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三、 低壓脈沖法測試電纜故障使用比較測量法

   熟悉我們電纜故障測試儀培訓教程的用戶(hù)應該知道，我們對閃測儀的操作流程是這樣描述的：做好故障電纜有關(guān)現場(chǎng)工作后，按電纜故障測試儀現場(chǎng)測試報告（樣表）所列據的步驟進(jìn)行，先對故障電纜，用低壓脈沖法進(jìn)行全長(cháng)測試，例如，對三相帶凱裝電纜，分別進(jìn)行0A/0B/0C/AB/AC/BC間的全長(cháng)測試，測試6次，正常情況下，六次測試的波形及結果一致。要是有低阻故障、斷相故障，六次測試波形及結果會(huì )不一樣。

   為什么一定要測試6次？6次測試的結果進(jìn)行比較分析 ，我們可以提前了解電纜大概情況，發(fā)現低阻斷線(xiàn)故障，發(fā)現接頭點(diǎn)，為下面的測試提供有價(jià)值的參考數據。

   實(shí)際測試的電纜結構，可能比較復雜，比如存在分支點(diǎn)，脈沖反射波形不容易理解。如圖1.a所示，一中間帶接頭的電纜發(fā)生單相接地故障，首先在良好的芯線(xiàn)上測得一波形，如圖1.b所示，然后在故障芯線(xiàn)上測量波形如圖1.c所示，把二者進(jìn)行比較，在波形上F處二波形明顯出現差異，這是由于故障

點(diǎn)反射脈沖所造成的，如圖1.d所示，該點(diǎn)所代表的距離即是故障點(diǎn)位置。

 

                圖1   低壓脈沖比較法測量單相對地故障

    現代單片機低壓脈沖反射法儀器具有波形記憶功能，即以數字的形式把波形保存起來(lái)，同時(shí)，可以把最新測量波形與記憶波形同時(shí)顯示。利用這一特點(diǎn)，操作人員可以通過(guò)比較電纜良好線(xiàn)芯與故障線(xiàn)芯脈沖反射波形的差異處，來(lái)尋找故障點(diǎn)，避免了理解復雜的脈沖反射波形的困難，故障點(diǎn)容易識別，靈敏度高。

    實(shí)際現場(chǎng)測試過(guò)程中，電力電纜三相均有故障的可能性很小，絕大部分情況下有性能良好的線(xiàn)芯存在，可方便地利用波形比較法，測量故障點(diǎn)。

    利用波形比較法，可精確地測定電纜長(cháng)度或校正電磁波在電纜中傳輸速度。由于脈沖在傳播過(guò)程中存在損耗，電纜終端的反射脈沖傳回到測量點(diǎn)后，波形上升沿比較圓滑，不好精確地標定出反射脈沖到達時(shí)間，特別當電纜距離較長(cháng)時(shí)，這一現象更突出。而把端點(diǎn)開(kāi)路與短路的波形同時(shí)

顯示時(shí)，二者的分叉點(diǎn)比較明顯，容易識別，如圖2所示。

            圖2  電纜終端開(kāi)路與短路脈沖反射波形比較

   四、閃測儀內部阻抗平衡技術(shù)
 

   1.為什么使用內部阻抗平衡技術(shù)?

   脈沖反射儀器發(fā)送的脈沖有一定的寬度，由于儀器的輸出阻抗與電纜波阻抗不匹配，電纜上得到的或者是儀器接收電路感受到的發(fā)送脈沖拖了一個(gè)尾巴，故障點(diǎn)反射脈沖與發(fā)射脈沖重疊，會(huì )造成顯著(zhù)的測量盲區；儀器同時(shí)接收并在顯示器上顯示發(fā)送脈沖與反射脈沖，當故障點(diǎn)距離較遠時(shí)，發(fā)送脈沖的幅值遠大于故障點(diǎn)反射脈沖，如通過(guò)提高放大器增益，來(lái)達到提高故障點(diǎn)反射脈沖幅值的目的，將造成信號放大電路的飽和，出現所謂的“阻塞”現象。

    使用內部阻抗平衡技術(shù)的目的，在于壓縮甚至消除掉儀器接收（并顯示）的發(fā)送脈沖，從而減少或消除掉測量盲區，并且可以較大限度地增加放大電路增益，提高故障點(diǎn)反射脈沖的幅值，而不會(huì )使放大電路“阻塞”造

成脈沖反射波形失真。

    2. 內部阻抗平衡技術(shù)

