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淺談電纜故障測(cè)試儀器的選購(gòu)使用保養(yǎng)知識(shí)
一、電纜故障的測(cè)試方法及測(cè)試原理簡(jiǎn)介
任何電纜故障的測(cè)試,,均以找到故障發(fā)生點(diǎn)為zui終目的,,但就其測(cè)試過程來說,一般分為三個(gè)步驟:一為故障距離粗測(cè),;二是尋找故障電纜埋設(shè)路徑,;三是定位故障點(diǎn)。當(dāng)然,,實(shí)際測(cè)試中,,三個(gè)步驟是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活運(yùn)用的。
1,、電纜故障粗測(cè)方法及發(fā)展歷史概述
(1),、電橋法:自從有了地埋電纜以后,電纜故障的檢測(cè)工作就成了必須解決的問題,。zui初的電纜故障粗測(cè)工作,,是用電橋平衡測(cè)試原理進(jìn)行的,當(dāng)時(shí)曾用過電阻電橋,、電容電橋,、低壓電橋、高壓電橋等,。用電橋原理測(cè)試電纜故障距離,,曾是上世紀(jì)六七十年代普遍采用的方法。到了2000年以后,,使用電橋法測(cè)試原理的儀器還繼續(xù)使用并且有所發(fā)展,,使用計(jì)算機(jī)技術(shù)后,現(xiàn)在也出現(xiàn)了具有更高智能化的電橋測(cè)試儀(如高壓數(shù)字電橋),。
(2),、脈沖反射法:到了上世紀(jì)七八十年代,,電纜故障測(cè)試普遍采用了閃測(cè)法測(cè)試,原理為脈沖反射法(也叫雷達(dá)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(cè)儀,、存貯示波管型閃測(cè)儀等等。到了上世紀(jì)九十年代以后,,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用,,智能型電纜故障閃絡(luò)測(cè)試儀(閃測(cè)儀)開始投入使用,采用的測(cè)試原理依舊是脈沖反射法,。采用的閃測(cè)儀從顯像管顯示到液晶顯示,,普遍應(yīng)用單片機(jī)電路進(jìn)行控制,使電纜故障的粗測(cè)工作進(jìn)入到一個(gè)新境界,。
應(yīng)用脈沖反射法(也有叫沖閃法)的智能型閃測(cè)儀,,是目前應(yīng)用范圍zui廣,市場(chǎng)保有量的電纜故障粗測(cè)儀器,。例如北京供電系統(tǒng),,由于地埋電纜使用時(shí)間長(zhǎng),電纜鋪設(shè)量大,,應(yīng)用電纜故障測(cè)試儀的歷史也較長(zhǎng),從1993年后10年間,,購(gòu)買的單片機(jī)控制的,、DTC系列探測(cè)儀的早期產(chǎn)品、TC系列大屏幕液晶顯示的電纜故障測(cè)試儀有50余套,,幾乎每個(gè)供電部門都使用,。并且在有些供電部門,把該類電纜故障測(cè)試儀的使用,,作為電纜測(cè)試工種工考試必須掌握的技能,,筆者曾多次對(duì)北京供電系統(tǒng)進(jìn)行過脈沖反射法電纜故障測(cè)試儀的技術(shù)培訓(xùn)。由于該類儀器應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng),,對(duì)該類型的閃測(cè)儀的使用知識(shí)和使用經(jīng)驗(yàn)的培訓(xùn)資料及專著種類較多,,有利于用戶及時(shí)掌握儀器的使用技巧。
脈沖反射法閃測(cè)儀的測(cè)試原理為:
測(cè)量電纜故障時(shí),,電纜可視為一條均勻分布的傳輸線,,根據(jù)傳輸線(長(zhǎng)線)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(shù)和導(dǎo)磁系數(shù))沿線傳輸,,當(dāng)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(cè)儀記錄下發(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來計(jì)算出故障點(diǎn)的距離Lx,,Lx=V·△T/2,,如圖1所示:
圖1 脈沖法測(cè)試原理圖
測(cè)全長(zhǎng)則可利用終端反射脈沖:L=V·T/2
同樣已知電纜全長(zhǎng),可測(cè)出脈沖傳輸速度:V=2L/T
脈沖法測(cè)試分為低壓脈沖法和高壓脈沖法,,二者測(cè)試原理是一樣的,,只是產(chǎn)生脈沖的方式不一樣,智能型測(cè)試儀的故障距離計(jì)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(cè)方法,。其技術(shù)特點(diǎn)是:高阻故障呈現(xiàn)低壓脈沖短路故障波形特征,,容易判讀。換句話講,,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(hào),用低壓脈沖短路故障波形測(cè)試電纜高阻故障,。與傳統(tǒng)的測(cè)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(fù)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(cè)儀加一個(gè)高頻高壓數(shù)據(jù)處理器,。從測(cè)試原理講,,二次脈沖法的測(cè)試原理有其先進(jìn)性,但是其測(cè)試儀器相對(duì)復(fù)雜,,儀器使用也較普通的閃測(cè)儀復(fù)雜,。
