脉冲电流法-电力电缆故障测试仪
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GD-4133 多次脉冲电缆故障测试仪一、概述GD-4133电力电缆多次脉冲故障测距仪,用于电力电缆故障点的距离测量,具有波形易于识别、分辨率高、界面友好、同时支持触摸按键和机械按键、易于操作等特点。
GD-4133在低压脉冲方式下可以独立使用;在脉冲电流方式下需要和GD-2131L装置配合使用;在多次脉冲方式下还须和GD-4133S电缆测试多次脉冲耦合装置配合;在测距完成后须使用GD-4132数字式多功能电缆故障定点仪进行精确定点。
他们共同组成一套高性能的,能提供多种创新特性的电缆故障查找系统。
二、功能特点1.多种测距方法:a. 低压脉冲法:适用于低阻、短路、断线故障的精确测距,还可用于电缆全长及中间接头、T型接头、终端头的测量,以及波速度的校正。
b. 脉冲电流法:适用于高阻、闪络型故障的测距,使用电流耦合器从测试地线上采集信号,与高压部分完全隔离,安全可靠。
c. 多次脉冲法:世界上最先进的测距方法,是二次脉冲法的改进。
波形明确易于识别,测距精度高。
2.200MHz实时采样:a. 国内同类仪器最高采样频率,与国际最高水平接轨。
b. 提供最高0.4m的测距分辨率,测量盲区小,对近端故障和短电缆特别有效。
3.触摸操作和机械按键两种操作方式a. 触摸按键,操作更加灵活,具有手势操作功能。
b. 可以对光标进行拖拽,双击操作,定位更加简单、方便。
c. 兼容机械按键操作,五向按键,操作更加人性化。
4.LED大屏幕彩色液晶显示,界面友好:a. 波形清晰,尤其在多次脉冲测试中,多个波形以不同颜色同时显示,更易于识别。
b. 7寸大屏幕液晶,160°可视角度,显示内容丰富、直观。
c. 功能菜单简单实用,功能强大。
5.画中画暂存显示功能a. 界面显示采用画中画方式,由一个主窗口和三个暂存窗口组成,可同时查看三个暂存波形,使波形比较功能更加简单、直观、方便。
6.嵌入式操作系统a. 设计采用嵌入式操作系统Microsoft Windows CE 6.0+ARM9的结构设计,稳定的软件设计,更高的处理速度。
XF28-1960V4电缆故障测试仪一、概述:公司作为电力电缆测试领域中的领跑者,在产品开发研制中不断追求完美、努力创新。
XF28-1960V4电缆故障测试仪是公司的又一杰作,采用了国际最高水平的时域反射技术,故障波形简单明了,判断故障距离轻松愉快。
二、特点:1.可测35KV及以下等级所有电缆的短路、断路、高阻、低阻等故障,适应面广。
2.自动识别电缆全长和故障点并给出相应距离。
3.配合高压设备具有传统的冲击高压闪络法和低压脉冲法。
4.任何高阻故障均呈现最简单的类似低压脉冲短路故障波形特征,极易判读。
5.具有方便用户的软件和全中文菜单。
按键定义简单明了。
测量方法简单快速。
6.检测故障成功率、测试精度及测试方便程度优于国内任何一种检测设备。
7.超大液晶屏作为显示终端,仪器具有强大的数据处理能力和友好的显示界面。
8.具有极安全的采样高压保护措施。
测试仪器在冲击高压环境中不会死机和损坏。
9.具有计算机通讯接口,可方便将数据及图形保存在计算机内。
10.无测试盲区。
11.内置电源,可在无电源环境测试电缆的开路及低阻短路故障。
三、技术参数:1.测试方法:冲击高压闪络法;低压脉冲法。
2.冲击高压:35KV及以下电力电缆。
