电缆挫折点的粗测

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电缆挫折点的粗测

文章来源:    时间:2018-11-07

 

  电缆挫折点的粗测,即是测出挫折点到电缆任一端的隔断,这一环节是挫折定点的须要绸缪。粗测的格式有良众种,按基础道理概括有两类,一类为电桥法,另一类为脉冲反射法。古板的粗测格式是将高阻挫折经历烧穿后形成低阻挫折,然后用电桥法或低压脉冲反射法实行衡量。近年来,邦外里很偏重电缆挫折的测寻,先后琢磨了很众格式。现正在操纵闪测仪探测电缆挫折时,已无需将高阻烧穿,能够直接于挫折点加直流高压或膺惩高压,使之闪络,然后再通过闪络脉冲反射测出挫折点的地方。

  直流电桥法是最早采用的探测电缆挫折的格式,众年来无间是测寻电缆挫折的苛重办法。对付低阻接地和相间短途挫折,目前这种格式已经被渊博采用,况且无误度较高。通常条件挫折点电阻不赶上100kΩ,一般以2kΩ以下为宜。

  直流电桥法是依照惠斯登电桥道理,将电缆挫折点两侧的线芯电阻引入直流电桥,衡量其比值。由测得的比值和电缆长度可算出衡量端到挫折点的隔断。图中RL是电缆全长的单芯电阻,RX是始端到挫折点的电阻。测得电阻RX,即可算出始端到挫折点的隔断X。操纵电桥法对电缆挫折点实行粗测时,常用单臂电桥(如QJ23即850型和惠斯登电桥)、双臂电桥等,QF1-A型电缆探伤仪也是依照电桥道理制成的。

  用回线法测寻单相低阻接地挫折的道理接线所示,将电桥的衡量端子X1和X2永别接于挫折缆芯和完美缆芯,这两芯的另一端用导线短接。电桥自己也有比例臂M和衡量臂R,挫折点两侧的缆芯环线电阻则组成另两臂。图中Rf为分流器,其效用苛重是爱惜检流计G。检流计的引线应直接接正在缆芯上,如此能够使引至电桥的相接线电阻和接触电阻从线芯构成的桥臂转变到阻值比线芯电阻大得众的电桥电阻组的桥臂上,从而减小衡量偏差。

  正在图12-5中,若电缆整体缆芯质料和截面都相像,则当电桥均衡时有如下相合:

  上述两种接线格式,前者叫正接法,后者叫反接法。两者测得的挫折点隔断应当相像,若偏差较大或测得的挫折点亲密电缆的另一端时,行使同样的格式正在电缆的另一端实行衡量,并斗劲两次衡量的结果。

  下面勾结实例,阐发衡量结果的揣测与管理。设有一条10kV、3×150mm2的铝芯浸渍纸绝缘铅包电缆发作单接连地挫折,该线m。挫折的测试结果及证据如下。

  ①用兆欧外测各相之间及A、B两相对地的绝缘电阻均为1000MΩ,用全能外测C相的对地电阻为900Ω。由此能够占定挫折为C接连地。

  现实衡量时,当正在一端用正接法与反接法测得的数值亲密时,通常不需再到另一端去衡量。

  当一条电缆线途是由导体质料或截面分别的电缆构成时,应按电阻值相当的准则实行换算。将此电缆线途的长度换算为由统一导体质料和截面的电缆构成的线途长度,后者的长度即为前者的等值长度,换算公式如下:

  ρ铝·l铝s铝=ρ铜·l铜s铜(6-4)则:l铝=ρ铜ρ铝·s铝s铜·l铜(6-5)l铜=ρ铝ρ铜·s铜s铝·l铝(6-6)

  设有一条长度为2530m的电缆发作单接连地挫折,其接地电阻为8kΩ,此条电缆由两种分别截面积和分别导体质料的电缆相接而成,此中贴近甲端的是铝芯,截面积为50mm2,长为1530m,贴近乙端的是铜芯,截面积为35mm2,长1000m。正在甲端测得数据为:

