簡(jiǎn)單介紹_我國電纜專(zhuān)用測力計的歷史

 

 

 

 

 

　　(1)、脈沖反射法：到了上世紀七八十年代，電纜故障測試普遍采用了閃測法測試，原理為脈沖反射法(也叫雷達法)。所用的儀器以電子管、晶體管電路為主，體積龐大。采用的顯示器先后有示波管型閃測力、存貯示波管型閃測力等等。到了上世紀九十年代以后，隨著(zhù)計算機技術(shù)的普遍應用，智能型電纜故障閃絡(luò )測力計(閃測力)開(kāi)始投入使用，采用的測試原理依舊是脈沖反射法。采用的閃測力從顯像管顯示到液晶顯示，普遍應用單片機電路進(jìn)行控制，使電纜故障的粗測工作進(jìn)入到一個(gè)新境界。

 

　　(2)、電橋法：自從有了地埋電纜以后，電纜故障的檢測工作就成了必須解決的問(wèn)題。最初的電纜故障粗測工作，是用電橋平衡測試原理進(jìn)行的，當時(shí)曾用過(guò)電阻電橋、電容電橋、低壓電橋、高壓電橋等。用電橋原理測試電纜故障距離，曾是上世紀六七十年代普遍采用的方法。到了2000年以后，使用電橋法測試原理的儀器還繼續使用并且有所發(fā)展，使用計算機技術(shù)后，現在也出現了具有更高智能化的電橋測力計(如高壓數字電橋)。應用脈沖反射法(也有叫沖閃法)的智能型閃測力，是目前應用范圍最廣，市場(chǎng)保有量最大的電纜故障粗測力器。例如北京供電系統，由于地埋電纜使用時(shí)間長(cháng)，電纜鋪設量大，應用電纜故障測力計的歷史也較長(cháng)，從1993年后10年間，購買(mǎi)的單片機控制的、DTC系列探測力的早期產(chǎn)品、TC系列大屏幕液晶顯示的電纜故障測力計有50余套，幾乎每個(gè)供電部門(mén)都使用。并且在有些供電部門(mén)，把該類(lèi)電纜故障測力計的使用，作為電纜測試工種高級工考試必須掌握的技能，筆者曾多次對北京供電系統進(jìn)行過(guò)脈沖反射法電纜故障測力計的技術(shù)培訓。由于該類(lèi)儀器應用時(shí)間長(cháng)，對該類(lèi)型的閃測力的使用知識和使用經(jīng)驗的培訓資料及專(zhuān)著(zhù)種類(lèi)較多，有利于用戶(hù)及時(shí)掌握儀器的使用技巧。

　　脈沖反射法閃測力的測試原理為：

　　測量電纜故障時(shí)，電纜可視為一條均勻分布的傳輸線(xiàn)，根據傳輸線(xiàn)(長(cháng)線(xiàn))理論，在電纜一端加脈沖電壓，則此脈沖按一定的速度(決定于電纜介質(zhì)的介電常數和導磁系數)沿線(xiàn)傳輸，當脈沖遇到故障點(diǎn)(或阻抗不均勻點(diǎn))就會(huì )發(fā)生反射，用閃測力記錄下發(fā)送脈沖和反射脈沖之間的傳輸時(shí)間△T，則可按已知的傳輸速度V來(lái)計算出故障點(diǎn)的距離Lx，Lx=V·△T/2

　　測全長(cháng)則可利用終端反射脈沖：L=V·T/2

　　同樣已知電纜全長(cháng)，可測出脈沖傳輸速度：V=2L/T

　　脈沖法測試分為低壓脈沖法和高壓脈沖法，二者測試原理是一樣的，只是產(chǎn)生脈沖的方式不一樣，智能型測力計的故障距離計算是儀器自動(dòng)完成的。

　　(3)、二次脈沖法：二次脈沖法其基本原理還是脈沖反射法，是近幾年發(fā)展中的一種比較前沿的新的電纜故障粗測方法。其技術(shù)特點(diǎn)是：高阻故障呈現低壓脈沖短路故障波形特征，容易判讀。換句話(huà)講，就是在用高壓脈沖擊穿高阻故障的瞬間，給故障電纜發(fā)射低壓脈沖信號，用低壓脈沖短路故障波形測試電纜高阻故障。與傳統的測試方法相比,二次脈沖法的先進(jìn)之處，是將沖擊高壓閃絡(luò )法中的復雜波形簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的低壓脈沖短路故障波形。

 

　　二次脈沖法的關(guān)鍵是要給閃測力加一個(gè)高頻高壓數據處理器。從測試原理講，二次脈沖法的測試原理有其先進(jìn)性，但是其測力計器相對復雜，儀器使用也較普通的閃測力復雜。

 

