常關(guān)鍵的技術(shù)突破。
(1)利用貯存示波管對(duì)瞬態(tài)波形的記錄儲(chǔ)存特性顯示故障點(diǎn)的波形特性，而不是用高速照相的辦法。現(xiàn)場(chǎng)使用非常方便，故障測(cè)試過(guò)程變得非?？焖?。
(2)開(kāi)發(fā)的直流高壓沖擊閃絡(luò)放電的方法(后面將介紹的“沖閃法”)可對(duì)任何性質(zhì)的故障進(jìn)行快速測(cè)試，而無(wú)需像過(guò)去那樣對(duì)高阻故障，特別是對(duì)閃絡(luò)性高阻故障進(jìn)行燒穿降阻等輔助做法。這一方法在目前仍為國(guó)內(nèi)外最普及且行之有效的一種方法。在以后的實(shí)際應(yīng)用中，人們發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)存示波管型的電纜故障閃測(cè)儀存在以下不足:
(1)故障點(diǎn)放電形成的特性反射波形在儲(chǔ)存示波管顯示停留的時(shí)間太短，只有十幾秒，最多只有 1min 左右，測(cè)試人員還沒(méi)有來(lái)得及計(jì)算出故障點(diǎn)位置，測(cè)試波形便消失了。
(2)有相當(dāng)一部分電纜故障，在整個(gè)很長(zhǎng)的測(cè)試過(guò)程中，只有偶然的一次放電過(guò)程。由于操作不當(dāng)以及儀器的短暫顯示缺陷，從而失去一次很好的測(cè)試機(jī)會(huì)，故障可測(cè)率相對(duì)較低。
(3)儀器的抗振性能較差。隨著數(shù)字化技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，最早在 20 世紀(jì) 80 年代的英國(guó)，便出現(xiàn)了智能型的電纜故障測(cè)試儀，其原理仍然是“行波反射法”。在 1987 年我國(guó)才開(kāi)始著手研制采用計(jì)算機(jī)技術(shù)及高速 A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)的智能型電纜故障測(cè)試儀器，并于 20 世紀(jì) 90 年代初研制成功我國(guó)第一套智能型電纜故障閃測(cè)儀。
但由于以下幾個(gè)因素，使得電力電纜故障的測(cè)試技術(shù)發(fā)展及普及應(yīng)用受到很大的影響。
(1)相比電橋法、行波法相對(duì)技術(shù)難度較大，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)需要有一定的經(jīng)驗(yàn)和一定的技術(shù)培訓(xùn)，僅憑著操作說(shuō)明書(shū)及有關(guān)資料要完成一次較復(fù)雜的故障測(cè)試比較困難。
(2)由于儀器種類(lèi)較多，同一種測(cè)試原理的儀器型號(hào)也很多，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，使用戶對(duì)電纜故障的測(cè)試原理及方法產(chǎn)生較大的懷疑。
(3)由于電力電纜故障的隨機(jī)性出現(xiàn)，一些用戶間隔很長(zhǎng)時(shí)間才使用一次儀器，要正確使用儀器達(dá)到最佳效果比較困難，因此對(duì)于電力電纜故障測(cè)試技術(shù)本身來(lái)講，做好良好的技術(shù)服務(wù)跟蹤對(duì)用戶來(lái)說(shuō)非常重要。
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