2、電纜路徑探測(cè)方法介紹:
采用電磁波進(jìn)行路徑探測(cè),,是一種很成熟的方法,,實(shí)際應(yīng)用效果也很好。區(qū)別在于探測(cè)的電纜長(zhǎng)度,、探測(cè)深度,,信號(hào)頻率等各不相同。現(xiàn)在市場(chǎng)上大量應(yīng)用的路徑探測(cè)儀器,,多為探測(cè)停電電纜,,探測(cè)電纜長(zhǎng)度大于10Km,探測(cè)電纜深度大于2m,,電磁波頻率1KHZ-20KHZ,。如DTC系列電纜路徑探測(cè)儀,電磁波頻率為16KHz,路徑儀信號(hào)源發(fā)射峰值功率大于100W,即使電纜埋深2m,路徑儀接收信號(hào)仍然很大,。
圖2 電纜周圍磁場(chǎng)分布及路徑探測(cè)原理示意圖
電纜路徑探測(cè)原理簡(jiǎn)介
電纜故障探測(cè)儀尋測(cè)電纜路徑原理為:給被測(cè)試電纜加一電磁波信號(hào),,通過定點(diǎn)儀磁信號(hào)接收路徑信號(hào)尋測(cè)電纜路徑,。根據(jù)電纜正上方地面接收電磁信號(hào)zui小的特點(diǎn),可以準(zhǔn)確地找到電纜埋設(shè)位置,。電纜周圍磁場(chǎng)分布及路徑探測(cè)原理如圖2所示:
3,、電纜故障定點(diǎn)方法概述:
電纜故障定點(diǎn)方法有以下幾種:
(1)、聲測(cè)法:采用聲測(cè)法定點(diǎn),,是從過去到現(xiàn)在普遍采用電纜故障定點(diǎn)的方法,。而且是zui為行之有效的方法。只不過采用的儀器從過去簡(jiǎn)單的聲電放大器,,發(fā)展到了現(xiàn)在普遍使用的聲磁同步定點(diǎn)儀,。聲測(cè)法定點(diǎn)對(duì)高壓電纜、低壓電纜,、直埋電纜,、電纜溝電纜等等均適用。
聲測(cè)法定點(diǎn),,是由高壓脈沖發(fā)生器對(duì)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(cè)探頭(聲音傳感器)揀拾地震波信號(hào)并放大后通過耳機(jī)或表頭輸出,。通過大量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),,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(cè)法定點(diǎn),我們用定點(diǎn)儀監(jiān)聽地震波時(shí),,一般是4m距離監(jiān)聽一次。當(dāng)監(jiān)聽到地震波時(shí),,說明故障點(diǎn)已經(jīng)在2m以內(nèi),,只要仔細(xì)找到聲音點(diǎn)即既可以找到故障點(diǎn)。
(2),、跨步電壓法:采用跨步電壓法定點(diǎn),,主要針對(duì)對(duì)電纜外護(hù)套絕緣有要求的外護(hù)套接地故障定點(diǎn),現(xiàn)在對(duì)部分直埋的無鎧裝的低壓電纜,、電線芯線接地故障,、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(hào)或音頻信號(hào)的變化來確定故障點(diǎn),,從原理上講是可行的。但從目前情況看,,還沒有性能可靠的,,能實(shí)際應(yīng)用的定點(diǎn)儀?;蛘哒f,,采用電磁波定點(diǎn)的定點(diǎn)儀仍舊在各科研機(jī)構(gòu)研發(fā)之中,還需實(shí)踐中進(jìn)一步驗(yàn)證提高,,達(dá)到實(shí)際應(yīng)用水平,。
(4)、聲磁同步法:是將聲測(cè)法與電磁波法綜合應(yīng)用,,例如DTC系列聲磁同步定點(diǎn)儀,,采用了聲測(cè)法定點(diǎn)與聲磁同步定點(diǎn)法相結(jié)合定點(diǎn)原理。聲測(cè)法定點(diǎn)時(shí),,定點(diǎn)儀聲表頭指示聲測(cè)探頭接收到的地震波,,同時(shí)耳機(jī)也反映聲測(cè)探頭接收到的地震聲波。在故障點(diǎn)正上方,,聲波信號(hào),,離開故障點(diǎn),聲波信號(hào)減少,,或者無聲波信號(hào),。聲磁同步法定點(diǎn)時(shí),聲表頭反映聲測(cè)探頭接收到的地震聲波,,磁表頭和耳機(jī)同時(shí)指示故障點(diǎn)放電時(shí)同步接收天線接收到的電磁波,。當(dāng)聲測(cè)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(jī)聲音同步,。在未接收到聲波信號(hào)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(jié)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(hào),。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(cè)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(yīng)用zui廣的電纜故障定點(diǎn)儀,。
(5),、磁場(chǎng)預(yù)定點(diǎn)技術(shù):電纜故障磁場(chǎng)預(yù)定點(diǎn)技術(shù)的原理為:通過高壓直流脈沖發(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(hào),。此音頻信號(hào)在電纜故障點(diǎn),被電弧短路,,不再繼續(xù)向電纜終端傳播,。采用的接收機(jī),接收電纜輻射出的音頻電磁波信號(hào),,通過比較故障點(diǎn)前后的音頻電磁波幅值大小的變化,,判斷接收機(jī)位于故障點(diǎn)之前或之后,從而達(dá)到快速預(yù)定點(diǎn)的目的,。
