电缆故障测试方法
目前,国内外电缆测试技术日新月异,出现了许多原理新颖的测试技术。同样的原理,各个厂商实现的方式不同,名称也五花八门,因为新技术国家没有相应的标准,用户的技术人员也分不清。摘要如下:
1.?范围:
1.1?脉冲法:
1.1.1?测试低电阻、短路和开路故障:低压脉冲法。
仪器本身发出的脉冲信号(脉冲宽度和幅度可调,最大幅度可达200V)施加在电缆芯与芯或芯与地之间。当脉冲信号遇到低阻、短路和开路故障时,会产生反射信号。发射脉冲和反射脉冲之间的距离是从测试端到故障点的距离。
低压脉冲法因其简单易用而成为脉冲测试仪器中最基本的功能之一。
1.1.2?测试高阻故障(高压脉冲法):
1.1.2.1?双冲击电弧延伸法(三脉冲法)
这个方法的核心是:1。脉冲电路和引弧电路分为两部分。冲击电路主要在故障点进行冲击击穿,在故障点获得的冲击能量较大。2.当冲击电压下降并稳定后,通过带灭弧电容的灭弧电路施加小电流,延长故障点闪络击穿时间,加载低压脉冲试验信号,测试故障点距离(短路波形)。由于特殊的电弧延迟电路,电弧延迟时间达到几十毫秒,因此更容易得到有效波形。
测得的故障短路波形和全长开路波形自动叠加后的变化点(离散点)就是故障点。
双冲击拉弧法和三脉冲法的区别在于信号采集和处理方式的不同。
1.1.2.2?多脉冲法(电弧反射法、二次脉冲法)
在冲击电压的作用下,故障点被电弧短路,同时发出一个(或多个)低压测试脉冲,在短路点可以得到一个短路反射回波,即反射回波的极性与发射脉冲的极性相反。当故障点的短路电弧熄灭后,再次发射低压测试脉冲,即可测量电缆的开路全长波形。前后两次采集的波形同时显示在同一个屏幕上,并自动关闭、对齐和叠加。开路全长波形与发射脉冲极性相同,故障反射波形极性与发射脉冲极性相反,且必须在全长距离内。故障点前的两个测试波形在规律上有很好的重叠,一旦越过故障点,两个波形明显离散,不再重叠。两条曲线的离散点是故障点和测试端之间的距离。
?二次脉冲法由于电路简单,故障点通后波形好,在国内应用广泛。但由于脉冲电容还兼作延弧电容,延弧时间大大缩短,有时很难获得有效波形。多脉冲方法在这方面有了很大的改进。
1.1.2.3?DC弧延伸法
测试原理与多脉冲法基本相同,不同的是对电缆施加的是DC高压,而不是非冲击高压。
1.1.2.4?电流采样法(脉冲电流法)
采集的是撞击时电缆中故障无线电波来回反射的电流信号。是国内外多年来使用的经典方法之一,其特点是冲击能量大,但很多故障波形识别需要丰富的经验。
1.1.2.5?电压采样法(衰减法)
采集的是电缆中故障无线电波在冲击过程中来回反射的电压信号。是国内外多年来使用的经典方法之一,其特点是冲击能量大,但很多故障波形识别需要丰富的经验。
1.2?高压电桥法:
基于默里桥原理设计,采用四端电阻测量原理,定位精度高。电桥放在高压侧,操作按钮安全接地。彻底解决了电桥法在高阻定位中的局限性,发挥了电桥法无盲区、准确、方便的特点。
桥梁处于平衡状态时的故障距离:X=2*L*P‰
2.?路径搜索:
2.1?音频路径方法:
向被测电缆施加音频信号,用单/多线圈接收沿线电缆的电磁信号,判断电缆路径方向。
2.2?冲击脉冲法:
对被测电缆施加冲击脉冲,电缆发出的电磁信号被沿线线圈接收,判断电缆路径方向。
3.?定点:
3.1?声磁同步法;
对被测电缆施加高压脉冲,在故障点附近同时接收声波、电磁波以及它们之间的时间差,确定故障点的位置。
3.2?阶跃电压定点法:
脉动或脉冲信号被施加到被测电缆上。如果电缆在故障点损坏并接地,故障点附近有跨步电压现象,故障点前后电压方向相反。
3.3?电磁预定点法;
对被测电缆施加高压脉冲,根据故障点前后接收到的电磁波信号的差异判断故障位置。?
3.4?音频定点方法:
对被测电缆施加音频信号,根据故障点前后接收到的音频信号的差异判断故障位置。一般对低阻、短路、开路比较有效。
4.?电缆标识:
4.1?音频电缆识别方法:
给待测电缆施加一个音频信号,根据测试电缆接收到的音频信号的差异判断是哪根电缆在施加信号。一般音频线识别方法仅供参考。
4.2?脉冲电缆的识别方法:
向被测电缆施加一个脉冲信号,根据被测电缆接收到的脉冲信号的方向差异判断是哪根电缆在施加信号。该脉冲电缆识别方法抗干扰能力强。
电缆故障测试流程和步骤
电缆故障测试过程如下:
1.?本试验程序涵盖电压等级为220 V-220 kV的路灯电缆、控制电缆、电力电缆和超高压电力电缆。
2.?从测试技术和用户的技术水平来看:
2.1?对于路灯电缆、埋地信号电缆和低压电力电缆:
在大多数情况下,电缆已经损坏并接地。此时应考虑以跨步电压法为主要测试方法,对测试人员的技术水平要求较低。
如果电缆较长(400米以上),由于采用跨步电压法沿整个电缆路径进行测试,有些地方道路使用者很难进行长距离测试,工作量较大。这时可以考虑用脉冲法或电桥法进行测试。用脉冲法或电桥法测出故障点的大致距离,再用阶跃电压法或声磁同步法确定定点。这样可以大大提高效率,但对测试人员的技术水平要求较高。
如果是单芯电缆,用脉冲法是无法测量距离的。
2.2?对于6KV及以上高压电缆主绝缘故障:
目前大部分电缆都是铠装屏蔽电缆,外护套破损率在20%左右。很多断层点是挖掘后的内部断层,目测是看不出来的。鉴于这种情况,测距就显得尤为重要。没有故障点的大概距离,如果整条线路都是固定的,是非常盲目和低效的。
测试故障距离,可考虑以脉冲法(包括低压脉冲和各种高压脉冲法)为主,高压电桥法为辅。这两种方法各有特点。脉冲法成功概率高,但对测试人员技术水平要求较高。高压电桥法测试成功的概率略低,但操作使用非常简单,对严重受潮或绝缘严重不平衡的电缆故障有非常好的效果。如果将两种方法结合起来,可以大大降低故障测试的难度,使故障测试的效率提高一倍。
目前,声磁同步法是应用最广泛、成功率最高的方法。还有阶跃电压法、电磁预定点法、音频法可以一起使用。虽然这是一种辅助方法,但它可能会对有故障的电缆产生特殊效果。
2.3?35KV以上电缆外护套故障:
35KV以上的电缆外护套绝缘有一定要求,需要了解是否有损伤。
故障定位基于高压电桥法,以良好相作为测试参考相。
用高压阶跃电压法确定故障点。
2.4?电缆路径测试:
目前,电缆路径测试方法有两种:音频法和冲击脉冲法。
经过多年的使用,音频路径法已经基本成熟,用管道仪找电缆方向更加方便快捷。
冲击脉冲法是近年来发展起来的一种新方法,可以同时找到电缆方向,抗干扰性能强。