  因为是正在铝芯端测试,是以需将铜芯一面电缆换算为铝芯500mm2的等值长度。

  取正反接法的均匀值,得:Lx等值=1624.8+16402=1632.4m

  因为该长度已赶上铝芯段电缆,需将此中铜芯电缆长度换算为现实长度,则挫折点距甲端的现实长度为:Lx=1530+(1632.4-1530)×0.031×350.0184×50=1650.8m

  倘若测得挫折点的长度小于测试端(甲端)铝芯电缆段的长度,则等值长度即为挫折点与测试端的现实隔断,无需实行这一步等值换算。

  ①确保和普及正确度的枢纽是接线准确,不然恐怕导致展现很大的偏差,如前所述,必需将检流计的引线直接接正在电缆芯线上,使电缆芯线引至电桥的相接线的电阻和接触电阻转变到桥臂电阻上去;

  ②电缆结尾的跨接线越短越好,其截面应亲密电缆导体的截面,相接应紧固,接触电阻越小越好;

  ③电桥用直流电源的电压不行太低,通常选600V,试验电畅达常不行小于5mA;

  ⑤直流电源的负极应经电桥接至电缆导体上,正极接电缆内护层并接地,如此可防御因“电渗出”性的效用而使挫折处侵入绝缘的水移向护层,导致挫折电阻的加大或担心靖而扩充衡量的贫苦;

  ⑥检流计是较为精细的仪外,操纵和率领必需相当小心,避免振动,不消时永远维系内部线圈处于短途形态;

  衡量格式与单接连地基础相像。两相短途时衡量电流不经历地成回途,而是经历相间挫折点成回途。挫折相缆芯接电桥,另一挫折相的结尾与完美相短接组成环线(a)所示。当电桥均衡时,同样可由式(6-2)和式(6-3)求出衡量端到挫折点的隔断Lx。当两相正在分别点接地变成短途时,如图6-6(b)所示,可按图(a)接线,永别测出它们的挫折点Lx和L′x。

  测寻三相短途或三相短途并接地挫折,因挫折电缆无完备的芯线做回线,必需借助于其他与其并行的电缆线途或装设且自线举动回途。且自线通常可用低压两芯塑料线,对其截面无苛厉条件,只须便于架设即可,其电阻应预先加以衡量。

  设且自线的单线电阻为RL,当电桥均衡时下式创造:M+RLR=L-LxLx(6-7)

  倘若三相电缆芯线不正在统一点接地,用这种格式,可永别对每一相线芯实行衡量,永别寻得它们的挫折点。衡量接线时应提防,两芯且自线绞接后直接与芯线相连,切勿将两芯且自线相接好后再用短线与电缆芯线相连,由于如此相当于加长了电缆而变成较大的偏差。

  高阻接地挫折的衡量通常是先将其接地电阻烧低后再衡量。但有些挫折不易烧成安靖的低阻,则必需采用高压膺惩反射法或高压直流电桥回线法实行衡量。前者实用于闪络性挫折,通常采用“闪测仪”衡量,后者实用于高阻挫折,当接地电阻安靖并正在膺惩电压效用下不放电时,只可采用高压直流电桥法,其衡量格式与低阻挫折好似。因为挫折电阻大,必需用高压电源,使通过挫折点的电流不致太小,以确保衡量的聪慧度与正确度。

  采用高压直流电桥衡量时,仍行使惠斯登电桥道理。正在构造上采用了滑线电阻r,调动滑动点C使电桥均衡。桥电阻,为100平分的3.5Ω摆布的滑线电阻,当电桥正在C点到达均衡时,另一桥臂为(100-C)平分,则:C100-C=Lx2L=Lx(6-9)是以Lx=2L·C100(6-10)

  高压电源可用防范性耐压试验用的整流配置,电桥上所加电压受电桥绝缘程度等控制,通常不应赶上直流10~20kV。试验时电桥、检流计及分流器等均处于高电位,是以需用塑料板等绝缘物与大地绝缘。操作职员必需站正在绝缘板上用绝缘棒操作,并与高压引线等维系必然的隔断,防御人身事情的发作。其它,非试验相线芯必需接地,防御出现觉得高电压。