3.数据采样速率:80MHz、40 MHz、20MHz、10 MHz。
4.测试距离:>64Km。
5.读数分辨率:1m。
6.系统测试精度:小于50cm。
7.测试电缆脉宽设有:“0.05”、“0.1”、“0.2”、“0.5”、“1”、“2”、“8”微秒。
8.所有的高阻故障波形仅有一种,即类似低压脉冲法的短路故障波形。
9.具有测试波形储存功能:能将现场测试到的波形按规定顺序方便地储存于仪器内,供随时调用观察。
可以储存200条以上的现场测试波形。
10.能将测得的故障点波形与好相的全长开路波形同时显示在屏幕上进行同屏对比和叠加对比,可自动判断故障距离。
11.内置电源:充满电后仪器可连续工作3小时以上,亦可外接交流电源工作。
电缆故障定位仪的使用方法故障测试的基本步骤:用摇表或者万用表测量故障电缆的绝缘电阻,判断故障性质,确定测试方法;测试故障距离;探测故障点附近电缆埋设的路径;定点。
本测试系统故障测试有低压脉冲、直闪、冲闪三种基本方式,再配合不同的取样方法,共有八种测试方式。
测试前将电缆终端头的所有连线断开。
测试系统的面板上有“输入振幅”和“位移”两个旋纽,分别用来调整下次采样的信号幅度和上下位置。
1、低压脉冲方式低压脉冲用于测试电缆中电波传播的速度、电缆全长、低阻故障和开路故障。
将测试系统的通信连线与笔记本电脑后面的串口连接,电缆的故障相(被测相)与地线分别接到水阻盘的红、黑接线柱,水阻盘的输出与测试系统的输入相连。
也可直接将测试系统的输入线与故障相及地线相连。
●测速度对于有些电缆,电波传播的速度未知,必须通过测试来确定。
但测试前必须知道电缆的全长。
在“测试方法”菜单选择“低压脉冲”“测速度”,根据电缆的长度选择“0.2μs”或“2μs”,一般500 m以下用0.2μs。
键入电缆全长后按“采样”键,配合调整“位移”和“幅度”旋纽,使信号的幅度和基线处于便于观察的位置。
移动游标至低压脉冲的下降沿按“定位”,再移动游标至反射信号的前沿,屏幕上即可显示此种电缆中电波的传播速度。
如果发射和接收的波形离的太近,可按“扩展”键将波形扩展后再计算。
●测故障测故障时在“测试方式”菜单选择“低压脉冲”“测故障”,并选择适当的脉冲宽度,按“采样”后屏幕即显示故障波形。
开路故障的反射信号与发送脉冲极性相同,短路故障的反射信号与发送脉冲极性相反。
注:由于测电缆全长时的接线及波形与测开路故障时完全相同,所以设计时未单独列出测全长菜单。
2、冲闪方式冲闪方式用于测试高阻泄漏性故障,大部分电缆故障都可以使用冲闪方式测试。
以前采用冲闪电感电压取样的时候比较多,现在一般采用电流取样,因为采用电流取样时一起不与高电压直接连接,人身和设备的安全系数更高。
HTRS-V变压器容量及空载负载测试仪电缆故障测试仪的使用方法1、电缆故障测试原理本仪器主机采用时域反射(TDR)原理,对被测电缆发射一系列电脉冲,并接收电缆中因阻抗变化引起的反射脉冲,再根据电波在电缆中的传播速度和两次反射波的特征拐点代表的时间,可测出故障点到测试端的距离为:S=VT/2式中:S代表故障点到测试端的距离V代表电波在电缆中的传播速度T代表电波在电缆中来回传播所需要的时间这样,在V已知和T已经测出的情况下,就可计算出故障点距测试端的距离S。
这一切只需稍加人工干预,就可由计算机自动完成,测试故障迅速准确。
本测试系统故障测试有低压脉冲法、多次脉冲法、直闪电流法、冲闪电流法四种基本方式。
