电缆故障测试仪说明书(2)

2019-08-17 13:54

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“低压脉冲”有“2μs”和“0.2μs”两种脉宽可选择。

“冲闪”包括“电感电压取样”,“电阻电压取样”,“电流取样”三个菜单项; “直闪”包括“电压取样”“电流取样”两个菜单项。 介质选择:

程序初始化时设置为“油浸纸型”,如果是其它介质的电缆,可根据电缆的介质选择。 共有四种类型供选择:“油浸纸型”、“不滴流型”,“交联乙烯”,“聚氯乙烯”,“自选介质”五个菜单项。

选择其中一项就等于选择一种速度,即电波在该电缆中的传播速度。 数据采样与测量:共有八个按键。

“采样”键:在系统测试时采用。每按动一次“采样”键,系统便采集一次数据,并可以在图形显示区绘出波形图来。

“扩展”键:为了精确计算故障距离,按此键可将显示的波形扩展后再计算故障距离。每按一次波形扩展一倍,按四次为一个循环。

“卷动”键:波形被扩展后,故障点特征波形可能会处于第一屏以外的其它屏内,按此键可将显示内容一屏一屏地向左移动,直到故障波形在当前屏內显示出来,便于光标精确定位。

“归位”键:需要光标快速回到屏幕最左端时按此键。

“定位”键:计算距离起点键。在光标移动到特征波形的起始拐点处按此键。 “左移”键和“右移”键:这两个键用于控制光标的左右位移。当按动它们时,游标移动,每按一次移动一个单位。

如果需要快速移动游标,可以用鼠标拖动游标,到合适的位置松开即可;也可以在波形的特征点上点鼠标的左键直接对准游标。

“复位”键:系统复位键。无论系统处于何种状态,按此键均可退回到系统主界面。

“存储”键:按此键可将测试的波形和数据存储于电脑内存中。(“存储”与数据管理菜单里的“存盘”不同。“存盘”是将数据存储在磁盘上,可长期保存,而“存储”只是将数据存储在电脑内存中,关机后数据会丢失。) “调用”键:与“存储”配合使用。按此键可在屏幕上显示上次存储的内容,以便分析与计算。

“比较”键:按此键可将当前采样的的波形和存储在电脑内存内的波形同时显示在屏幕上,用户可对这两幅波形进行比较分析。

“平移”键:按此键进入图形左右移动功能,点“左移”“右移”键可将屏幕上显示的两个波形的起点对齐,以便计算距离。

第三节 电缆故障测试方法介绍

一、电缆故障测试原理

本仪器采用时域反射(TDR)原理测量电缆故障的距离。对于低阻、开路故障,仪器向被测电缆发射一系列电脉冲,有故障的电缆会在故障点产生一个反射信号(如果没有电缆故障,反射为电缆全长);对于高阻故障,给电缆上加一冲击直流负高压,使故障点产生反射脉冲。我们根据发射脉冲和反射脉冲的时间差及电缆中电波的传播速度,可测出

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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

在速度V已知和时间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、直闪电流法、冲闪电流法三种基本方式。 例如:低压脉冲方式(以正脉冲为例,负脉冲相反)

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。

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。当发射脉冲与反射脉冲反相时,则是短路接地或低阻故障。 凡是电缆故障点绝缘电阻下降到该电缆的特性阻抗,甚至电流电阻为零的故障均称为低阻故障或短路故障(注:这个概念是从采用低压脉冲反射法的角度,考虑到阻抗不同对反射脉冲的极性变化的影响而定义的)。

凡是电缆绝缘电阻无穷大或虽与正常电缆的绝缘电阻值相同,但电压却不能馈至用

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户端的故障均称为开路(断路)故障。

电缆的故障相(或被测相)与地线分别接到测试系统的输入线(输入线的另一端与测试系统Q9连接),将测试系统的“USB接口”与笔记本电脑的USB口连接,打开桌面测试软件,即可测试。

二、故障测试方法

故障测试一般分以下几个步骤:

首先摸清故障电缆的基本情况:用摇表及万用表测量故障电缆的绝缘电阻,并用低压脉冲测量电缆的全长、是否有断线、短路等。

第二、根据故障的具体情况确定合适的测试方式,测量电缆故障距离。一般我们把断线故障和直流电阻值在100Ω以下的电缆故障称为低阻(开路)故障,采用低压脉冲法测试,其它的故障采用冲闪法或直闪法。

第三、探测故障点附近电缆埋设的路径及深度。 最后确定故障点的准确位置。

测试前将电缆始端和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输入信号幅度和波形的上下位置。

(一)低压脉冲法

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。 仪器连接如右图。 将测试仪的输入线分别加到故障电缆的地线和故障相。根据故障的具体情况,也可以把输入线加在两个相线上测试。 ●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。我们只要知道电缆的全长,就可以通过测试计算出该电缆中电波传播的速度。

在“测试方法”菜单选择“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后按“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

在“测试方式”菜单选择“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。

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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,所以程序中未单独列出测全长菜单。

低压脉冲测试开路故障(电缆全长)和短路故障的波形如下。

(二)、冲闪方式(冲闪法)

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。通常采用接线简单、人身和设备均非常安全的电流取样法。 冲闪电流取样方式的接线如下:

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将球间隙调整合适(一般为距离1-2mm),然后按“采样”键,旋转操作箱上的调压器升压到高压放电打火,直到主机屏幕上显示下面的波形。

电力电缆的高阻故障(高阻故障:故障点的直流电阻大于该电缆的特性阻抗的故障为高阻故障)几乎占全部故障率的90%以上。冲闪方式用于测试高阻泄漏性故障及高阻闪络性故障,大部分电缆高阻故障都可以使用冲闪方式测试。依据故障性质又分为冲击高压闪络法(冲闪法)和直流高压闪络法(直闪法),下面分别介绍。

冲闪方式测试故障,一般采用电流取样法。因电流取样接线简单,安全性高,波形易于识别,因此推荐使用电流取样。根据接线图连接完毕后,再用速度键选择传输速度或重新键入速度值。将输入振幅旋钮旋至1/3左右(注意:请微调),然后按采样键,仪器进入等待采样状态。

调整球隙(若放电,放电球隙清脆响亮,操作箱电流大于10A-15A否则视为未放电,请重新调整球隙,提高冲闪电压),输入振幅旋钮后,然后通电对故障电缆升压,电压升到一定值,故障点发生闪络放电,仪器记录下波形。根据波形大小可重新调整输入振幅,重复采样,直到采到相对标准的波形。冲闪测试波形如下图所示。

如果采样时死机,请即提示端口错误,退出测试软件,按主机“复位键”,重新进入测试软件,重新采样。

注意:调整球隙一般1mm大约代表3KV,请根据被测电缆电压等级适当调整。

波形特点:发射脉冲为正脉冲,反射脉冲也为正脉冲但前沿有负反冲。因故障性质等原因,负反冲大小有差别,但远小于正脉冲的幅值。 (三)、直闪方式(直闪法)

直闪法用于测试高阻闪络性故障。

用直闪法时一定要注意监视高压电流,以防电流过大而烧坏高压变压器。

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