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電纜故障精確定位之-聲磁同步接收法
時(shí)間: 2022-07-11 09:24
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在向故障電纜中加高壓脈沖信號使故障點(diǎn)放電時(shí)，故障點(diǎn)處會(huì )產(chǎn)生聲音信號，同時(shí)放電電流會(huì )在電纜周?chē)a(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)信號;通過(guò)感應線(xiàn)圈和振動(dòng)傳感器，用現代微電子技術(shù)可以把脈沖磁
通過(guò)分辨探測傳感器接收到的放電時(shí)產(chǎn)生的聲音信號和磁場(chǎng)信號的時(shí)間差來(lái)找到故障點(diǎn)的方法稱(chēng)為聲磁同步接收法，簡(jiǎn)稱(chēng)為聲磁同步法，這是為了對聲測法揚長(cháng)避短而研究出的新方法。
聲磁同步法定點(diǎn)的原理圖
1. 聲磁同步接收法應用范圍
同聲測法一樣，聲磁同步法可以測試除金屬性短路以外的所有加高壓脈沖信號后故障點(diǎn)能發(fā)出放電聲音的故障。所不同的是，用聲磁同步法定點(diǎn)時(shí)，除了接收放電的聲音信號外，還同步接收放電電流產(chǎn)生的脈沖磁場(chǎng)信號。
2.聲磁同步接收法測試原理
在向故障電纜中加高壓脈沖信號使故障點(diǎn)放電時(shí)，故障點(diǎn)處會(huì )產(chǎn)生聲音信號，同時(shí)放電電流會(huì )在電纜周?chē)a(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)信號;通過(guò)感應線(xiàn)圈和振動(dòng)傳感器，用現代微電子技術(shù)可以把脈沖磁場(chǎng)信號和聲音信號記錄下來(lái);如果在記錄磁場(chǎng)信號的同時(shí)觸發(fā)儀器接收外界聲音信號，由于磁場(chǎng)信號是電磁波，傳播速度極快，一般從故障點(diǎn)傳播到儀器探頭放置處所用的時(shí)間可忽略不計，而聲波的傳播速度則相對慢得多(傳播時(shí)間為毫秒級)，這樣同一個(gè)放電脈沖產(chǎn)生的聲音信號和磁場(chǎng)信號傳到探頭時(shí)就會(huì )有一個(gè)時(shí)間差，其值就能代表故障點(diǎn)距離的遠近，找到時(shí)間差最小的點(diǎn)，就是故障點(diǎn)的正上方，換句話(huà)說(shuō)，探頭所對應的下方就是故障點(diǎn)。
利用現代技術(shù)，可以同時(shí)把聲音信號波形和磁場(chǎng)信號波形在同一屏幕上顯示出來(lái)，圖2-1所示的就是聲磁同步法查找故障點(diǎn)的屏幕顯示。屏幕上半部分顯示磁場(chǎng)波形，下半部分顯 示聲音波形;通過(guò)磁場(chǎng)波形的正負查找電纜的路徑，使測試人員定點(diǎn)時(shí)不至于偏離電纜;由于在接收到脈沖磁場(chǎng)后和接收到放電聲音前的這段聲磁 時(shí)間差內，外界是相對安靜的，這段時(shí)間內的聲音波形近似為直線(xiàn)，直線(xiàn)的長(cháng)度就代表時(shí)間差的長(cháng)短。如圖2-3所示，放電聲音波形前面的(虛光標左邊的)直線(xiàn)部分代表的就是聲磁時(shí)間差，通過(guò)比較這段直線(xiàn)的長(cháng)短就可以查找到故障點(diǎn);這段直線(xiàn)最短時(shí)，探頭所在位置的正下方就是故障點(diǎn)。
圖2-1 聲磁同步法定點(diǎn)的液晶顯示
需要注意的是:由于周?chē)盥裎锊煌约奥裨O的松軟程度不同等原因，很難確切知道聲音在電纜周?chē)橘|(zhì)中的傳播速度，所以不太容易根據磁、聲信號的時(shí)間差，準確地知道故障點(diǎn)與探頭之間的距離。
3.聲磁同步接收法各種故障形式的接線(xiàn)方式
用聲磁同步法進(jìn)行故障定點(diǎn)的必要條件是:測試探頭必須接收到脈沖磁場(chǎng)信號和故障點(diǎn)放電的聲音信號。
由于用聲磁同步法進(jìn)行故障定位時(shí)，是通過(guò)先接收到的脈沖磁場(chǎng)信號觸發(fā)儀器后開(kāi)始接收記錄地下傳來(lái)的聲音信號的。所以對故障電纜進(jìn)行施加脈沖電壓使故障點(diǎn)放電時(shí)，故障電纜能否發(fā)出較強烈的、能被儀器接收到的脈沖磁場(chǎng)信號，是能否繼續進(jìn)行故障定點(diǎn)的前提。那么連接高壓信號發(fā)生器對故障電纜施加沖擊電壓時(shí)，在接線(xiàn)方式上一定想辦法使金屬護層參與到放電的兩者之間，護層兩端的接地線(xiàn)要接好，這樣在電纜的周?chē)湍苁盏奖容^強的脈沖磁場(chǎng)信號(在第一節已經(jīng)論述)。
(1)單相或多相接地故障這種故障占6kV及以上等級電纜主絕緣故障的95%以上。接地故障的沖擊高壓是加在故障相與電纜的金屬護層之間的，故障間隙放電產(chǎn)生的振動(dòng)，通過(guò)護層傳到了地面上，容易被接收下來(lái);多相接地時(shí)，雖然相間也有故障，也要把沖擊高壓加在故障相與金屬護層之間，不應加在兩相之間。
(2)相間故障6kV及以上等級的電纜幾乎不存在這種故障，低壓電纜中這種故障相對多一些，但大部分是發(fā)生在芯線(xiàn)和零線(xiàn)之間。相間故障時(shí)，沖擊高壓加到兩故相之間，故障間隙放電產(chǎn)生的振動(dòng)被電纜外絕緣層和金屬護層屏蔽，地面受到的地波較弱;有金屬護層的低壓電纜，運行時(shí)金屬護層兩端一般不接地，也不裸露出來(lái)，故障測試時(shí)要把金屬護層露出來(lái)，并同位于低電位的那一相(一般為零相)連接后再和工作地連接到一起，以保證電纜能產(chǎn)生較強烈的脈沖磁場(chǎng)信號。
(3)開(kāi)路故障開(kāi)路而不接地的故障極少發(fā)生。對這類(lèi)故障測試時(shí)，要在對端把故障相和電纜金屬護層連接并接到工作地上，使沖擊高壓加在故障相與電纜金屬護層之間，把故障當成閃絡(luò )性故障測試，因為電纜絕緣和護層阻隔了開(kāi)路處間隙放電的機械振動(dòng)，地面上接收到的地震波較弱，如果電纜開(kāi)路的同時(shí)又發(fā)生了接地現象，可參照（電纜故障檢測設備廠(chǎng)家談故障電纜的精確定位）來(lái)處理。
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