2、低压脉冲方式低压脉冲用于测试电缆中电波传播的速度、电缆全长、低阻故障(故障相电阻值低于1K)和开路故障及短路故障,主机即可完成任务,无须多次脉冲产生器。
同时给下一步应 HTRS-V变压器容量及空载负载测试仪用多次脉冲法测试电缆高阻故障提供了依据。
脉冲测试的基本原理测量电缆故障时,电缆可视为一条均匀分布的传输线,根据传输线理论,在电缆一端加上脉冲电压,该脉冲按一定的速度(决定于电缆介质的介电常数和导磁系数)沿线向远端传输,当脉冲遇到故障点(或阻抗不均匀点)就会产生反射,且闪测仪记录下发送脉冲和反射脉冲之间的传输时间△T,则可按已知的传输速度V来计算出故障点的距离Lx,Lx=V•△T/2,如图8所示:测全长则可利用终端反射脉冲:L=V•T/2同样已知全长可测出传输速度:V=2L/T 测试时,在电缆故障相上加上低压脉冲,该脉冲沿电缆 HTRS-V变压器容量及空载负载测试仪传播直到阻抗失配的地方,如中间接头、T型接头、短路点、断路点和终端头等等,在这些点上都会引起电波的反射,反射脉冲回到电缆测试端时被测试仪接收。
测试仪可以适时显示这一变化过程。
根据电缆的测试波形我们可以判断故障的性质,当发射脉冲与反射脉冲同相时,表示是断路故障或终端头开路。
电缆故障测试仪的使用方法一、准备工作1.确保测试仪内部的电源已经接通,并确认电池电量充足。
如果使用外接电源供电,确保电源已连接并正常工作。
2.将测试仪的测量端口与待测试的电缆连接。
确保连接牢固且接触良好。
3.打开测试仪的电源开关,确保仪器开始工作。
二、测试前的设置1.根据待测试电缆的特性和要求,设置合适的测量参数。
这些参数包括电压范围、电流大小、测量时间等。
可以参考电缆的技术规格书或相关标准确定参数。
2.设置测试仪的工作模式。
测试仪通常具有多种工作模式,如直流模式、交流模式、脉冲模式等。
根据电缆的特性选择合适的工作模式。
三、开始测试1.先进行预测试。
预测试主要是为了了解电缆的整体状态,检测是否存在明显的故障点。
预测试可以通过测量电缆的电阻来进行,也可以通过对电缆施加一定的电压或电流来进行。
2.根据测试仪的指示进行测量。
根据测量参数的设置,在测试仪上选择相应的测量功能和范围。
按下开始按钮开始测量。
四、分析测量结果1.测量结果通常会以数字或图形的形式显示在测试仪的屏幕上。
根据显示的结果,可以判断电缆是否存在故障以及故障的类型和位置。
2.通过比较测量结果和标准值,可以评估电缆的质量和性能,并确定是否需要进行维修或更换。
五、记录和报告1.对于每次测试,应当记录相关信息,包括测试时间、测试地点、测试参数、测量结果等。
这些信息可以用于后续分析和比较。
2.如果发现故障,应当及时报告给相关人员,并提供详细的测试结果和建议。
六、注意事项1.在使用电缆故障测试仪之前,必须仔细阅读并遵守测试仪的操作手册和安全提示。
2.在使用测试仪时,要保证仪器处于安全的工作环境中,远离高温、潮湿和易燃物品等。
3.测试时应当注意避免错误的接线,确保电缆和测试仪之间的连接正确可靠。
4.注意安全使用高压电源。
在使用高压模式进行测试时,必须遵守相关的安全操作规程,并戴好防护设备。
6.定期对测试仪进行检查和校准,确保其工作正常和准确。
总结:电缆故障测试仪的使用方法主要包括准备工作、测试前的设置、开始测试、分析测量结果、记录和报告以及注意事项。
