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技術(shù)文章

電纜探傷儀電力電纜故障測試中的應(yīng)用
電纜探傷儀電力電纜故障測試中的應(yīng)用
討論了電纜探傷儀的測試原理和電纜故障類型。并就具體實例介紹了電力電纜故障的測試技術(shù)。探傷儀 電力電纜 故障測試 平衡電纜故障測試儀
引言 電力傳輸是電力供應(yīng)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，而近幾年來，由于基礎(chǔ)建設(shè)的加快和**供電的需要，地埋電力電纜越來越多地在廣大城鄉(xiāng)和工礦企業(yè)電力設(shè)施中得到廣泛應(yīng)用。但由于電纜埋入地下，且線路較長，所以當(dāng)電纜發(fā)生故障而影響正常供電時會給故障點的查找?guī)硪欢ǖ睦щy。若無測試設(shè)備，單靠人工查找電纜故障點，則不僅浪費人力、物力，而且會造成難以估量的停電損失。因而，電力電纜的故障測試成為多年來困擾供電部門正常供電的重要問題之一。近幾年，電力電纜故障的測試技術(shù)有了較大發(fā)展，出現(xiàn)了故障測距的脈沖電流法，路徑探測的脈沖磁場法及利用聲音與磁場信號差進行故障定點的聲磁同步法。本文采用電橋法，就電纜探傷儀的測試原理，并結(jié)合實例進行分析。 電力電纜的性質(zhì)、發(fā)生故障的原因及故障分類 （ 1 ）電力電纜的性質(zhì)。電纜絕緣芯線之間、絕緣芯線與護套或屏蔽層
之間都是相互絕緣的。 （ 2 ）電力電纜發(fā)生故障的原因。 ① 機械損傷，電纜直接受外力損傷，如振動、熱漲冷縮等引起鉛護套損壞等； ② 絕緣受潮，因終端頭或連接盒施工不當(dāng)使水分侵入； ③ 絕緣老化； ④ 護層腐蝕； ⑤ 過壓、雷擊或其他過壓使電纜擊穿； ⑥ 過熱，過載或散熱**，使電纜絕緣擊穿； ⑦ 材料本身缺陷。 (3) 電力電纜故障分類 ( 根據(jù)故障電阻與擊穿間隙情況分 ) 。 ① 開路故障； ② 高阻故障； ③ 低阻故障； ④ 閃絡(luò)故障。 2 QFl—A 電纜探傷儀的測試原理 2．1電橋法的基本原理 當(dāng)電橋接通電源之后，調(diào)節(jié)橋臂電阻．使 b 、 d2 個頂點的電位相等，即檢流計 (G) 兩端的電壓為 0 ，則通過檢流計 (G) 的電流 I g = 0 ，這時電橋平衡。由圖 1 可以得到如下關(guān)系： U ad = U ab , 即 I a R 1 = I b R 3 , （ 1 ） U bc = U dc , 即 I c R 2 = I d R 4 , （ 2 ）
由于 I g = 0 ，根據(jù)基爾霍夫定律，可得 I a = I c , I b = I d , 代入式 (1) 、 (2) ，并將兩式相除，可得： R 1 /R 2 = R 3 /R 4 ，即 R 1 ?R 4 = R 2 ?R 3 因此，在由 4 個電阻組成的橋式電路處于平衡狀態(tài)時，相對兩個電阻的乘積相等，若其中任何 3 個電阻為已知值，則可求得第 4 個電阻值。 2．2電纜芯線對地(或相間)電容的測量（測量范圍見表1） 表 1 QF1-A 電纜探傷儀可測量電容范圍
范 圍 *小分辨率（ % ） 測量誤差 備 注 0 ～ 1000pF 3 10%±10 pF （ 1 ）需扣除零電容（寄于橋路測量原理結(jié)構(gòu)，對象所造成零電容較大）； （ 2 ）橋體兩端開路時， 零電容小于 250 pF 。 0 ～ 10000pF 0.5 1.5% 0 ～ 0.1F 0.5 1.5% 0 ～ 1F 0.5 1.5% 0 ～ 10F 3 10%
接上 220V 電源，插入耳機，開啟電源即可聽到 1000Hz 的音頻信號，反復(fù)調(diào)節(jié) R k 、 R H1 ，直至耳機中無聲音為止，此時電橋平衡，則有： C X 為 = C X ·(R k / R b ) 2. 3 電纜芯線開路故障點測量（測量誤差見表 2 ） 表 2 開路故障時，不同電纜芯線對地（或相間）電容及 QF1-A 電纜探傷儀 對測量結(jié)果產(chǎn)生的誤差
電纜芯線對地（或相間）電容 測量誤差 備 注 1000 ～ 10000pF 2%±1 （ 1 ）斷線處不可對地短 路； （ 2 ）電纜為同種規(guī)格。 10000 pF ～ 0.1F 2%±1 0.1 ～ 1F 2%±1 1 ～ 10F 2%±1 同種規(guī)格電纜芯線對地電容與長度成正比， QFl-A 電纜探傷儀采用交流差動電橋法測量兩相電纜對地電容比值，從而確定故障點。 R k 是由 1 個十進制電阻盤和 1 個滑線電阻器組成的可變電阻； A 是故障電纜開路相的一端； B 是故障電纜完好相的一端。
當(dāng)電橋平衡時， R k ∶ （ 1―R k ） = C x / (C L + C y ) = L x ∶(2L―L x ), 所以 L x = R k ·2L 已知 。 2.4 電纜芯線接地故障點測量（測量誤差見表 3 ） 表 3 QF1-A 電纜探傷儀對電纜芯線地租故障時的測量誤差及范圍
電纜芯線回路電阻 故障芯線對地故障 R E （可測范圍） / kΩ 測量誤差 /m 備 注 1Ω ～ 10 kΩ ≤100 1%±1 （ 1 ） R E 為 600V 情況下 測量； （ 2 ）電纜為同種規(guī)格。 0.1 ～ 1Ω ≤10 1%±1
同種規(guī)格的電纜芯線的電阻與長度成正比 ( 電纜電阻值見表 4) ，利用電橋法原理測出故障點兩邊電纜芯線電阻之比，也就測出了長度之比，從而確定故障點。 表 4 聚氯乙烯絕緣電纜（ PVC 塑力纜）的參考電阻值 截面 /mm 2 分類 3×25 +1×10 3×35 +1×10 3×50 +1×16 3×70 +1×35 3×95 +1×35 3×120 +1×35 3×150 +1×50 3×185 +1×50
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