電纜故障查找儀技術

標簽： 電纜故障測試儀

　　電纜故障查找儀技術在電(dian)力行(xing)業和(he)一些(xie)使用電(dian)纜(lan)的行(xing)業，特別是在一些(xie)復雜(za)的電(dian)力系統(tong)中，要(yao)找(zhao)到(dao)地下電(dian)纜(lan)線路的故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)是十(shi)分困難(nan)的事(shi)。但(dan)是，在這方面功能多(duo)樣且操作簡便的設備不斷(duan)出現，不但(dan)可以降低探測(ce)(ce)故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)的電(dian)纜(lan)故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)的探測(ce)(ce)技術高額成(cheng)本，而(er)且可以減少艱苦查找(zhao)電(dian)纜(lan)故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)時不可避(bi)免的長時間停電(dian)，電(dian)纜(lan)故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)測(ce)(ce)試(shi)儀給排除故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)帶來了很多(duo)方便。

　　電纜故障測試儀在地(di)(di)(di)下(xia)直埋(mai)電(dian)纜和(he)地(di)(di)(di)下(xia)住宅(zhai)配電(dian)（URD）系(xi)統中探(tan)測(ce)故障是一(yi)件非(fei)常費時的(de)(de)(de)(de)事，并(bing)且會對用戶(hu)引起十分不(bu)便的(de)(de)(de)(de)停電(dian)，某些技(ji)(ji)術(shu)還可能(neng)會損壞電(dian)纜。而對一(yi)些技(ji)(ji)術(shu)要(yao)求高的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)備(bei)，其操(cao)(cao)作較為復(fu)雜(za)，只有受過嚴格(ge)培訓(xun)的(de)(de)(de)(de)操(cao)(cao)作人(ren)員(yuan)(yuan)才能(neng)使用，這(zhe)給這(zhe)類技(ji)(ji)術(shu)設(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)推廣應用帶來了(le)許多不(bu)便。因此，選(xuan)擇合(he)適(shi)的(de)(de)(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)，部(bu)(bu)分地(di)(di)(di)取(qu)決于(yu)故障探(tan)測(ce)器的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)人(ren)員(yuan)(yuan)了(le)解的(de)(de)(de)(de)電(dian)纜系(xi)統設(she)(she)計(ji)的(de)(de)(de)(de)知(zhi)(zhi)識，也部(bu)(bu)分地(di)(di)(di)取(qu)決于(yu)設(she)(she)備(bei)和(he)操(cao)(cao)作人(ren)員(yuan)(yuan)對這(zhe)方面的(de)(de)(de)(de)專(zhuan)(zhuan)業技(ji)(ji)術(shu)知(zhi)(zhi)識的(de)(de)(de)(de)了(le)解。有了(le)合(he)適(shi)的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)備(bei)和(he)在現(xian)場工作的(de)(de)(de)(de)專(zhuan)(zhuan)業技(ji)(ji)術(shu)，電(dian)纜故障測(ce)試(shi)儀是快(kuai)速有效地(di)(di)(di)探(tan)測(ce)故障的(de)(de)(de)(de)*步。

　　許多(duo)電(dian)力公司采(cai)用錘擊(ji)(ji)（脈沖(chong)(chong)）法。這種(zhong)技(ji)術(shu)在(zai)一個簡單(dan)的(de)(de)電(dian)纜(lan)系統中(zhong)探(tan)(tan)測高(gao)阻故(gu)障(zhang)是zui有效的(de)(de)。錘擊(ji)(ji)法包(bao)括采(cai)用一個脈沖(chong)(chong)或沖(chong)(chong)擊(ji)(ji)電(dian)壓(ya)來沖(chong)(chong)擊(ji)(ji)停電(dian)的(de)(de)電(dian)纜(lan)，當(dang)一個有效的(de)(de)高(gao)壓(ya)脈沖(chong)(chong)擊(ji)(ji)中(zhong)故(gu)障(zhang)區域時，故(gu)障(zhang)點就閃(shan)絡，并產生一個操(cao)作人(ren)員(yuan)可聽見(jian)的(de)(de)沿電(dian)纜(lan)表面傳(chuan)輸的(de)(de)錘擊(ji)(ji)聲(sheng)。但探(tan)(tan)測電(dian)纜(lan)故(gu)障(zhang)往往需要幾次錘擊(ji)(ji)，多(duo)次重復(fu)沖(chong)(chong)擊(ji)(ji)可能會損壞電(dian)纜(lan)。