目录一、概述 (02)二、仪器功能与特点 (02)三、主要性能指标 (02)四、电缆故障性质与分析 (03)五、电缆故障测距原理 (03)六、电缆故障测距方法 (04)七、仪器面板说明 (07)八、操作步骤 (08)九、操作技巧 (20)十、故障测试步骤 (20)十一、注意事项 (20)多次脉冲电缆故障测试仪使用说明书一、概述:本电缆故障测试仪是在目前先进的二次脉冲法电缆故障测试仪应用技术基础上发展起来的。
除具备二次脉冲法电缆故障测试仪的全部优点外,还拓展了一个重要特点、就是在冲击高压闪络的同时、脉冲发生器连续发送不同延迟时间的一组八个电缆故障测试脉冲和一组八个电缆全长测试脉冲(总共16个测试脉冲)。
操作人员可从屏幕上八组电缆故障波形中挑选出一个最便于分析判断的电缆故障反射波形。
省去繁杂的参数设置和反复的冲击高压闪络时间。
因为这八组故障波形是在冲击高压触发脉冲发生器的瞬间以不同时间间隔获得的。
省去笨重的中压延弧装置,简化测试手段,给用户提供了更为简捷的故障波形判断方法。
多次脉冲法的先进之处在于:现场测试获得的故障波形使操作者有更多的选择余地,不再为获得一个理想二次脉冲波形而不断在测试中调节测试脉冲的延迟时间,降低了对操作人员的技术和经验要求。
提高了现场故障的判断准确率。
任何人都能方便、准确地判读波形,标定故障距离,达到快速准确测试电缆故障的目的。
本电缆故障测试仪的整体技术可以与国外同类产品媲美,其性价比也大大优于国内外同类产品。
本电缆故障测试仪采用超大真彩触摸屏幕,波形特征显示清晰。
由于采用定义明确的屏幕触摸模拟按键,操作十分简单。
二、功能与特点:1.可测35Kv以下等级所有电缆的高、低阻故障,适应面广。
2.采用国际最先进的“多次脉冲法”测试技术,同时还具有高压闪络法和低压脉冲法。
3.任何高阻故障均呈现最简单的类似于低压脉冲短路故障波形特征,极易判读。
4.检测故障成功率、测试精度及测试方便程度优于国内任何一种检测设备。
目录常规安全概述前言第一章DGC-2010A多脉冲智能电缆故障测试仪第一节主要技术性能指标第二节仪器面板及操作功能第三节电缆故障一般测试步骤及测试方式选择第二章多脉冲测试法第一节多脉冲测试法基本原理第二节多脉冲测试连线与操作步骤第三节多脉冲测试波形与故障距离计算第三章低压脉冲测试法第一节低压脉冲测试法基本原理第二节低压脉冲测试法测全长第三节低压脉冲测试法测故障第四节低压脉冲测试法测速度第四章冲击高压闪测法第一节冲击高压闪测法基本原理第二节电流取样冲闪法第五章高压闪测法注意事项常规安全概述请查看下列安全防范措施以避免受伤害并防止对本产品或任何与其连接的产品造成损伤。
为了避免潜在的危险,请仅按详细说明来使用本产品。
避免火灾或个人受伤使用正确的电源线。
请仅使用为本产品所指定并由国家鉴定过的电源线。
正确地连接和断开。
在将仪器连接到测试电缆之前,先要连接好仪器的保护地线,测量结束后,先进行放电处理,然后再断开测试连接线。
请勿开盖操作。
面板打开时请勿操作本产品。
远离外露的电路。
电源接通后请勿接触外露的接头和元件。
请勿在潮湿环境下操作。
请勿在爆燃性空气环境中操作。
请保持产品表面清洁干燥。
提供适当的通风。
怀疑产品出现故障时,请勿进行操作。
如果怀疑此产品已损坏,可请合格的维修人员进行检查。
精品文档第一章DGC-2010A多脉冲智能电缆故障测试仪简介DGC-2010A多脉冲智能电缆故障测试仪用于检测各种动力电缆的高阻泄漏故障、闪络性故障、低阻接地和断路故障。
由于本仪器采用目前国际上最先进的“多次脉冲法”技术,应用自主开发的测试技术和高频高压数据信号处理装置,使其具有最好的电缆故障波形判断能力和最简单方便的操作系统。