  高压直流电桥只实用于衡量安靖性高阻接地挫折,不适于电缆正在高压直流下内部有放电、闪络等境况,不然难以衡量,还会损坏检流计。是以线途中接人电流外A看守电流。通常需节制电流正在10~20mA范畴内,并使其安靖。电流太小,聪慧度低落而偏差增大;电流太大,则易损坏电桥。

  电缆的电容与其长度成正比,是以,可用斗劲电容的格式来衡量挫折点的隔断。用电容电桥衡量电缆断线是电缆断线挫折示企图,图中从左端算起Lx处发作一相齐全断线,此时可永别衡量断线和总电容C值,则:

  QF1-A型电缆探伤仪是运用电容电桥法道理衡量断线挫折的仪器,衡量时的道理接线所示,图中G为音频振荡器。用该仪器衡量断线挫折的环节如下:

  ①将挫折相与任一非挫折相正在另一端跨接,将探伤仪“A”接线柱接挫折相,“B”接线柱接完美线芯,“E”接线柱接内护层或另一完美线芯;

  ②将衡量拔取开合旋到“断线”地方上,封闭“直流指零仪”,量程拔取可放任性地方;

  ③接上220V相易电源,插中听机,开启电源即可听到1000Hz的音频信号;

  ④调动读数电阻盘RK和相位均衡仪PH,永别屡屡调动,直到耳机中无声响为止,此时即电桥均衡,挫折隔断可用下式求得:Lx=2RKL

  若电缆的三根线芯整体烧断,可用该仪器正在线途两头衡量电缆线芯的电容,揣测两头电容值之比,即可确定挫折点的隔断。

  用电容电桥衡量电缆断线挫折不易衡量正确,当断线并接地时,电容电桥较难均衡,更扩充衡量难度。是以,目前通常用脉冲反射法衡量断线挫折。

  脉冲反射法衡量电缆挫折,能较好地处置高阻和闪络性挫折的探测,况且不必过众地依赖电缆长度、截面等原始质料,于是取得渊博的行使。我邦早正在20世纪60年代初就分娩了行使脉冲反射法衡量电缆挫折的探测仪器。跟着电子手艺的火速兴盛,挫折探测器的功能日趋完备,最早操纵的是一次性驱动扫描示波器,目前已兴盛成数字显示探测仪。

  脉冲反射法衡量仪器均是依照线途电波的传输及反射道理打算的。的确做法是依照电缆挫折点电阻的上下,向挫折缆芯施加分别的脉冲电压。这个脉冲电压以电波的步地正在挫折点与电缆终端头之间往返反射。正在电缆的终端将电波记实下来,便可依照电波波形求得电波往返反射的时代,进而再依照电波正在电缆中宣扬的速率,揣测出挫折点到测试端的隔断。

  依照传输线外面,每条线途都有其必然的特色阻抗Zc,Zc只与线途的一次参数和传输频率相合,而与线途的是非无合。对付平均传输线来说,其特色阻抗Zc处处都是相当的。当线途终端所接负载等于特色阻抗Zc时,线途传输能量整体被负载汲取,电流或电压沿线途传送时无反射,此时负载所汲取的能量最大。当线途负载阻抗不等于Zc时,将使电流或电压波正在该点出现整体或一面反射。反射水平可用反射点上的反射电压(或电流)与入射电压(或电流)之比显示,称为反射系数P。反射系数P与线途的特色阻抗和该点的负载阻抗相合,电压反射系数Pu可用下式显示:Pu=U反U入=Zx-ZcZx+Zc(6-14)

  依照上述解析可知,不管电缆发作何种挫折,挫折点的负载阻抗与电缆特色阻抗不相当,就会出现反射。是以,脉冲反射法对付电缆的低阻接地、高阻接地、短途、断线和闪络性挫折均实用。挫折的性子可依照反射波形的图像加以判别。因为衰减等效用,反射波形通常不规整,一般以波的前沿为准。下面以DLG-1型电缆挫折测试仪为例,先容几种测试格式。