電纜故障磁場(chǎng)預(yù)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(yù)定點(diǎn)后,我們?nèi)孕枰M(jìn)行故障點(diǎn)的定點(diǎn),,然后才能開挖,。
二、各類電纜故障測(cè)試儀的組成,、測(cè)試原理及特點(diǎn)簡(jiǎn)介
1,、單片機(jī)控制的電纜故障測(cè)試儀
傳統(tǒng)的電纜故障測(cè)試儀,有的廠家叫電纜故障探測(cè)儀,,或者叫電纜故障檢測(cè)儀,,其實(shí)都是同一類儀器,其一般的組成為:
①,、傳統(tǒng)形式:采用閃測(cè)儀,、路徑儀、定點(diǎn)儀三件分立的形式,。其裝箱方式一般為:電纜故障閃絡(luò)測(cè)試儀獨(dú)立裝箱,,電纜故障定點(diǎn)儀、電纜路徑探測(cè)信號(hào)源及其它附件一塊裝箱,,即二箱三件式,。由于故障測(cè)試時(shí),閃測(cè)儀,、定點(diǎn)儀使用頻率髙,路徑儀使用頻率低,,所以,,三件獨(dú)立配置有其合理性,功能分解清晰,,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、維修使用方便,。
②、采用閃測(cè)儀,、路徑儀合二為一組合,、定點(diǎn)儀獨(dú)立配置形式。這種配置一般是兩箱兩件式,,功能與種配置基本相同,。其優(yōu)點(diǎn)為少了一個(gè)部件,某種程度上可以說使用方便,。其缺點(diǎn)為,,由于路徑儀信號(hào)源使用功率較大的器件,其使用頻率并不髙,,所以,,這種配置增加了閃測(cè)儀的復(fù)雜性,使閃測(cè)儀的故障率提高,,維修相對(duì)變的復(fù)雜,。
其測(cè)試原理為:閃測(cè)儀為脈沖反射法,路徑儀采用電磁波測(cè)試zui小點(diǎn)方法,,定點(diǎn)儀用聲測(cè)法定點(diǎn),。另外,大部分廠家的定點(diǎn)儀采用聲磁同步方式,,定點(diǎn)儀既能進(jìn)行故障聲測(cè)定點(diǎn),,也能用于電纜路徑測(cè)試時(shí)做為路徑信號(hào)接收機(jī)使用。例如電纜故障測(cè)試儀,,其配套的定點(diǎn)儀,,采用聲磁同步方式,可以用聲測(cè)法進(jìn)行故障定點(diǎn),,其故障定點(diǎn)時(shí)采用表頭,、耳機(jī)同時(shí)接收顯示方式,極為方便,。也可以作路徑信號(hào)接收機(jī)使用,,可以接收路徑儀信號(hào)源發(fā)出的路徑信號(hào),也可以接收電纜故障定點(diǎn)時(shí)的高壓脈沖電磁波信號(hào),,是真正的一機(jī)多用,。
單片機(jī)控制的大屏幕液晶顯示電纜故障測(cè)試儀特點(diǎn):
(1)、可靠性髙:因?yàn)殚W測(cè)儀軟件固化,,不會(huì)存在軟件故障,,操作失誤時(shí),可以復(fù)位重來,,整個(gè)過程只需幾秒鐘時(shí)間,。
(2),、測(cè)試快速:帶直流電源供電的單片機(jī)控制的閃測(cè)儀,到現(xiàn)場(chǎng)幾分鐘內(nèi)就能完成測(cè)試電纜全長(zhǎng)及傳輸速度,、電纜短路故障,、電纜斷線故障任務(wù)。
(3),、故障率低:因?yàn)槭菧y(cè)試儀器,,不會(huì)用作為其他用途,所以單片機(jī)控制閃測(cè)儀就不容易出故障,,這一點(diǎn)對(duì)電纜維修用戶是十分必要的,。
單片機(jī)控制的閃測(cè)儀其缺點(diǎn)為數(shù)據(jù)存貯量小。一般只存貯兩組波形,,但是對(duì)儀器使用者來說,,一般用同屏幕兩組波形對(duì)比(即用好相的低壓脈沖法全長(zhǎng)測(cè)試波形及故障相的高壓沖閃法測(cè)試波形進(jìn)行對(duì)比)已經(jīng)足夠了。
2,、筆記本型電纜故障測(cè)試儀:
筆記本型電纜故障測(cè)試儀,,作為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的一個(gè)典型應(yīng)用,在技術(shù)上無疑是進(jìn)步,。計(jì)算機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存貯處理功能,,網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸功能,方便的信息管理功能,,給電纜故障測(cè)試儀儀器提供了一個(gè)更好的平臺(tái),,使用好了,無疑是會(huì)對(duì)提高測(cè)試水平起到一個(gè)事半功倍的推動(dòng)作用,。但是,,任何事情都有兩個(gè)方面,筆記本電纜故障測(cè)試儀也有它的固有缺點(diǎn),,在某些環(huán)境,、某些場(chǎng)合下、它的使用確實(shí)不如用單片機(jī)控制的液晶顯示的電纜故障測(cè)試儀來得方便,。
(1),、筆記本電腦電纜故障測(cè)試儀的組成形式:
目前市場(chǎng)上流行的筆記本電纜故障測(cè)試儀,其核心是閃測(cè)儀不同,,定點(diǎn)儀,、路徑儀與一般的電纜故障測(cè)試儀相同,測(cè)試原理也相同,,它有以下幾種形式:
