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電纜故障粗測方法之脈沖反射法的前世今生
時(shí)間: 2023-03-18 20:15
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電纜故障檢測過程中的行波法也叫脈沖反射法，采用這一原理進(jìn)行電力電纜故障測試，目前在國內(nèi)外已得到非常廣泛的應(yīng)用。
電纜故障粗測方法之脈沖反射法的前世今生
電纜故障檢測過程中的行波法也叫脈沖反射法，采用這一原理進(jìn)行電力電纜故障測試，目前在國內(nèi)外已得到非常廣泛的應(yīng)用。其主要特點(diǎn)是，它對電纜故障的可測率相當(dāng)高，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，95%以上的電力電纜故障都能采用這種方法進(jìn)行有效且滿意地測試;測試速度快，通常大部分故障可在數(shù)分鐘以內(nèi)用儀器顯示出故障點(diǎn)的位置;測試范圍寬，一種測試儀器可以有效地測試所有類型的電纜故障;安全性能好，整個(gè)測試過程對被測電纜無損傷，由于新技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用，也使得操作人員在測試過程中更加安全。
這種方法可以追溯到1939 年，當(dāng)時(shí)國外有一篇題為《電纜中擊穿故障點(diǎn)之探測》的論文，揭示了高阻故障點(diǎn)的某種基本物理特性，之后便出現(xiàn)了一種叫“電纜擊穿點(diǎn)探測儀”的儀器，其原理是使電纜在高電壓作用下讓故障點(diǎn)瞬間擊穿放電形成回路電流，然后采用沖擊式電流表來確定故障點(diǎn)的位置。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展以及人們對電纜故障點(diǎn)的物理特性進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)電纜故障點(diǎn)在高電壓作用下的“行波反射特性”，在20世紀(jì)60年代左右，英國便生產(chǎn)了一種“電纜故障探測儀”，其原理是使各種電纜高阻故障點(diǎn)在高電壓作用下產(chǎn)生閃絡(luò)放電，形成瞬間短路，并應(yīng)用傳輸線的反射特性，把在測試端產(chǎn)生的反射波形通過示波管顯示，然后用高速照相的辦法，將測試波形記錄下來，最后分析測試波形并計(jì)算出故障點(diǎn)的位置。而這種儀器主要是用來測試不能通過高電壓大電流燒穿降阻的“閃絡(luò)性高阻故障”。
到20 世紀(jì)60年代后期，我國開始研究采用行波理論來測試電纜故障。在1971年由西安電子科技大學(xué)與西安供電局共同研制成功一整套電力電纜故障測試儀器。其代表儀器為“DGC-711 型電纜故障閃測儀”。相比英國的同類產(chǎn)品，本儀器有兩個(gè)非常關(guān)鍵的技術(shù)突破。
(1)利用貯存示波管對瞬態(tài)波形的記錄儲(chǔ)存特性顯示故障點(diǎn)的波形特性，而不是用高速照相的辦法?，F(xiàn)場使用非常方便，故障測試過程變得非常快速。
(2)開發(fā)的直流高壓沖擊閃絡(luò)放電的方法(后面將介紹的“沖閃法”)可對任何性質(zhì)的故障進(jìn)行快速測試，而無需像過去那樣對高阻故障，特別是對閃絡(luò)性高阻故障進(jìn)行燒穿降阻等輔助做法。這一方法在目前仍為國內(nèi)外最普及且行之有效的一種方法。在以后的實(shí)際應(yīng)用中，人們發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)存示波管型的電纜故障閃測儀存在以下不足:
(1)故障點(diǎn)放電形成的特性反射波形在儲(chǔ)存示波管顯示停留的時(shí)間太短，只有十幾秒，最多只有 1min 左右，測試人員還沒有來得及計(jì)算出故障點(diǎn)位置，測試波形便消失了。
(2)有相當(dāng)一部分電纜故障，在整個(gè)很長的測試過程中，只有偶然的一次放電過程。由于操作不當(dāng)以及儀器的短暫顯示缺陷，從而失去一次很好的測試機(jī)會(huì)，故障可測率相對較低。
(3)儀器的抗振性能較差。隨著數(shù)字化技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，最早在 20 世紀(jì) 80 年代的英國，便出現(xiàn)了智能型的電纜故障測試儀，其原理仍然是“行波反射法”。在 1987 年我國才開始著手研制采用計(jì)算機(jī)技術(shù)及高速 A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)的智能型電纜故障測試儀器，并于 20 世紀(jì) 90 年代初研制成功我國第一套智能型電纜故障閃測儀。
但由于以下幾個(gè)因素，使得電力電纜故障的測試技術(shù)發(fā)展及普及應(yīng)用受到很大的影響。
(1)相比電橋法、行波法相對技術(shù)難度較大，對使用者來說需要有一定的經(jīng)驗(yàn)和一定的技術(shù)培訓(xùn)，僅憑著操作說明書及有關(guān)資料要完成一次較復(fù)雜的故障測試比較困難。
(2)由于儀器種類較多，同一種測試原理的儀器型號也很多，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，使用戶對電纜故障的測試原理及方法產(chǎn)生較大的懷疑。
(3)由于電力電纜故障的隨機(jī)性出現(xiàn)，一些用戶間隔很長時(shí)間才使用一次儀器，要正確使用儀器達(dá)到最佳效果比較困難，因此對于電力電纜故障測試技術(shù)本身來講，做好良好的技術(shù)服務(wù)跟蹤對用戶來說非常重要。
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