　　不過據美國西雅圖(tu)市照明公(gong)司負責電氣(qi)安裝和維修的(de)管理人員(yuan)DennisMinier說，由于這種方法簡(jian)便易(yi)行，因此他們一直采(cai)用錘擊法來探測電纜故障。

　　時(shi)域(yu)反(fan)射(she)(she)測量法（TDR）是(shi)一(yi)(yi)種在電纜結構上(shang)通過(guo)(guo)改變所(suo)產生的(de)脈(mo)沖(chong)(chong)反(fan)射(she)(she)來顯示的(de)低壓電弧反(fan)射(she)(she)技(ji)術。電纜故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)測試儀這(zhe)種脈(mo)沖(chong)(chong)反(fan)射(she)(she)是(shi)記錄在TDR的(de)屏幕上(shang)，并且同特性(xing)(xing)圖(tu)(tu)形(xing)（在故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)前進行和(he)記錄的(de)特性(xing)(xing)圖(tu)(tu)形(xing)）相(xiang)比較(jiao)，或者與同一(yi)(yi)條(tiao)電纜線路上(shang)的(de)健(jian)全相(xiang)所(suo)作出的(de)特性(xing)(xing)圖(tu)(tu)形(xing)相(xiang)比較(jiao)。故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)點(dian)的(de)距離是(shi)由圖(tu)(tu)形(xing)散射(she)(she)點(dian)來確定的(de)。TDR法是(shi)探(tan)測低阻故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)zui有(you)效的(de)方法之一(yi)(yi)。問題是(shi)TDR的(de)圖(tu)(tu)形(xing)分(fen)析需要經(jing)培訓過(guo)(guo)的(de)和(he)有(you)經(jing)驗的(de)操作員來進行分(fen)析操作。

　　電纜故障測試儀高阻故障和復雜的系統，就要求設備具有更高的能量等級。高壓電弧反射的一些方法，例如數字式電弧反射法和差異電弧反射法，均要求特殊的設備和經嚴格培訓過的操作員操作。由于電弧反射法十分復雜，使得錘擊法仍然是 通用的應用技術。這種技術比較簡單，無需特殊的儀器，也不要求熟練的分析人員。

 　　而新儀器具(ju)有多功能性，用于錘擊(ji)法可(ke)以使(shi)電纜的潛在損壞減少到 小。

　　在(zai)電(dian)(dian)纜上(shang)使(shi)用脈沖的時間盡(jin)量短，且能提(ti)高故(gu)障(zhang)探(tan)測(ce)效率，是許多電(dian)(dian)力公司共同追求的目(mu)標。電(dian)(dian)纜故(gu)障(zhang)測(ce)試儀在(zai)地(di)下直埋電(dian)(dian)纜和(he)簡單的地(di)下住宅配電(dian)(dian)系(xi)統中，目(mu)前有兩種(zhong)裝置可以(yi)達到(dao)以(yi)上(shang)兩個目(mu)標。