多脉冲法的先进之处在于使现场测得的故障波形得到大大简化,将复杂的高压冲击闪络波形变成了非常容易判读的类似于低压脉冲法的短路故障波形。
降低了对操作人员的技术要求和经验要求。
所以,大大提高了现场故障的判断准确率。
电缆故障测试仪原理
电缆故障测试仪原理:
电缆故障测试仪是用于检测电缆中的故障位置和类型的一种仪器设备。
其原理是基于频域反射技术(FDR)和时域反射技术(TDR)。
在测试前,测试仪通过发射电磁波信号(如电压、电流或光脉冲)进入电缆中。
当信号遇到电缆中的故障(如开路、短路或局部故障)时,一部分信号会反射回来。
对于基于频域反射技术的测试仪,它会分析反射信号的频率特性。
不同类型的故障会导致不同的频率响应,通过对反射信号的频率分析可以确定故障的位置和类型。
对于基于时域反射技术的测试仪,它会分析反射信号的时间特性。
测试仪会测量信号往返的时间,根据信号的传播速度和时间来计算故障的距离。
无论是频域反射技术还是时域反射技术,测试仪都会将收到的反射信号进行处理和显示。
通常会以波形图或者故障距离值的形式展示结果。
通过使用电缆故障测试仪,用户可以快速定位电缆中的故障,并准确识别故障的类型。
这样就可以有效地提高故障排除的效率和准确性,为电缆维护和维修提供有力的技术支持。
多次脉冲电缆故障测试仪使用方法一、仪器准备1.选择合适的多次脉冲电缆故障测试仪型号,根据实际情况确定测试需要使用的探头和测试线材。
2.确定测试的电缆类型、长度和故障类型,根据实际要求和工作环境选择合适的测试参数。
3.检查测试仪的电源电压,确认仪器能够正常工作,并确保电源线连接稳固。
二、仪器连接1.接线方面,将测量探头的接地端与故障电缆连接,接地端需要与被测电缆的金属外壳连接,确保连接牢固可靠。
2.将测试仪的信号发生机连接到测量探头上,并将测试仪的信号接收机连接到接地端上,确保连接无误。
三、仪器设置1.打开测试仪的电源开关,仪器启动后进入待机状态。
2.设置多次脉冲电缆故障测试仪的测试参数,包括脉冲宽度、脉冲周期、发生波形和接收波形的选择等。
根据具体的测试需要进行适当的调整。
3.设置脉冲反射系数,根据实际情况设置反射系数,一般可根据故障电缆的类型和长度来确定。
四、故障定位1.定位前,让被测电缆处于断开状态,确保安全。
2.根据测试需求选择合适的测量模式,可选择单点测试或双点测试。
3.进行脉冲测试前,首先将测试仪的发生机发出脉冲信号,经过被测电缆后,由测试仪的接收机接收到反射波形。
4.根据接收到的反射波形,可以通过观察脉冲的幅度和时间来判断故障距离,从而实现故障定位。
根据测量结果,可以采取相应的修复措施。
五、仪器保养1.在使用完毕后,及时清洁测试仪的探头和接收机,确保连接线路的良好状态。
2.定期检查测试仪的电源电压,并及时更换老化的电源线。
3.注意测试仪的防护,避免受潮、受热或碰撞等情况,以免影响仪器的正常使用。
4.定期进行校准和维护,保证测试仪的准确性和可靠性。
总结:多次脉冲电缆故障测试仪是一种非常实用的设备,能够快速准确地定位电缆故障。
在使用过程中,需要正确连接仪器,设置合适的测试参数,并通过观察反射波形进行故障定位。
同时,仪器的保养和维护也是非常重要的,能够保证测试仪的长期稳定工作,提高故障定位的准确性。
第四章脉冲电流法§4-1 脉冲电流法与线性电流耦合器电缆的高阻与闪络性故障由于故障点电阻较大(大于10倍的电缆波阻抗),低压脉冲在故障点没有明显的反射(反射脉冲幅度小于5%),故不能用低压脉冲反射法测距。