  对电缆的低阻接地、短途及断线挫折,低压脉冲法可很利便地测出挫折隔断。当线途输入一脉冲电波时,该脉冲波以速率v沿线途传输。当行进Lx隔断碰到挫折点后被反射折回输入端,其往返时代为T,此时下式创造:2Lx=vT(6-15)则挫折点隔断为:Lx=12vT(12-16)

  电波正在电缆线途中的传输速率v与电缆的一次参数相合,对每一种线途来说是一个固定值,可通过揣测或仪器实测取得。传输速率v的揣测公式为:v=1L0·C0

  很分明,因为L0和C0的数值与导体的构造和绝缘质料相合,是以对分别的电缆,不是一个常数。经衡量可知,对浸渍纸绝缘电缆,其值正在150~170m/μs之间,塑料绝缘电缆为170~200m/μs,橡胶绝缘电缆为220m/μs。为了确定准确的波速,正在测寻挫折之前,可先正在优越的电缆芯线上测定脉冲波来回全线所需的时代,然后依照电缆的现实长度求出波速。

  该测试仪将脉冲源的发射脉冲和线途挫折点的反射波以一显示器及时显示,显示器同时供应时代符号,通过期代符号和及时显示的脉冲波形,即可测得传输时代T,线途挫折点的隔断Lx可用式(6-16)求得。

  对付高阻性挫折,因正在低电压的脉冲效用下仍涌现很高的阻抗,使反射不昭着乃至无反射。此种境况下需加一逐步升高的直流电压于被测电缆的挫折相,至必然电压值后挫折点被击穿,变成闪络。闪络电弧对所加电压变成短途反射,反射回波正在输入端又被高阻源(参睹图6-12,图中电阻R1Zc)变成开途反射。如此的反射历程将正在输入端与挫折点之间无间下去,直至能量打发殆尽为止。

  测试道理接线.1μF。线。外面波形为陡直的矩形波,现实上因反射不齐全以及往返传输有相当大的损耗,以致波历程幅度逐步衰减,波形边沿也越来越调皮。

  若从衡量端到挫折点往返反射一次所资历的时代为T(T=t2-t1),则衡量端到挫折点的隔断Lx为:Lx=12vT此中T=t2-t1=t3-t2=t4-t3=..。

  当挫折点处变成贯穿性通道或挫折电阻不很高的境况下,有两种场地不行操纵直流闪络法。其一,跟着电压的逐步扩充,显露电流逐步增大,但挫折点并不闪络;第二,因为显露电流继续增大,试验配置的容量受到控制,或因为试验配置内阻很大,导致挫折点加不上电压,电压全降正在试验配置的内阻上。碰到上述两种境况时,必需采用膺惩闪络法。

  用膺惩闪络法测试,直流高压经球隙对电缆膺惩直至击穿,出现的闪络电弧变成短途反射。膺惩闪络法测试线途必需于球隙与缆芯间串接电感L,这是由于储能电容C的容量较大,对付传输来的高频脉冲电压波相当于短途元件,无法取出反射波形。为了取出挫折波形,必需串人电感L。L对脉冲电压波有反响。脉冲起初霎时电感中不行流过电流,相当于L开途,发作正反射。然后电流逐步扩充,过必然时代后,电感中电流可胜利通过,相当于L短途,变为负反射。若无电感L,则如前所述,取不出反射波形。是以,膺惩闪络法是正在衡量端运用电感反射电波,并通过电感(或电阻)使衡量仪获得挫折波形的。

  因为电波正在挫折点被短途反射,正在输入端又被L反射,正在其间将变成众次反射,而通盘线途又是由电容C和电感L构成一个由LC放电的全历程,是以,正在线途输入端所涌现的波历程是一个近于衰减的余弦弧线上叠加着急迅的脉冲众次反射波,如图6-15(a)所示,图(b)是扩展的脉冲反射波,图中⑽T为挫折点击穿的延迟时代。

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