①,、閃測(cè)儀采用一個(gè)筆記本數(shù)據(jù)采集器,定點(diǎn)儀、路徑儀獨(dú)立裝箱使用,,即兩箱一包式、或一箱一包式,,這種形式的閃測(cè)儀,,*靠筆記本電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和操作,對(duì)電腦依賴性zui髙,,電腦出了任何問題,,都會(huì)直接影響測(cè)試儀使用。
②,、閃測(cè)儀采用將筆記本數(shù)據(jù)采集器及路徑儀信號(hào)源合二為一的形式,。定點(diǎn)儀獨(dú)立裝箱。一般為兩箱一包式,。這種配置,,與種配置一樣,故障粗測(cè)*依賴于筆記本電腦,。
③,、閃測(cè)儀有獨(dú)立的操作和顯示系統(tǒng),閃測(cè)儀上面有筆記本電腦接口,。路徑儀,、定點(diǎn)儀獨(dú)立裝箱。這種配置,,筆記本作為輔助測(cè)試儀器,,可有可無。一般情況下,,用戶很少使用筆記本來測(cè)試,,因?yàn)橛脝纹瑱C(jī)系統(tǒng)來測(cè)試故障方便快捷,所以這種配置只增加了儀器的復(fù)雜性和成本,,實(shí)際意義不大,。
④、閃測(cè)儀采用電腦主板,,顯示器用液晶顯示器,,這種閃測(cè)儀,實(shí)質(zhì)上與單片機(jī)控制的閃測(cè)儀性能基本相似,。由于使用電腦主板,,其數(shù)據(jù)存貯容量比使用單片機(jī)的閃測(cè)儀大。另外,,有的閃測(cè)儀可以帶軟驅(qū),,USB接口等等,與筆記本電腦通信比較方便。但是這種閃測(cè)儀,,也有與筆記本閃測(cè)儀同樣有的缺點(diǎn),,使用相對(duì)變的復(fù)雜一些。
(2),、筆記本電腦故障測(cè)試儀使用中的問題:
筆記本閃測(cè)儀,,從其設(shè)計(jì)的技術(shù)角度說,應(yīng)該說是比較先進(jìn)的,,使用也不會(huì)存在大的問題,,但針對(duì)不同使用單位和使用現(xiàn)場(chǎng),其缺點(diǎn)也十分明顯:
①,、現(xiàn)場(chǎng)使用不夠快捷:現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí),,閃測(cè)儀一般只用短短幾分鐘時(shí)間就結(jié)束。但使用用筆記本電腦,,從電腦開機(jī)到運(yùn)行程序,、本身的過程就比較長(zhǎng),加上筆記本電源問題,、閃測(cè)儀數(shù)據(jù)采集器電源問題,、電腦死機(jī)問題、耗用的時(shí)間就更長(zhǎng),。
②,、電腦的可靠性問題:由于筆記本本身是通用的辦公設(shè)備,所以用戶購(gòu)買后,,一般會(huì)將配用的筆記本電腦用作其他用途,,這樣,我們使用電腦時(shí)遇到的問題,,在故障測(cè)試時(shí)都會(huì)遇到,。例如:病毒感染問題、操作系統(tǒng)及軟件問題,。不管是什么問題,,都會(huì)影響用戶進(jìn)行故障測(cè)試,讓用戶以為儀器有故障(其實(shí)大多時(shí)間是因?yàn)楣P記本電腦有問題),。
③,、軟件可靠性問題:應(yīng)該說,大部分廠家的筆記本軟件,,軟件本身沒有多大問題,。但是也有部分廠家,軟件設(shè)計(jì)不夠完善,,結(jié)果為閃測(cè)儀前端(數(shù)據(jù)采集器)要挑選電腦(通用性不好),,這個(gè)電腦能用,,換個(gè)電腦又不能用。有些廠家的閃測(cè)儀軟件只能在筆記本系統(tǒng)盤(C盤)安裝,,這樣,,當(dāng)電腦被用戶使用一段時(shí)間后,操作系統(tǒng)出了問題,,筆記本程序就無法正常使用,,只有重新安裝操作系統(tǒng)及軟件才行。
④,、顯示問題:筆記本電腦閃測(cè)儀還有一個(gè)較大的缺陷就是,在室外工作時(shí),,尤其是有日光時(shí),,筆記本的顯示成為很大問題,這給用戶會(huì)帶來極大不便,。
總之,,用筆記本電腦閃測(cè)儀,對(duì)于大部分供電維修使用人員而言,,是不太適應(yīng)的,。因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在還不能做到所有電纜故障維修人員都是電腦方面的專家,可以自己安裝操作系統(tǒng)和軟件,、自己解決電腦所有故障,。用戶使用儀器時(shí),電腦出了故障,,儀器就不能正常使用,,會(huì)給用戶解決電纜故障造成很大問題。
另外,,針對(duì)廠家宣傳的電纜測(cè)試管理功能,,從實(shí)際使用情況看,用戶很少使用?,F(xiàn)在縣一級(jí)以上的供電局,,都有自己的內(nèi)部管理網(wǎng)絡(luò),所以筆記本電腦設(shè)計(jì)的管理功能,,實(shí)際很少發(fā)揮作用,。用戶購(gòu)買儀器、主要是為了解決電纜故障,。
3,、中低壓電纜故障測(cè)試儀
中低壓電纜故障測(cè)試,按測(cè)試原理的不同分為三種:一是用脈沖反射法測(cè)試原理進(jìn)行故障粗測(cè),,采用比較特殊的高壓附件配套進(jìn)行故障定點(diǎn),,例如用的電壓等級(jí)較低的高壓測(cè)試電源,,采用大容量的脈沖電容器等等,這與傳統(tǒng)的電纜故障測(cè)試儀基本一樣,;二是用跨步電壓測(cè)試法進(jìn)行故障測(cè)試,;三是用電橋測(cè)試原理進(jìn)行測(cè)試。現(xiàn)在市場(chǎng)上流通的中低壓電纜檢測(cè)儀,,大部分是完成電纜故障粗測(cè)功能,。其原理一般是采用電橋法,只不過是現(xiàn)在已經(jīng)采用了計(jì)算機(jī)技術(shù),,采用的是智能電橋,。有低壓電橋、高壓電橋等等,。有些儀器還采用了超高壓數(shù)字電橋原理,。給故障點(diǎn)加的電壓一般為200V以上,可以加到20KV,。對(duì)于故障電阻較低的(電阻小于600MΩ)電纜故障,。用中低壓電纜檢測(cè)儀可以粗測(cè)故障距離。