    如圖3所示，儀器同時(shí)向被測電纜與內部平衡網(wǎng)絡(luò )發(fā)射脈沖，而儀器接收到的信號是被測電纜與內部平衡網(wǎng)絡(luò )上信號的差值，調節內部平衡網(wǎng)絡(luò )參數，使其與電纜的波阻抗一致，則發(fā)送脈沖在電纜與內部平衡網(wǎng)絡(luò )上產(chǎn)生的信號相同，儀器接收到的信號為零，而當反射脈沖到來(lái)時(shí)，內部平衡網(wǎng)絡(luò )上無(wú)信號出現，反射脈沖全部送到儀器接收電路上去。有無(wú)內部平衡作用的儀器測量波形如圖4所示。

                 圖3   內部平衡網(wǎng)絡(luò )的作用

              圖4   有無(wú)內部平衡網(wǎng)絡(luò )的脈沖反射波形比較

    圖4.b中的使用內部平衡網(wǎng)絡(luò )的脈沖反射波形，是從波形上消除了發(fā)送脈沖后，提高儀器增益測得的。而從圖4.a看出，當發(fā)送脈沖在波形上同時(shí)出現時(shí)，因發(fā)送脈沖幅值遠大于故障點(diǎn)反射脈沖，如提高儀器放大增益，來(lái)達到提高故障點(diǎn)反射脈沖幅值的目的，將導致儀器輸入信號過(guò)大，造成信號放大電路飽和，出現所謂的“阻塞”現象，波形如圖4.c所示。

    為了簡(jiǎn)化操作，實(shí)際的低壓脈沖反射儀器往往采用固定的平衡網(wǎng)絡(luò )，而不是由操作人員調節。

    儀器采用內部平衡技術(shù)壓縮顯示波形的發(fā)送脈沖后，利用波形比較法，可很方便地測出電纜出頭故障。

    首先測得一完好電纜芯線(xiàn)的脈沖反射波形，儲存起來(lái)，然后再測量故障芯線(xiàn)，把先后兩次測量波形比較，在波形起始處，二者有明顯的差別，說(shuō)明是電纜出頭故障。

    五、低壓脈沖波形分析方法

    低壓脈沖測試，原理上面講的已經(jīng)很清楚，可能理論性過(guò)強，讀者不容易理解。其實(shí)，簡(jiǎn)單來(lái)講，脈沖法就2種測試波形，多么復雜的測試波形，都是2種測試波形的變異而來(lái)，看的多了，自然就理解了。下面是我們智能型閃測儀說(shuō)明書(shū)給出的脈沖法波形分析要點(diǎn)：

   1、低壓脈沖法測低阻短路故障波形

   脈沖法測低阻短路故障，或者將無(wú)故障相非測試端與鎧裝短接、或者將兩根無(wú)故障相終端短接，用低壓脈沖法測全長(cháng)、測速度時(shí)，測試波形如圖5所示：

　  波形特點(diǎn)：發(fā)射脈沖為正脈沖波形，一次反射為負脈沖波形，二次反射為正脈沖波形，三次反射又為負脈沖波形，以次類(lèi)推。

 

定光標方法：發(fā)射脈沖上升沿與基線(xiàn)交點(diǎn)（波形拐點(diǎn)處）定為起點(diǎn)，一次反射脈沖下降沿與基線(xiàn)交點(diǎn)（波形拐點(diǎn)處）定為終點(diǎn)。

 

需要說(shuō)明的是：當故障距離或電纜長(cháng)度較短時(shí)，反射脈沖可能與基線(xiàn)沒(méi)有交點(diǎn)，這時(shí)，光標起點(diǎn)、光標終點(diǎn)就以波形上升或者波形下降的拐點(diǎn)來(lái)確定。

   2、低壓脈沖法測試開(kāi)路故障（測全長(cháng)、測速度）波形

 

 低壓脈沖法測開(kāi)路斷線(xiàn)故障，或者用電纜好相測全長(cháng)、測速度（相線(xiàn)開(kāi)路）時(shí)，測試波形如圖6所示。

 

 圖6  　低壓脈沖測全長(cháng)波形

 

　   波形特點(diǎn)：發(fā)射脈沖與一次反射，二次反射等各反射波形都為正脈沖波形。

    定光標方法：光標起點(diǎn)定在發(fā)射脈沖上升沿與基線(xiàn)交點(diǎn)處（波形拐點(diǎn)處），光標終點(diǎn)定在一次反射脈沖上升沿與基線(xiàn)交點(diǎn)處（波形拐點(diǎn)處）。

電力電纜故障探測培訓教程－低壓脈沖法（2）

電纜故障探測教程

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