HD-2136 高压电缆故障定位仪测试方法介绍

一、电缆故障测试原理本仪器采用时域反射(TDR)原理,对被测电缆发射一系列电脉冲,并接收电缆中因阻抗变化引起的反射脉冲,再根据电波在电缆中的传播速度和两次反射波的特征拐点代表的时间,可测出故障点到测试端的距离为:S=VT/2.式中:S代表故障点到测试端的距离V代表电波在电缆中的传播速度T代表电波在电缆中来回传播所需要的时间这样,在V已知和T已经测出的情况下,就可计算出故障点距测试端的距离S。这一切只需稍加人工干预,就可由计算机自动完成,测试故障迅速准确。本测试系统故障测试有低压脉冲法、直闪电流法、冲闪电流法三种基本方式。二、低压脉冲方式低压脉冲用于测试电缆中电波传播的速度、电缆全长、低阻故障(故障相电阻值低于1K)和开路故障及短路故障。脉冲测试的基本原理测量电缆故障时,电缆可视为一条均匀分布的传输线,根据传输线理论,在电缆一端加上脉冲电压,该脉冲按一定的速度(决定于电缆介质的介电常数和导磁系数)沿线向远端传输,当脉冲遇到故障点(或阻抗不均匀点)就会产生反射,且闪测仪记录下发送脉冲和反射脉冲之间的传输时间△T,则可按已知的传输速度V来计算出故障点的距离Lx,Lx=V•△T/2,如图8所示:测全长则可利用终端反射脉冲:L=V•T/2同样已知全长可测出传输速度:V=2L/T测试时,在电缆故障相上加上低压脉冲,该脉冲沿电缆传播直到阻抗失配的地方,如中间接头、T型接头、短路点、断路点和终端头等等,在这些点上都会引起电波的反射,反射脉冲回到电缆测试端时被测试仪接收。测试仪可以适时显示这一变化过程。根据电缆的测试波形我们可以判断故障的性质,当发射脉冲与反射脉冲同相时,表示是断路故障或终端头开路。当发射脉冲与反射脉冲反相时,则是短路接地或低阻故障。凡是电缆故障点绝缘电阻下降到该电缆的特性阻抗,甚至电流电阻为零的故障均称为低阻故障或短路故障(注:这个概念是从采用低压脉冲反射法的角度,考虑到阻抗不同对反射脉冲的极性变化的影响而定义的)。凡是电缆绝缘电阻无穷大或虽与正常电缆的绝缘电阻值相同,但电压却不能馈至用户端的故障均称为开路(断路)故障。电缆的故障相(或被测相)与地线分别接到测试系统的输入线(输入线的另一端与测试系统Q9连接),将测试系统的“USB接口”与笔记本电脑的USB口连接,打开桌面测试软件,即可测试。●测速度对于有些电缆,电波传播的速度未知,必须通过测试来确定。但测试前必须知道电缆的全长。在“工作方式”菜单选择“测速度”、“低压脉冲”,根据电缆的大概长度,选择适应的范围,键入电缆全长,输入时请点击测试软件界面左下脚小任务栏的#小键盘(本机出厂时已给你设定好了),输入你所选择的电缆长度。然后按“确定”键,再按“采样”键,配合调整“卷屏”键和“幅度”旋纽,使信号的幅度和波形、基线处于便于观察的位置。如果无波形显示或反射波形过小,将输入振幅电位器旋大(注意:请微调),重新采样。如果采样时死机,即提示端口错误,请“Exit” 键,退出测试软件,按主机“复位键”,重新进入测试软件,重新采样。移动蓝色游标线至低压脉冲的上升沿,如果认为拖动鼠标放的游标线不到位,按“微调”键的左、右调节,直到合适处,再按“定位”键,再移动绿色游标线至反射脉冲的前沿,如果认为拖动鼠标放的游标线不到位,按“微调”键的左、右调节,直到合适处,屏幕下方测试结果区速度值即为此种电缆中电波的传播速度值。如果你对本次卡为起点、终点选择的拐点都不满意,你可用“位归”键后,蓝、绿色游标线将自动回到初始位置,这样你可以重新卡位。●测故障测故障时工作状态菜单选择“测故障”,在“工作方式”菜单选择“低压脉冲”,并选择适当电缆概长度范围,按“确定”键,在按“采样”键后,屏幕下方测试结果区即显示故障波形。开路故障的反射信号与发送脉冲极性相同,短路故障的反射信号与发送脉冲极性相反。确定光标时,对终端开路电缆以脉冲上升沿与基线交点为准定光标起点、终点。注:由于测电缆全长时的接线及波形与测开路故障时完全相同,所以设计时未单独列出测全长菜单。低压脉冲测试开路故障(电缆全长)和短路故障的波形如下。●测全长与测故障一样三、冲闪方式电力电缆的高阻故障(高阻故障:故障点的直流电阻大于该电缆的特性阻抗的故障为高阻故障)几乎占全部故障率的90%以上。冲闪方式用于测试高阻泄漏性故障及高阻闪络性故障,大部分电缆高阻故障都可以使用冲闪方式测试。依据故障性质又分为冲击高压闪络法(冲闪法)和直流高压闪络法(直闪法),下面分别介绍。冲闪方式测试故障,一般采用电流取样法。因电流取样接线简单,安全性高,波形易于识别,因此推荐使用电流取样。根据接线图连接完毕后,再用速度键选择传输速度或重新键入速度值。将输入振幅旋钮旋至1/3左右(注意:请微调),然后按采样键,仪器进入等待采样状态。