　　一種裝置(zhi)(zhi)是由美(mei)國(guo)加州帕洛阿(a)爾托市的(de)(de)(de)美(mei)國(guo)電(dian)(dian)力研(yan)究協(xie)會(hui)開(kai)發(fa)的(de)(de)(de)，叫做(zuo)快速故(gu)(gu)(gu)障(zhang)探(tan)測器(qi)(qi)（FFF）。電(dian)(dian)纜(lan)故(gu)(gu)(gu)障(zhang)測試(shi)儀這種FFF可(ke)探(tan)測回路斷電(dian)(dian)之(zhi)前(qian)，當電(dian)(dian)纜(lan)*次燃弧(hu)時(shi)由故(gu)(gu)(gu)障(zhang)發(fa)射出的(de)(de)(de)波(bo)形(xing)，而(er)被(bei)捕獲(huo)的(de)(de)(de)波(bo)形(xing)，經處理(li)儲存在(zai)FFF監(jian)(jian)(jian)視(shi)器(qi)(qi)中，而(er)監(jian)(jian)(jian)視(shi)器(qi)(qi)是連(lian)接在(zai)URD系統中通常的(de)(de)(de)斷開(kai)點。這種裝置(zhi)(zhi)有兩(liang)個傳感器(qi)(qi)，以(yi)(yi)便監(jian)(jian)(jian)視(shi)一個回路兩(liang)半邊(bian)的(de)(de)(de)暫(zan)(zan)態故(gu)(gu)(gu)障(zhang)。當故(gu)(gu)(gu)障(zhang)發(fa)生(sheng)時(shi)，兩(liang)個暫(zan)(zan)態峰值(zhi)之(zhi)間的(de)(de)(de)時(shi)間間隔給出了到(dao)故(gu)(gu)(gu)障(zhang)點的(de)(de)(de)距離。FFF能自(zi)動地工(gong)(gong)作(zuo)，并且無需嚴格培(pei)訓(xun)的(de)(de)(de)操作(zuo)人員。電(dian)(dian)纜(lan)故(gu)(gu)(gu)障(zhang)測試(shi)儀這種廉價的(de)(de)(de)裝置(zhi)(zhi)，完全可(ke)以(yi)(yi)安裝在(zai)URD回路中，作(zuo)為*性的(de)(de)(de)監(jian)(jian)(jian)測儀器(qi)(qi)，以(yi)(yi)探(tan)查所發(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)故(gu)(gu)(gu)障(zhang)。或者說在(zai)故(gu)(gu)(gu)障(zhang)發(fa)生(sheng)之(zhi)后(hou)，該裝置(zhi)(zhi)可(ke)以(yi)(yi)作(zuo)為探(tan)測工(gong)(gong)具使用。由于該裝置(zhi)(zhi)在(zai)故(gu)(gu)(gu)障(zhang)之(zhi)后(hou)采用電(dian)(dian)纜(lan)額定值(zhi)或低于額定值(zhi)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓脈(mo)沖進行一次性的(de)(de)(de)沖擊，而(er)且放電(dian)(dian)只進行一次，因此對電(dian)(dian)纜(lan)損(sun)壞的(de)(de)(de)機會(hui)zui小。

　　每(mei)一(yi)單(dan)相(xiang)的(de)開(kai)式輻射(she)形(xing)或環(huan)形(xing)回路，僅需要一(yi)臺(tai)FFF，而3相(xiang)系統則每(mei)相(xiang)均需安裝一(yi)臺(tai)裝置，通過RS-232接口可把故(gu)障(zhang)位(wei)置信(xin)息發送到電力公(gong)司總部快(kuai)速響應的(de)遙控通信(xin)計算機中(zhong)心。

　　另一種裝置叫做*響應（FirstResponse）裝置，是一種電池供電的錘擊物高壓耦合器同一種單錘擊來組成隔離變壓器之間故障電纜段的電纜雷達系統，并能測量到故障點的距離。該裝置采用數字式電弧反射技術，探測時需要高能量的濾波器。電纜故障測試儀在復雜系統中的高阻故障，常產生干擾信號，這些信號通過一些接頭和星形連接的分接頭，干擾探測，因此需要更高的能量來快速而準確地查明故障。專用的送電線路和復雜的網絡系統，通常設有人孔和管道，而這些人孔和管道可能積聚大量的水，因而在城市和工業區里，這些復雜的網絡系統往往產生許多由水導致的電纜故障。由于水的特性象緣絕體，因此探測水故障是很困難的，也就是說要探測到閃絡的準確故障點是困難的。為了探測閃絡，其電壓能級或脈沖發生器的電容必須提高到能引起擊穿為止。電纜故障測試儀要查明紙絕緣的鉛包電纜（PILC）和擠壓絕緣電纜的水故障，使其引起閃絡的能級就需要高達5400J，這比�┨綔yURN故障所需能量高好幾倍。電纜故障查找儀這就相應地要求裝設濾波器(qi)以便(bian)有效地保護儀器(qi)和操作人員免受來(lai)自(zi)高壓的危險。

　　位(wei)于(yu)美國馬里(li)蘭州中部的(de)巴爾的(de)摩市煤(mei)氣和電力公司（BGE），正在應(ying)用一種由(you)AVO公司制造的(de)先(xian)進(jin)的(de)故障/電纜(lan)分(fen)析系統--BiddleDART-6000，�┇@得了十(shi)分(fen)顯著��的(de)成(cheng)效(xiao)。該裝置可(ke)應(ying)用于(yu)許多種類(lei)型電纜(lan)中，能十(shi)分(fen)有(you)效(xiao)地提高故障探測效(xiao)率，并可(ke)使沖(chong)擊時(shi)間zui短。