脉冲电流法是将电缆故障点用高电压击穿,使用仪器采集并记录下故障点击穿产生的电流行波信号,通过分析判断电流行波信号在测量端与故障点往返一趟的时间来计算故障距离。
脉冲电流法采用线性电流耦合器采集电缆中的电流行波信号。
图4.1 线性电流耦合器应用示意图图4.1是冲击高压闪络测试的接线示意图,线性电流耦合器L放置在储能电容C接电缆外皮的接地引线旁。
L实际上是一个空心线圈,与地线中电流产生的磁场相匝链。
设时间t2与t1时电流分别为i2与i1,t1小于t2但接近t2,根据电磁感应定律求出线圈的输出电压:V=K(i2-i1)/(t2-t1)=KΔi/Δt (4.1) 其中参数K是一取决于线圈匝数、形状及与地线相对位置的常数,电流变化量:47Δi=i2-i1,时间变化量:Δt=t2-t1。
式(4.1)说明,线性电流耦合器的输出电压与地线电流的变化率成正比,而不是与地线中电流本身成正比。
(a)(b)图4.2 a.地线中的电流b. 线性电流耦合器的输出图4.2给出了地线中的电流与对应的线性电流耦合器的输出,可以看出线性电流耦合器在地线中电流开始上升时,输出是一个尖脉冲,而在地线中电流趋于平稳后,输出为零。
因此,在故障点击穿产生的电流行波到达后,线性电流耦合器输出一脉冲信号,可以从线性电流耦合器有无脉冲信号输出,判断测量点是否有电流行波出现。
与脉冲电压法使用电阻、电容分压器进行电压取样48不同,脉冲电流法使用的线性电流耦合器平行地放置在低压侧地线旁,与高压回路无直接的电气连接,对记录仪器与操作人员来说,特别安全、方便。
脉冲电流分直流高压闪络与冲击高压闪络两种测试方法,下面将分别予以介绍。
§4-2 直流高压闪络测试法1. 应用范围直流高压闪络测试法(简称直闪法)用于测量闪络击穿性故障,即故障点电阻极高,在用高压试验设备把电压升到一定值时就产生闪络击穿的故障。
据统计,能用直闪法测量的电缆故障,约占电缆故障总数的20%,在预防性试验中出现的电缆故障多属于该类故障。
直闪法获得的波形简单、容易理解。
而一些故障点在几次闪络放电之后,往往造成故障点电阻下降,以致不能再用直闪法测试,故实际工作中应珍惜能够进行直闪测试的机会。
2. 接线直闪法接线如图4.3所示,T1为调压器、T2为高压试验变压器,容量在0.5~1.0千伏安之间,输出电压在30~60千伏之间;C为储能电容器;L为线性电流耦合器。
线性电流耦合器L的输出经屏蔽电缆接测距仪器的输入端子。
注意:一般线性电流耦合器L的正面标有放置方向,应将电流耦合器按标示的方向放置,否则,输出的波形极性会不正确。
4950图4.3 直闪法测试接线 储能电容C 对高频行波信号呈短路状态,在故障点击穿产生的电压、电流行波到达后,起产生电流信号的作用,可选用脉冲电容器,也可使用6千伏(直流高压在30千伏以下时)或10千伏(直流高压在30~50千伏之间时)电力电容器,电容容量宜选在1~4微法。
实际测试中,应尽可能使电容容量大一些,这有助于使故障点充分放电,获得的脉冲电流波形规范,容易识别。
在实际测试中,往往出现因接线或线性电流耦合器L 放置不当而造成的波形不规范,不容易识别故障点距离。
应严格按图4.3接线,把高压发生器接地线与电容器低压侧出线连接在一起后接电缆的外皮。
图4.4是一种不正确的接线方法,操作人员往往图方便,把电容低压侧出线接在接地网上,通过接地网与电缆外皮相接。