應(yīng)用范圍:適用于故障電阻值不高的泄漏性故障測(cè)試,。一般用于6000V以下等級(jí)的電纜故障測(cè)試<故障距離粗測(cè)>,。
優(yōu)點(diǎn):對(duì)于適應(yīng)測(cè)試的電纜故障,其使用簡(jiǎn)單,,對(duì)使用人員的技術(shù)要求不高,。即“傻瓜”式測(cè)試。另外,,對(duì)于有些故障點(diǎn),,如有些電纜接頭故障,由于故障點(diǎn)爬電距離長(zhǎng),,不能形成“閃絡(luò)”放電的故障,,由于無法用脈沖反射法(閃測(cè)法)進(jìn)行故障距離粗測(cè),采用電橋法測(cè)試就有其*性,。
缺點(diǎn):只能測(cè)中低壓電纜的泄漏性故障,,對(duì)于高壓電纜的大部分高電阻故障、閃絡(luò)性故障,、斷線故障,、以及不知道電纜全長(zhǎng)的故障無法直接進(jìn)行測(cè)試。
4,、直埋電纜故障測(cè)試儀
直埋電纜,,絕大部分故障用傳統(tǒng)的電纜故障測(cè)試儀都能完成的工作,直接以電纜鋪設(shè)方式命名儀器名稱,,是由于采用的故障測(cè)試原理不同,。一般情況下,,直埋電纜故障測(cè)試儀采用的故障定點(diǎn)方法是跨步電壓法,其工作原理為:給接地電纜電線施加一固定電壓信號(hào),,在接地點(diǎn)周圍地面就形成電場(chǎng),,離故障點(diǎn)越近,相同距離間電位差越大,,反之亦然,。根據(jù)這一原理,就能找到接地故障點(diǎn),。
故障距離的粗測(cè)可以采用脈沖反射法,,也可以采用電橋法,就看生產(chǎn)廠家怎么配套,。我們一般說的直埋電纜故障測(cè)試儀就是一套跨步電壓定點(diǎn)系統(tǒng),,包含電壓發(fā)射機(jī)和跨步電壓接收機(jī)兩部分,不含故障粗測(cè)和路徑測(cè)試功能,。
對(duì)接地電阻很小的地埋電纜電線故障,用直埋電纜故障測(cè)試儀能夠達(dá)到測(cè)試目的,。但用這種儀器檢測(cè)地埋電纜電線故障,,其局限性也非常大。因?yàn)殡娎|故障中,,大部分故障點(diǎn)處接地電阻非常高,,通常阻值較低的為幾十千歐,阻值高的達(dá)幾兆甚至幾百兆歐,。因此,,用該類儀器排除高阻故障效率較低,誤判率較高,、儀器使用局限性較大,。
5、路燈電纜故障測(cè)試儀
路燈電纜故障測(cè)試儀,,其實(shí)質(zhì)是解決低壓電纜測(cè)試問題,。其測(cè)試方法分為跨步電壓法、以及采用電磁波定點(diǎn)兩種,,適用于測(cè)試路燈電纜故障,、直埋電纜故障、直埋光纜對(duì)地絕緣故障,、交聯(lián)電纜外護(hù)套故障,、地埋線電纜故障等等。就其測(cè)試原理講,,實(shí)際上與直埋電纜故障測(cè)試儀是相同的,。
6,、礦井用電纜故障測(cè)試儀
礦井電纜,與其它電纜并沒有實(shí)質(zhì)的不同,,只是儀器的使用環(huán)境條件不一樣,,所以對(duì)儀器有與其它電纜不一樣的要求。例如煤礦電纜可能不能采用高壓沖閃法進(jìn)行測(cè)試,,有些礦井使用高壓儀器不方便等等,。目前市場(chǎng)上的礦井電纜故障測(cè)試儀,有的用脈沖反射法直接進(jìn)行測(cè)試,,可以測(cè)試短路,、斷線故障;有的采用智能電橋測(cè)試原理進(jìn)行測(cè)試,,可以測(cè)試故障點(diǎn)阻值不太高的泄漏性高阻故障,;有的是脈沖反射法和電橋法同時(shí)采用,使用范圍就更廣泛一些,。
通過以上介紹,,我們可以看到,盡管儀器的種類名稱不一樣,,其測(cè)試原理其實(shí)就那么幾種,,儀器名稱不同,主要是生產(chǎn)廠家按使用對(duì)象不同,,從市場(chǎng)營(yíng)銷的需要給儀器命名,。作為儀器使用者,不要看儀器叫什么名稱,,主要要了解儀器是采用什么測(cè)試原理,,從而確定是否能滿足需要。
三,、電纜故障測(cè)試儀高壓配套附件簡(jiǎn)介
高壓測(cè)試附件,,是電纜故障測(cè)試時(shí)*的,一般有一下幾種:
(1),、分立高壓脈沖測(cè)試配套附件簡(jiǎn)介
高壓試驗(yàn)變壓器:高壓閃絡(luò)測(cè)試時(shí),,使用的高壓試驗(yàn)變壓器功率1.5—5KW,輸出電壓0—70KV(直流),,交直流兩用(用直流功能),。需要注意的是,要用線圈鐵芯型的變壓器,,不能用可控硅型直流高壓發(fā)生器,。
操作箱:高壓試驗(yàn)操作箱與高壓試驗(yàn)變壓器配套,一般需要輸出交流0—50KV,直流0—70KV電壓,、輸出功率1.5-5KW,、具有20A過流保護(hù)功能或者能將過流保護(hù)功能關(guān)斷,。
高壓脈沖電容器:高壓測(cè)試時(shí),對(duì)于高壓電纜推薦使用耐壓20-40KV,,容量1.5—2цF電容,,對(duì)低壓電纜測(cè)試,可使用耐壓大于10KV,、容量6—8цF高壓脈沖電容器,。
分立式高壓附件的優(yōu)點(diǎn)是:價(jià)格低,三件全套8000元-15000元,;安全性可靠性高,;可以一機(jī)多用,靈活運(yùn)用,。缺點(diǎn)為接線稍為多一些,。
(2)、一體化高壓脈沖測(cè)試電源簡(jiǎn)介
一體化高壓脈沖測(cè)試電源,,輸出電壓與分立型基本相同,,有兩種形式,一是將高壓試驗(yàn)變壓器,,操作箱做成一體,,高壓脈沖電容器另外接;二是將高壓試驗(yàn)變壓器,,操作箱、高壓脈沖電容器做成一體,。為了操作安全,,控制一般做成線控或遙控的,也有直接操作的,。