　　BGE公司自1963年以來，電纜故障查找儀已應用了雷達技術。對直線電纜的低阻故障、斷線故障及短路故障和許多干紙/鉛包電纜故障，采用TDR法均能清楚地探明故障點。但是，TDR法有某些固有的限制，并且不能始終作為單獨的儀器和方法來探測擠壓絕緣電纜的高阻故障，及紙絕緣鉛包電纜的高阻水故障。另外，電纜故障測試儀在探測多種星形連(lian)接(jie)的(de)饋(kui)電(dian)(dian)線和充油(you)輸電(dian)(dian)電(dian)(dian)纜的(de)一些(xie)故(gu)障時，TDR的(de)操作員(yuan)也面臨著一些(xie)難以判斷的(de)問題。

　　早(zao)期的(de)電弧反射(she)技術，由于對(dui)電離故障(zhang)僅要(yao)(yao)(yao)求低能脈(mo)沖，因此反射(she)技術似(si)乎(hu)符(fu)合探測URD系(xi)統(tong)的(de)高(gao)阻擠壓電纜(lan)故障(zhang)的(de)要(yao)(yao)(yao)求。但是，當故障(zhang)特性表明需要(yao)(yao)(yao)更高(gao)能級(ji)來擊穿故障(zhang)時，就(jiu)必須(xu)有一種(zhong)更大和更好的(de)濾波(bo)器，以保護儀(yi)器和操作(zuo)員(yuan)免遭高(gao)壓的(de)危險。

　　BiddleDART-6000采用計算機分析數據，用雷達探測，可適用常規的TDR法、電弧反射法、沖擊法（電流沖擊）和衰減法（電壓沖擊）等探測方法。差異電弧反射技術是由AVO公司的科學家JPSteiner提出的，用來幫助操作員作出判斷。DART技術通過沖擊前和沖擊時，凍結TDR的一些軌跡（圖形）來提高標準的電弧反射法的探測能力。這一技術排除了那些無關的和干擾的反射，僅留下由故障引起的TDR反射。電纜故障查找儀這種探(tan)(tan)測(ce)方(fang)法(fa)可(ke)應用于探(tan)(tan)測(ce)復(fu)雜系(xi)統，并且簡(jian)化(hua)了TDR的信號判斷過程。 

　　DART-6000系統配(pei)有大功(gong)率濾波器，可承受3000000J/h的(de)(de)沖(chong)(chong)擊，完(wan)全能與大型脈沖(chong)(chong)發生(sheng)(sheng)器相匹(pi)配(pei)。該設備(bei)允(yun)許把高達(da)1000A的(de)(de)電流輸(shu)送到故(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)點。Biddle濾波器對BGE公司所用脈沖(chong)(chong)發生(sheng)(sheng)器（錘擊器）無(wu)特殊限(xian)制。因此該電纜(lan)故(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)測試儀設備(bei)為使用者提供了在探測各種(zhong)(zhong)電纜(lan)故(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)狀態(tai)時，僅需一臺(tai)設備(bei)就能完(wan)成多種(zhong)(zhong)工作的(de)(de)可能性。

　　自DART-6000投入市場以來，逐漸顯出它的優越性能。在探測地埋擠壓絕緣電纜故障時，電纜故障查找儀其(qi)成功率(lv)高達99.5%。在探(tan)(tan)測其(qi)他電纜系統(tong)的(de)(de)故(gu)(gu)障(zhang)時，例(li)如電網饋電線、配電饋電線、PILC故(gu)(gu)障(zhang)和某些(xie)水故(gu)(gu)障(zhang)方面，其(qi)探(tan)(tan)測成功率(lv)也達70%以(yi)上。目前，DART-6000與BGE公司制造的(de)(de)20kV/30-Mfd、40kV/12-Mfd及25kV/12-Mfd的(de)(de)錘擊(ji)器（脈沖(chong)發(fa)生器）相(xiang)結合(he)的(de)(de)探(tan)(tan)測設備，相(xiang)繼投入了(le)市(shi)場(chang)，獲得了(le)較高的(de)(de)市(shi)場(chang)占有率(lv)。