吳 瑀 莊紅軍 李 睿 趙 煒
(貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司畢節(jié)供電局,畢節(jié) 551700)
這年來,隨著社會科技的發(fā)展,對電纜的需求也越來越大,因此,增加了線路通道力面的壓力。為減輕這一壓力,地理電纜的傳輸方式被廣泛使用,雖然暫時(shí)解決了問題,但新的問題又隨之而來,出現(xiàn)電纜短路、斷路、高陽泄露等故障,給人們的用電和通訊帶來了很大困擾。電阻電橋法、電容電橋法、高壓電橋法這些傳統(tǒng)檢測已經(jīng)完全不適用了,也相應(yīng)被市場淘汰。既然過去的不適用了,就會有新的檢測方法,信息技術(shù)發(fā)展越來越快,社會趨于社會網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和智能化。新的智能電纜故障測試儀的使用,不僅可以減小測試誤差,還能不斷提高測試效率,安全問題也得到了相應(yīng)解決。
智能電纜故障探測儀是一套多種儀器合成的設(shè)備,由閃側(cè)儀、路徑儀、定點(diǎn)儀組成,功能比較齊全。既能收集電纜消息、AD轉(zhuǎn)換,還能顯示電纜故障問題。其中,路徑儀和定點(diǎn)儀發(fā)揮著主要作用,能迅速找到電纜的故障位置,定位準(zhǔn)確,提高了解決電纜問題的效率。不僅如此,它還適用于各種不同的電纜,使用廣泛,更能被市場接受。
此方法主要用于測量電纜的短路現(xiàn)象和開路故障,具備一定的優(yōu)勢,簡潔、快速和安全。這種方法還能測量出電纜中電波的傳播速度和電纜總長度,是區(qū)別電纜中間接頭、T型接頭、終端位置的正確方法。
但它也有一定的局限性,對電纜長度不同的測量需要用不同的脈寬,不能準(zhǔn)確測出故障點(diǎn)的精確位置。為解決這個(gè)問題,可以將脈沖寬度分為幾個(gè)不同的檔位,同時(shí)使用加長電纜測試,然后在最后的結(jié)果中直接減去所加長度。
此方法的優(yōu)勢是準(zhǔn)確度高、波形好,主要用于測試閃絡(luò)性故障,即故障點(diǎn)處沒有出現(xiàn)電阻現(xiàn)象或電阻值飆升,但此時(shí)的電壓值很高,會出現(xiàn)所謂的閃絡(luò)現(xiàn)象。
在測試時(shí),特別要注意不斷測試逐漸升高的不同電壓。當(dāng)電壓上升到一定值時(shí),故障點(diǎn)就會出現(xiàn)閃絡(luò),儀器就開始形成波形。不同的取樣方式,最后顯示的波形也不同。電壓取樣測試顯示的是方波,而電流取樣測試顯示的是矩形波。最后測試出來的故障點(diǎn)距離可以用一個(gè)公式來計(jì)算:L=VT,其中,T為電波來回一次所需時(shí)間,V為電纜的傳播速度。如果是其他類型的電纜,不能使用上面的答案,需要重新計(jì)算。
由于直流閃絡(luò)法的適用范圍有限,所以,當(dāng)故障點(diǎn)的電阻值都很小,增大電壓時(shí),整流器輸出的電流有較大的壓降,使得故障點(diǎn)的電壓升不上去,故障點(diǎn)就不會形成閃絡(luò)過程,也就不能再使用直流閃絡(luò)法了,這時(shí)可以選擇沖擊高壓閃絡(luò)法,取樣的方法有兩種,電感沖閃法和電阻沖閃法。
采用電感沖閃法測試時(shí),先接通電源整流器對電容器充電,當(dāng)電壓增加到一定數(shù)值時(shí),球的間隙就會被擊穿,電容器的電壓就會傳送到電纜的測量端。當(dāng)電壓到達(dá)最大值時(shí),故障點(diǎn)就會放電,這時(shí)要使故障點(diǎn)保持放電,才能保證有足夠高的電壓,還穩(wěn)定保持一段時(shí)間。如果要算出故障點(diǎn)與測試端的距離,就要測出第一個(gè)拐點(diǎn)到下一個(gè)拐點(diǎn)運(yùn)動所需時(shí)間。在這個(gè)過程中,需要用閃側(cè)儀來看電壓波形變化。此外,為確保產(chǎn)生的反射波不被測試端的大電容短路,要在電纜和球間隙中間連接一串電感線圈,組合成電感微分電路。