一體化高壓脈沖測(cè)試電源的優(yōu)點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)接線少,,用戶感覺使用簡(jiǎn)單。但其價(jià)格也較高,,一般為25000-35000元,,儀器單件重量也較重。另外,,高壓器件集成到一塊,,故障率相對(duì)分立型較高,維修不便,。
(3),、一體化低壓脈沖測(cè)試電源簡(jiǎn)介
一體化低壓脈沖測(cè)試電源,輸出電壓一般為直流10KV,功率小于1KVA,。主要功能是測(cè)試低壓電纜故障時(shí)做為高壓脈沖電源使用,。有的可以做為交聯(lián)電纜外護(hù)套故障測(cè)試儀的跨步電壓發(fā)生器使用,,或者作為交聯(lián)電纜外護(hù)套耐壓檢測(cè)儀使用,也可以做為一部分高壓電纜高壓脈沖測(cè)試電源使用(故障電阻不高時(shí)),。
一體化低壓脈沖測(cè)試電源,,做為電源設(shè)計(jì),價(jià)格一般在20000元以內(nèi),,其各個(gè)生產(chǎn)廠家的儀器名稱不盡相同,,使用者主要要看儀器技術(shù)參數(shù),判斷能否滿足測(cè)試需要,。
四.電纜故障測(cè)試儀選購(gòu)知識(shí)介紹
1,、選購(gòu)電纜故障測(cè)試儀器的一般要求
選購(gòu)怎樣類型的電纜故障測(cè)試儀,首先要看使用單位的具體要求,,對(duì)儀器有沒有特殊要求,。一般而言,如果以前沒有購(gòu)買和使用過同類儀器,,電纜種類是高壓電纜,、低壓電纜都有,電纜鋪設(shè)方式是直埋,、電纜溝,,架空等等方式共存,對(duì)儀器也沒有什么特殊的要求,,推薦選用具有故障距離粗測(cè),、電纜路徑探測(cè)、故障點(diǎn)定點(diǎn)三種功能完整配套的電纜故障測(cè)試儀,。具體要求為:故障點(diǎn)粗測(cè)儀(閃測(cè)儀)具有低壓脈沖測(cè)試電纜長(zhǎng)度功能和沖閃法測(cè)試高阻故障功能,;故障定點(diǎn)儀具有聲測(cè)法定點(diǎn)功能,具有聲磁同步測(cè)試定點(diǎn)功能,;路徑測(cè)試儀要能夠測(cè)試直埋深度2米電纜的路徑,,測(cè)試距離zui少大于5Km。
對(duì)于已經(jīng)購(gòu)買和使用了上面智能型電纜故障測(cè)試儀的用戶,,再次購(gòu)買時(shí),,可以購(gòu)買功能改進(jìn)型同類儀器,這樣使用就更熟練,。也可以按單位具體情況購(gòu)買其他測(cè)試原理的測(cè)試儀,,例如電纜溝鋪設(shè)的電纜較多,就可以購(gòu)買高壓智能電橋測(cè)試儀,,測(cè)試故障距離后直接打開電纜溝查找,,就能直接發(fā)現(xiàn)鎧裝損壞的開放型電纜故障點(diǎn)。如果直埋電纜較多,電纜較新,,可以購(gòu)買用跨步電壓測(cè)試原理的測(cè)試儀,。如果資金允許,不同類型的測(cè)試儀都可以購(gòu)買,,然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活使用,。
對(duì)于使用范圍很單純的用戶,如路燈管理部門,,可以購(gòu)買路燈電纜測(cè)試儀,,但是要注意,購(gòu)買的儀器是脈沖法測(cè)試,、電橋法測(cè)試功能都有才行,,故障定點(diǎn)也要跨步電壓法、聲測(cè)法都有才能完成絕大部分路燈故障點(diǎn)測(cè)試工作,。
對(duì)于電纜芯線斷線,、電纜電線外護(hù)套(外皮)沒有損傷的故障,無法用電橋法測(cè)試故障距離,,也無法用跨步電壓法定點(diǎn),;對(duì)于電纜外護(hù)套多處有破損的電纜,即使電纜直埋,,并且是接地故障,,也不能用跨步電壓法定點(diǎn)。
2,、單片機(jī)型閃測(cè)儀與筆記本電腦型閃測(cè)儀
兩種閃測(cè)儀都用脈沖反射法測(cè)試原理,,功能上是基本相同的。使用什么樣的閃測(cè)儀,,主要看使用單位的愛好,。如果使用單位使用人員的技術(shù)水平較高,對(duì)計(jì)算機(jī)使用很熟練,,電纜故障又不是很多,可以購(gòu)買筆記本型閃測(cè)儀,。如果對(duì)解決故障速度要求很高,,儀器使用頻繁,使用人員較多,,可以購(gòu)買單片機(jī)型閃測(cè)儀,。筆記本型閃測(cè)儀優(yōu)點(diǎn)是功能多,波形存貯量大,,并且能做辦公管理用,。單片機(jī)型閃測(cè)儀的優(yōu)點(diǎn)是使用簡(jiǎn)單快速,故障率小,。
根據(jù)筆者多年的使用經(jīng)驗(yàn),,電纜故障測(cè)試儀在各個(gè)供電部門都是專機(jī)專人的,,用戶購(gòu)機(jī),就是為了快速解決電纜故障,,而筆記本電腦的電纜管理功能,,很少有單位使用,大部分使用單位,,會(huì)將儀器配用的筆記本電腦用作其他用途,,這樣,就很難保證筆記本電腦測(cè)試程序始終保持完好狀態(tài),,也就很難做到電纜隨時(shí)有故障,,電纜故障測(cè)試儀隨時(shí)能完好使用。所以,,筆者推薦使用單片機(jī)型或者工業(yè)PC機(jī)型閃測(cè)儀,。
3、閃測(cè)儀的分辨率與采用頻率