行波经过接地网传播,可能因传输距离较长,造成脉冲电流波形不规范。
应尽量缩短电容与电缆之间的连线,以避免因导引线过长造成波形失真。
线性电流耦合器L 应放在电容器低压侧出线上。
为安全起见,高压设备、电容器的外壳、电缆的完好线芯一定要就近接电站的接地网。
51图4.4 不正确的接地图4.3是相对地故障的接线,对于相对相故障来说,可把其中一个故障芯线与地接在一起后进行测试。
其故障点击穿产生的电流波过程与相对地类似,故不再单独叙述。
3. 故障点击穿与否的判断逐渐升高加在电缆上的直流电压,当电压超过故障间隙击穿电压时,故障点击穿放电。
故障点击穿,除了测量仪器被触发显示出波形外,还可通过以下现象判断:(1) 电压突然下降(电压表指针向刻度零点摆动);(2) 直流泄漏电流突然增大(微安表指针突然向上摆动);(3) 过电流继电器动作;(4) 与试验设备相接的地线处出现“回火”,听到“啪,啪”的响声。
4. 直闪脉冲电流波形设时间t =0时,电缆故障点在外加电压-E 作用下击穿,形成短路电弧,从而使故障点电压突跳为零。
此时,在故障点处产生一个与-E 相反的正突跳电压E 0以及相应的电流i 0=-E/Z 0(规定电流从测量点流向电缆为正,因52 突跳电压E 产生的电流是从故障点流向测量点的,故为负,Z 0为电缆波阻抗)向电缆两端传送,见图4.5。
在时间t =τ时,电流波i 0到达测量端,而电容对高频行波信号呈短路状态,根据2.4节介绍,电流在测量端被全部地反射回故障点;而在故障点由于电弧短路又被完全反射回来;在t =3τ的时刻到达测量点,产生第二次反射;这样来回反射,直到整个瞬态过程结束。
图4.5 直流闪络电流行波网格图 测量点的电流是所有电流波的和,把图4.5时间轴上的电流波逐点相加,可得到如图4.6.a 所示的电流,电流的初始值为2i 0,即电流入射波i 0到达测量点后,产生了电流加倍现象,而线性电流耦合器的输出则只反映电流的突变成分,如图4.6.b 所示。
(a) 测量点电流(b)线性电流耦合器的输出图4.6 直闪法电流波形由图4.6.b可见,t1=τ与t2=3τ时分别出现两个负脉冲,第一个负脉冲是故障点放电脉冲到达测量点引起的,可简单地叫做故障点放电脉冲;第二个负脉冲是故障点反射脉冲引起的,叫做故障点反射脉冲。
它们之间的距离对应电流脉冲从测量端运动到故障点又返回的时间差Δt=t2-t1=2τ,计算出故障距离为:Lx=V·Δt/2其中V为行波在电缆中的传播速度。
5.典型直闪波形上面的分析是在理想条件下进行的,与实际的直闪脉冲电流波形(如图4.7所示)相比有所不同,实际的波形有以下特点:53(1) 电缆中的电流随着时间的增加逐渐趋近于0,这是由于故障点击穿后电缆与电容中储存的能量消耗完毕的缘故。
(2) 由于电流波在电缆中存在传播损耗,电流波形以及线性电流耦合器的输出,随着时间的增长变化愈来愈平滑,幅值亦愈来愈小。
(3) 由于电容C不能看成绝对短路,在电流行波到达后,电容C逐渐地充电,电流也逐渐下降。
所以,我们观察到的应是类似锯齿的波头(图4.7.a),而不是图4.6.a 中那样的直角方波。
(4) 如图4.7.b中所示,故障点反射脉冲有一小的正脉冲出现。
这是电容器本身及测试导线存在的杂散电感Ls的影响。
Ls一般尽管只有几个微亨,但对高频行波信号而言,它的影响却不容忽略。
图4.8.a为测量端等效电路,C为电容器电容,对高频行波来说,可认为C是短路的。