電阻沖閃法。此方法所形成的波形是方正的,測試過程變化也很明顯,易于觀察記錄,其測試結(jié)果也很準(zhǔn)確,比電感沖閃法好,與直流高壓沖閃法是一樣的方法。這種方法更吸引人,可以消除電感沖閃無法避免的余弦大振蕩。這種方法有很大優(yōu)勢,唯一的不足是適應(yīng)性不強(qiáng),在不同的環(huán)境中不能都用此方法來測試。
如果是電纜的高阻泄露問題和高阻閃絡(luò)性故障可以用此方法。其安全性高,只要注意基本操作就不會出現(xiàn)安全事故。安全性高主要是由于測試設(shè)備與高壓回路之前沒有電流經(jīng)過,電阻分壓器也不會出現(xiàn)較大阻值,或者儀器在沖閃過程中出現(xiàn)瞬間過壓的現(xiàn)象。這種方法的原理是通過電流傳感器來記錄電纜故障點(diǎn)擊穿時(shí)放電那一瞬間傳輸過程,并根據(jù)故障點(diǎn)放電脈沖在測試端和故障點(diǎn)間的來回反射時(shí)間計(jì)算距離。
由于受周圍因素的影響,如周圍的噪聲、電纜的種類及電纜的拐點(diǎn)等,所以在這個(gè)過程中需要借助路徑儀和故障定位儀來找到故障點(diǎn)。例如,聲磁同步定點(diǎn)法,利用定位儀給故障電纜加壓,再測量故障點(diǎn)附近的放電聲,此時(shí),故障點(diǎn)會產(chǎn)生高壓放電現(xiàn)象,還會產(chǎn)生高頻率電磁波,并以接近光的速度傳播。這種測試方法的優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用信號來處理,以數(shù)字形式直接顯示距離。利用聲電同步接收顯示技術(shù),有效避免了周圍環(huán)境噪音的影響,且更方便處理復(fù)雜的波形,具有高效性和快速性。
第一,在進(jìn)行高壓測試時(shí),操作人員要遵守操作規(guī)章制度,熟悉在測試過程中可能出現(xiàn)的問題和狀況,做好相應(yīng)的安全保護(hù)措施,防止高壓電擊傷害。第二,在做直流高壓或沖擊高壓試驗(yàn)時(shí),要準(zhǔn)備良好的接地線,過程中的所有連接都不能忽視,準(zhǔn)備三孔電源插座來連接閃測儀器,還要保證它的接地性,防止儀器出現(xiàn)問題。第三,高壓閃絡(luò)測試時(shí),所有高壓設(shè)備都要用不同的電源,避免供電不足影響測試順利進(jìn)行。第四,放電是每個(gè)測試結(jié)束后必不可少的一部分,因?yàn)樵跍y試過程中,電容器和電纜都存在大量的電。不止要放電,還要把電放完。
智能電纜測試儀使用的是計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字化信息處理技術(shù),所以,它的測試結(jié)果誤差小,具有精確度高、測試效率高、安全性高和操作簡單的特點(diǎn)。但因?yàn)殡娎|類型不同,絕緣方式差異,電壓等級不同,還有測試環(huán)境的變化,所以需要靈活運(yùn)用以上測試方法克服這些問題。如果是低阻的電纜或開路的故障,可以選擇低壓脈沖法,但不能有效找到故障點(diǎn)的位置;如果是測試閃絡(luò)性故障就可以用直流高壓閃絡(luò)法;沖擊高壓閃絡(luò)法適用于電阻小的,沒有形成閃絡(luò)的情況,但這種方法也有局限性,安全性不高;如果對安全性要求較高,就可以選擇高壓脈沖法,電纜高阻泄漏故障和高阻閃絡(luò)性故障的探測也都可以使用這個(gè)方法。當(dāng)然,無論選擇哪種方法,都需要路徑儀和定位儀來幫助我們快速找到故障點(diǎn)。