分辨率做為閃測(cè)儀的一項(xiàng)重要指標(biāo),,主要是與儀器的采用頻率有關(guān)系的,。一般人認(rèn)為,分辨率是越高越好,,采樣頻率也是越高越好,。例如:油浸紙電纜,在25MHz的采樣頻下率,,閃測(cè)儀的分辨率為3.2米/點(diǎn),,在50MHz的采樣頻率下,閃測(cè)儀的分辨率為1.6米/點(diǎn),。但是,,追求更高的采用頻率和分辨率,對(duì)測(cè)試通信電纜有用,,對(duì)測(cè)試電力電纜意義不是很大,。電力電纜用聲測(cè)法故障定點(diǎn)時(shí),地震波的測(cè)試范圍為4米左右,,所以閃測(cè)儀的分辨率在3-4米就能滿足需要了,。
我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試故障時(shí),閃測(cè)儀只要測(cè)試大概的故障距離就行了,,主要的工作是完成故障點(diǎn)定點(diǎn)工作,。很少有在現(xiàn)場(chǎng)按粗測(cè)距離用皮尺丈量進(jìn)行故障定點(diǎn)的,所以,,過分強(qiáng)調(diào)粗測(cè)誤差到幾米甚至是零點(diǎn)幾米,,實(shí)際上是對(duì)電纜故障的測(cè)試原理和測(cè)試過程不夠了解,有時(shí)是廠家誤導(dǎo)用戶。
4,、傻瓜式測(cè)試與故障波形分析及測(cè)試經(jīng)驗(yàn)得到積累
對(duì)于沒有電纜故障測(cè)試經(jīng)驗(yàn)的用戶,,選購(gòu)儀器時(shí),很想購(gòu)買使用簡(jiǎn)單的傻瓜式儀器,,想法其實(shí)沒有錯(cuò),,能夠有傻瓜式儀器,誰(shuí)都樂意使用,。目前市場(chǎng)上確實(shí)有宣稱是傻瓜式或者一鍵測(cè)試型電纜故障測(cè)試儀,,但是對(duì)測(cè)試的故障類型和范圍都有嚴(yán)格要求(一般為短路、斷線或者泄漏性低阻故障),。有一點(diǎn)使用者必須明白:電纜故障類型很多,,沒有任何一種儀器可以包醫(yī)百病。
所以,,對(duì)于儀器使用者來講,,儀器的使用學(xué)習(xí)是很重要的。對(duì)于脈沖反射法測(cè)試原理的閃測(cè)儀,,學(xué)習(xí)測(cè)試波形分析的方法,,多進(jìn)行測(cè)試經(jīng)驗(yàn)的積累,多向有經(jīng)驗(yàn)的師傅請(qǐng)教,,才能使用好儀器,,快速解決電纜故障。
5,、傳統(tǒng)測(cè)試方法與前沿新技術(shù)的應(yīng)用
購(gòu)買使用面廣,,性能可靠的測(cè)試儀,是一般用戶的,。有條件時(shí),,可以購(gòu)買使用采用比較前沿新方法技術(shù)的測(cè)試儀,如二次脈沖閃測(cè)儀,、電磁波預(yù)定點(diǎn)儀等等,。任何新技術(shù)的使用和發(fā)展,都是在科研開發(fā)機(jī)構(gòu)和使用單位的共同努力下逐步完成的,。
6,、國(guó)產(chǎn)測(cè)試儀與進(jìn)口測(cè)試儀
電纜故障測(cè)試儀的測(cè)試方法作為一種很成熟的技術(shù),從技術(shù)和使用效果看,,國(guó)產(chǎn)的和進(jìn)口的儀器沒有實(shí)質(zhì)的差別,。國(guó)產(chǎn)儀器價(jià)格低,,服務(wù)和維修方便,。進(jìn)口儀器生產(chǎn)工藝完善,外觀精致,但是價(jià)格較國(guó)產(chǎn)同類儀器高,,維修和服務(wù)相對(duì)不便,。
7、電纜故障測(cè)試車
將電纜故障測(cè)試用的各種儀器有機(jī)配套起來,,采用電纜測(cè)試車的形式,,在國(guó)內(nèi)大型供電系統(tǒng)已經(jīng)有不少應(yīng)用。它的全功能,、機(jī)動(dòng)性優(yōu)勢(shì)是不言而寓的,。但是,測(cè)試車價(jià)格高,,在有些場(chǎng)合由于車無法進(jìn)入,,使用并不方便。根據(jù)筆者觀察,,購(gòu)買測(cè)試車的許多用戶,,同時(shí)配套了傳統(tǒng)的分開配置的電纜故障測(cè)試儀,然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定用什么儀器來測(cè)試故障,。
五,、電纜故障測(cè)試步驟及測(cè)試時(shí)注意問題
1、高壓電纜故障測(cè)試的基本步驟
電纜故障測(cè)試的基本步驟:一般來說,,按以下步驟測(cè)試:
(1),、搞清楚故障產(chǎn)生的原因及電纜基本情況,例如是運(yùn)行產(chǎn)生故障還是預(yù)試產(chǎn)生故障,,是新電纜還是運(yùn)行時(shí)間很長(zhǎng)的電纜,,電纜的大概長(zhǎng)度,電纜中間有沒有接頭,,電纜以前有沒有出現(xiàn)過故障,,電纜是直埋還是在電纜溝鋪設(shè),以及電纜類型等等,。
(2),、一定要搞清楚,電纜兩端必須與其它線路斷開,,確保電纜無電,,電纜周圍環(huán)境處于安全狀態(tài)。
(3),、測(cè)試人員必須注意,,每次與電纜接線前,將電纜各相線與地用短路線連接放電,,放電時(shí)必須先將短路線一端接地,,另一端分別接電纜各相線放電,。對(duì)于其它電器,例如電容器,,試驗(yàn)變壓器等,,接線及去掉連接線前也要注意先放電,后接線,??傊纬刹僮髁?xí)慣,,不怕麻煩,,每次操作前,先注意操作電器有無與電路連接,,先放電再操作,。
(4)、測(cè)試時(shí),,先用閃測(cè)儀低壓脈沖功能,,對(duì)電纜各相分別進(jìn)行全長(zhǎng)測(cè)試,看三相對(duì)鎧裝測(cè)試時(shí),,測(cè)試波形是否一致,。對(duì)大部分高阻故障,各相測(cè)試波形是一致的,。對(duì)低阻故障以及存在斷相故障的高阻故障,,故障相測(cè)試波形與測(cè)試的電纜全長(zhǎng)就不一致,這樣就可以直接用低壓脈沖測(cè)試出故障距離,。