来自故障点的电流行波可认为是负极性直角波,参照2.4节所述,电感Ls引起的反射如图4.8.b中所示。
开始电感上电流不能突变,相当于开路,电流行波反射系数为-1,出现负反射,波形向正方向变化;随着时间增加,电感上电流进入稳态,电感相当于短路,电流行波反射系数为+1,出现正反射,波形再向负方向变化,故在波形上出现一小的正脉冲。
5455(a)(b) 图4.7 实际的电流行波与线性电流耦合器的输出(a)56(b)图4.8 杂散电感等效电路图及对电流直角波的反射 正脉冲的宽度及大小取决于杂散电感Ls 与电缆波阻抗Z 0,参照第二章中§2-4节的叙述,可用一公式表达为: t 0=(Ls/Z 0) n2≈Ls/2Z 0 (4.2) t 0一般在0.1us 左右。
6. 杂散电感影响的补偿方便起见,一般把第二个脉冲开始下降的时刻认为是故障点反射波到来的时间,显然会引起误差。
误差一般在10米范围内。
实际测试中可用以下方法克服:(1) 从反射波的正脉冲起始处,而不是脉冲下降的时刻计算故障点距离。
(2) 仍以反射脉冲下降的时间计算故障点距离,在对误差有一定了解的前提下,从结果中减去一固定值。
特别是当故障点距离较远时,故障点反射波到达测量点时,因传播衰减的影响,正脉冲已变得不明显(图4.9),只能以脉冲下降处时间计算故障点距离。
图4.9 远距离故障直闪脉冲电流波形 (3) 在采用自动计算方法的仪器中,由仪器自动补偿。
57 (4) 测试中,应尽量使用内部电感小的电容器,如脉冲电容器,并尽量缩短电容器与电缆的连线(包括接地线)。
每次测试时,都使用固定的电容器与导引线,这样将有助于掌握误差的大小,以准确地计算实际故障点距离。
7. 近距离故障波形(a)(b) 图4.10 近距离故障直闪脉冲电流波形图4.10给出了两个近距离故障的直闪脉冲电流波形。
图4.10.a 是一个故障距离为20米的波形,故障点反射波很快回到测量端,迭加到前一个脉冲上去,相邻脉冲靠得很近,且幅值较小。
图4.10.b 是电缆头上故障的波形,故障击穿时,在电缆头上形成短路电弧,电容本身及测试导引线的杂散电感构成放电回路,产生振荡电流,经线性电流耦合器变换后,形成如图所示的衰减的余弦振荡波形。
§4-3 冲击高压闪络测试法1. 应用范围在故障点电阻不很高时,因直流泄漏电流较大,电压几乎全降到了高压试验设备的内阻上去了,电缆上电压很小,故障点形不成闪络,必须使用冲击高压闪络测试法,简称冲闪法。
冲闪法亦适用于测试大部分闪络性故障,当然,由于直闪法波形相对简单,容易获得较准确的结果,应尽量使用直闪法测试。
2. 接线冲闪法接法如图4.11所示,它与直闪法接线(图4.3)基本相同,不同的是在储能电容C与电缆之间串入一球形间隙G。
首先,通过调节调压升压器对电容C充电,当电容C上电压足够高时,球形间隙G击穿,电容C对电缆放电,这一过程相当于把直流电源电压突然加到电缆上去。
图4.11 冲闪法测试接线冲闪法接线注意事项与直闪法基本相同。
3. 故障点击穿与否的判断冲闪法的一个关键是判断故障点是否击穿放电。
一些经验不足的测试人员往往认为,只要球间隙放电了,故障点就击穿了,显然这种想法是不正确的。
球间隙击穿与否与间隙距离及所加电压幅值有关,距离越大,间隙击穿所需电压越高,通过球间隙加到电58缆上的电压越高。
而电缆故障点能否击穿取决于故障点电压是否超过临界击穿电压,如果球间隙较小,电缆上得到的冲击高压小于故障点击穿电压,显然,就不会出现击穿。