　　3、電纜故障精確定點(diǎn)方法概述：

　　(1)、聲測法：采用聲測法定點(diǎn)，是從過(guò)去到現在普遍采用電纜故障定點(diǎn)的方法。而且是最為行之有效的方法。只不過(guò)采用的儀器從過(guò)去簡(jiǎn)單的聲電放大器，發(fā)展到了現在普遍使用的聲磁同步定點(diǎn)儀。聲測法定點(diǎn)對高壓電纜、低壓電纜、直埋電纜、電纜溝電纜等等均適用。

 

　　聲測法定點(diǎn)，是由高壓脈沖發(fā)生器對故障電纜放電，故障點(diǎn)產(chǎn)生電弧，并產(chǎn)生放電聲音，在電纜直埋情況下，產(chǎn)生地震波，定點(diǎn)儀的聲測探頭(聲音傳感器)揀拾地震波信號并放大后通過(guò)耳機或表頭輸出。通過(guò)大量的現場(chǎng)試驗，地震波從電纜故障點(diǎn)傳到地面后，在2米的半徑以外很快衰減為很小，所以，用聲測法定點(diǎn)，我們用定點(diǎn)儀監聽(tīng)地震波時(shí)，一般是4m距離監聽(tīng)一次。當監聽(tīng)到地震波時(shí)，說(shuō)明故障點(diǎn)已經(jīng)在2m以?xún)?，只要仔細找到聲音最大點(diǎn)即既可以精確找到故障點(diǎn)。

 

　　(2)、跨步電壓法：采用跨步電壓法定點(diǎn)，主要針對對電纜外護套絕緣有要求的外護套接地故障定點(diǎn)，現在對部分直埋的無(wú)鎧裝的低壓電纜、電線(xiàn)芯線(xiàn)接地故障、也可以采用跨步電壓法定點(diǎn)。

 

　　(3)、電磁法及音頻法：用電磁波定點(diǎn)或采用音頻法定點(diǎn)，即是利用電纜故障點(diǎn)前后電磁波信號或音頻信號的變化來(lái)確定故障點(diǎn)，從原理上講是可行的。但從目前情況看，還沒(méi)有性能可靠的，能實(shí)際應用的定點(diǎn)儀?；蛘哒f(shuō)，采用電磁波定點(diǎn)的定點(diǎn)儀仍舊在各科研機構研發(fā)之中，還需實(shí)踐中進(jìn)一步驗證提高，達到實(shí)際應用水平。

 

　　(4)、聲磁同步法：是將聲測法與電磁波法綜合應用，例如DTC系列聲磁同步定點(diǎn)儀，采用了聲測法定點(diǎn)與聲磁同步定點(diǎn)法相結合定點(diǎn)原理。聲測法定點(diǎn)時(shí)，定點(diǎn)儀聲表頭指示聲測探頭接收到的地震波，同時(shí)耳機也反映聲測探頭接收到的地震聲波。在故障點(diǎn)正上方，聲波信號最大，離開(kāi)故障點(diǎn)，聲波信號減少，或者無(wú)聲波信號。聲磁同步法定點(diǎn)時(shí)，聲表頭反映聲測探頭接收到的地震聲波，磁表頭和耳機同時(shí)指示故障點(diǎn)放電時(shí)同步接收天線(xiàn)接收到的電磁波。當聲測探頭放置在故障點(diǎn)上方時(shí)，定點(diǎn)儀二個(gè)表頭指示及耳機聲音同步。在未接收到聲波信號時(shí)，利用聲磁同步電磁波接收功能，能夠及時(shí)掌握球間隙放電節律，有利于在噪雜的環(huán)境中分辨出故障點(diǎn)微弱聲波信號。另外，聲磁同步定點(diǎn)儀可以將故障定點(diǎn)和電纜路徑探測工作同步進(jìn)行，大大提高故障定點(diǎn)效率。

 

　　采用聲磁同步技術(shù)的定點(diǎn)儀，是目前應用最廣的電纜故障定點(diǎn)儀。

 

　　(5)、磁場(chǎng)預定點(diǎn)技術(shù)：電纜故障磁場(chǎng)預定點(diǎn)技術(shù)的原理為：通過(guò)高壓直流脈沖發(fā)生器，使電纜的故障點(diǎn)產(chǎn)生電弧，在電弧存在期間，向電纜注入音頻信號。此音頻信號在電纜故障點(diǎn)，被電弧短路，不再繼續向電纜終端傳播。采用專(zhuān)用的接收機，接收電纜輻射出的音頻電磁波信號，通過(guò)比較故障點(diǎn)前后的音頻電磁波幅值大小的變化，判斷接收機位于故障點(diǎn)之前或之后，從而達到快速預定點(diǎn)的目的。

 

　　電纜故障磁場(chǎng)預定點(diǎn)技術(shù)，是一種較新的故障定點(diǎn)手段，其概念的提出時(shí)間較短，儀器的研發(fā)和儀器使用時(shí)間也較短。故障預定點(diǎn)后，我們仍需要進(jìn)行故障點(diǎn)的精確定點(diǎn)，然后才能開(kāi)挖。

 

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