(5),、用高壓閃絡(luò)法測(cè)試時(shí),不管電纜故障是高阻故障,,還是低阻故障,,均可用高壓沖閃法進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于用低壓脈沖能夠直接測(cè)試出故障距離的低阻或斷線故障,,一般也要用高壓沖閃進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)試及故障點(diǎn)的定點(diǎn),。
高壓閃絡(luò)法測(cè)試時(shí),要注意,,不管電纜是單相故障還是多相有故障,,對(duì)一根故障相測(cè)試時(shí),其它的電纜相線要與電纜鎧裝短路,,以減少其它電纜的干擾,,提高測(cè)試精度。
(6),、高壓閃絡(luò)法測(cè)試完畢,,確定了故障距離,,就可以進(jìn)行故障定點(diǎn)。采用聲磁同步定點(diǎn)儀時(shí),,故障定點(diǎn)與路徑探測(cè)工作可以同步進(jìn)行。
2,、注意測(cè)試安全問題
故障測(cè)試安全問題分為測(cè)試人員安全及設(shè)備安全,。測(cè)試人員安全要注意儀器的接地和放電,設(shè)備安全主要是正確接線,,除了按說明書要求操作外,,注意理解下面幾點(diǎn):
(1)、“一點(diǎn)接地”與“多點(diǎn)分開接地”:閃測(cè)儀高壓沖閃法測(cè)試時(shí),,要求高壓回路一點(diǎn)接地,,即高壓試驗(yàn)變壓器、電容器的接地端直接連到電纜鎧裝(鎧裝要接地),,要用zui短的線直接接鎧裝,,不要連線過長(zhǎng),這主要是為了保證測(cè)試波形的標(biāo)準(zhǔn),,便于分析,。對(duì)于操作箱、閃測(cè)儀等我們要直接操作的儀器,,保護(hù)接地線可以另外用連線接地,,一般不要與高壓接地線連接在一起,這樣就能保證高壓接地線萬一沒有接好地時(shí),,操作人員的安全,。
(2)、安全放電問題:高壓沖閃法測(cè)試時(shí),,主要放高壓脈沖電容器和測(cè)試電纜的高壓電,。要用帶電阻的放電棒放電。用接地絕緣棒直接放電,,沖擊電流過大,,會(huì)影響高壓脈沖電容器的使用壽命。
(3),、直流供電:用帶直流供電功能的閃測(cè)儀,,測(cè)試時(shí)盡量用直流供電進(jìn)行高壓測(cè)試,這樣可以防止高壓沖擊電流通過交流電源線對(duì)閃測(cè)儀的沖擊,。
六,、電纜故障測(cè)試儀的保養(yǎng)和維修
1、儀器的日常保養(yǎng)維護(hù)一般要求
電纜故障測(cè)試儀做為一種高科技儀器,,在維修儀器中,,幾萬到十幾萬的價(jià)格也算是比較精密的儀器,,一般用戶都很愛護(hù),是專人包管,,專人使用,。但也不必過分小心,現(xiàn)在的儀器一般是很耐用的,,只要使用時(shí)注意使用方法,,不要意外摔碰,是不會(huì)損壞的,。帶液晶顯示的儀器,,不要外力碰壓液晶屏;帶顯象管的儀器,,整機(jī)要輕拿輕放,;儀器的探頭、探棒等附件,,使用完畢要擦干凈泥土,,防止外殼生銹;儀器的各種測(cè)試線,,使用完畢要盤放整齊,,不要搞成一團(tuán),以免下次使用時(shí)生拉硬扯造成故障,。需要說明的是,,儀器的正常通電學(xué)習(xí),模擬及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,,不會(huì)對(duì)儀器壽命有影響,,所以使用者應(yīng)該多學(xué)習(xí),多測(cè)試,,以便提高測(cè)試技能,。
2、帶直流供電測(cè)試儀器的保養(yǎng)
對(duì)與帶直流供電的儀器,,如果是干電池供電的,,要定期更換電池,防止電池漏液損壞儀器,;如果是充電電池供電,,長(zhǎng)期不用時(shí),存放前一般要給電池充足電,,并且放3個(gè)月左右就重新給儀器充電,;用鉛酸電池供電的,注意不要使用時(shí)把電池電量用完,,以免電池?zé)o法再充電,。
3,、電纜故障測(cè)試儀器的維修
電纜故障測(cè)試儀的維修工作,主要由生產(chǎn)廠家來負(fù)責(zé)?,F(xiàn)在的工業(yè)用儀器,,廠家為了技術(shù)保密,一般不向用戶提供詳細(xì)的技術(shù)圖紙,,給用戶維修工作造成不便,。但是為了方便用戶的使用和維修,只要用戶有要求,,生產(chǎn)廠家一般都會(huì)向用戶提供維修用的相關(guān)圖紙,這樣對(duì)雙方都有利,。
用戶使用中發(fā)生的儀器故障,,大部分是很簡(jiǎn)單的小毛病,用戶自己動(dòng)手就能排除,,例如電池電量不足,,對(duì)比度顯示電位器調(diào)整不當(dāng)造成儀器不顯示,脈沖幅度控制電位器及脈沖寬度控制開關(guān)調(diào)整不當(dāng),,造成的儀器不采樣或采樣波形無法識(shí)別,,測(cè)試線的接頭斷裂,對(duì)儀器各種功能的認(rèn)識(shí)不清造成的使用問題等等,,用戶只要認(rèn)真對(duì)照說明書操作,,或者通過、網(wǎng)絡(luò)等方式向生產(chǎn)廠家的工程師咨詢,,都會(huì)順利地解決,。只有確認(rèn)發(fā)生了比較嚴(yán)重的硬件故障,如儀器遭受外力嚴(yán)重撞擊,、高壓電擊,、儀器內(nèi)部進(jìn)水、遭受高溫甚至內(nèi)部元件燒壞冒煙等等,,一般需要生產(chǎn)廠家維修,。
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