调整球隙(若放电,放电球隙清脆响亮,操作箱电流大于10A-15A否则视为未放电,请重新调整球隙,提高冲闪电压),输入振幅旋钮后,然后通电对故障电缆升压,电压升到一定值,故障点发生闪络放电,仪器记录下波形。根据波形大小可重新调整输入振幅,重复采样,直到采到相对标准的波形。冲闪测试波形如下图所示。如果采样时死机,请即提示端口错误,退出测试软件,按主机“复位键”,重新进入测试软件,重新采样。注意:调整球隙一般1mm大约代表3KV,请根据被测电缆电压等级适当调整。波形特点:发射脉冲为正脉冲,反射脉冲也为正脉冲但前沿有负反冲。因故障性质等原因,负反冲大小有差别,但远小于正脉冲的幅值。定光标时,蓝色游标线选择在正脉冲上升沿与基线交点处,如果认为拖动鼠标放的游标线不到位,按“微调”键的左、右调节,直到合适处,再按“定位”键,绿色游标线选择在负反冲下降沿与基线交点处,如果认为拖动鼠标放的游标线不到位,按“微调”键的左、右调节,直到合适处,屏幕下方测试结果区显示故障距离即为主机粗测距离。如无负脉冲出现,就将终点光标定在反射脉冲的上升沿与基线的交点处,屏幕下方测试结果区故障显示距离因此将增加10%左右。你只需将显示故障距离减掉10%左右即可精确定点。如果你对本次卡为起点、终点选择的拐点都不满意,你可用“归位”键后,蓝、绿色游标线将自动回到初始位置,这样你可以重新卡位,得到更确切粗测故障距离。实测波形及接线图如下:图中:T1、为3KVA/0.22KV调压器T2、为3KVA/50KV交直流高压变压器D、为高压整流硅堆,大于150KV/0.2AC 、为高压脉冲电容,容量1∽2μF,耐压小于40KVV、为电压表B、为电流取样器(配套附件)以上设备除电流取样器B之外,其余为外配设备。(注意必须将高压放电棒与高压地线连接好方可试验)0A-15A否则视为未放电,请重新调整球隙,提高冲闪电压),输入振幅旋钮后,然后通电对故障电缆升压,电压升到一定值,故障点发生闪络放电,仪器记录下波形。根据波形大小可重新调整输入振幅,重复采样,直到采到相对标准的波形。冲闪测试波形如下图所示。如果采样时死机,请即提示端口错误,退出测试软件,按主机“复位键”,重新进入测试软件,重新采样。注意:调整球隙一般1mm大约代表3KV,请根据被测电缆电压等级适当调整。波形特点:发射脉冲为正脉冲,反射脉冲也为正脉冲但前沿有负反冲。因故障性质等原因,负反冲大小有差别,但远小于正脉冲的幅值。定光标时,蓝色游标线选择在正脉冲上升沿与基线交点处,如果认为拖动鼠标放的游标线不到位,按“微调”键的左、右调节,直到合适处,再按“定位”键,绿色游标线选择在负反冲下降沿与基线交点处,如果认为拖动鼠标放的游标线不到位,按“微调”键的左、右调节,直到合适处,屏幕下方测试结果区显示故障距离即为主机粗测距离。如无负脉冲出现,就将终点光标定在反射脉冲的上升沿与基线的交点处,屏幕下方测试结果区故障显示距离因此将增加10%左右。你只需将显示故障距离减掉10%左右即可精确定点。如果你对本次卡为起点、终点选择的拐点都不满意,你可用“归位”键后,蓝、绿色游标线将自动回到初始位置,这样你可以重新卡位,得到更确切粗测故障距离。实测波形及接线图如下:四、直闪方式直闪法适用于测量高阻闪络性故障。实际测试时,其操作方法和接线图与冲闪法基本相同(无球隙)。直闪法也分电压取样及电流取样两种方式。我们推荐使用电流取样方式。直闪法电流取样波形特点与冲闪法相同,定光标方式也相同,因此,叙述从略,使用时可参照冲闪方式。用直闪法时一定要注意监视高压电流,以防电流过大而烧坏高压变压器。高压闪络测试波形:(1)故障在测试始端的波形(2)故障在中间段的波形(3)故障在测试终端的波形(4)闪络法测试波形的变化规律图下图是我们根据闪络测试法的波形而绘制的变化规律图,只要仔细观查分析就可看出它们中的变化规律。希望使用者一定要掌握标准波形以及它们在不同区间的变化规律。五、高压闪络测试注意事项高压闪络测试时,由于工作电压极高,稍有不慎就会对人身及设备造成损失,因此操作中应注意以下几点:1、高压闪络测试时,高压试验设备应由专业人员操作,仪器接线,调整时应断电并彻底放电。2、高压试验设备电源与测试仪工作电源分开使用,测试仪连线应远离高压线。冲闪法时,电脑应断掉外接电源及鼠标。3、高压尾、操作箱接接地端必须可靠与电缆铠装及大地相连,以确保测试成功及设备、人身安全。4、从测试仪安全考虑,闪络测试时工作菜单一定要选择在冲闪或直闪状态,如果错误选择脉冲状态进行高压闪络测试,将可能损坏测试仪内部低压脉冲电路。5、测试前,应先对故障电缆加压放电,确保各连接线点无放电现象,所加电压已使故障点发生闪络放电,然后开始投入仪器测试。6、在有易燃物品的环境中利用高压测试时,应有保护措施。