電纜故障測(cè)試儀工作原理與組成
電纜故障測(cè)試儀是一套綜合性的電纜故障探測(cè)儀器。能對(duì)電纜的高阻閃絡(luò)故障,高低阻性的接地,短路和電纜的斷線,接觸不良等故障進(jìn)行測(cè)試,若配備聲測(cè)法定點(diǎn)儀,可準(zhǔn)確測(cè)定故障點(diǎn)的精確位置。特別適用于測(cè)試各種型號(hào)、不同等級(jí)電壓的電力電纜及通信電纜。
1.儀器的基本原理
根據(jù)故障的探測(cè)原理,當(dāng)儀器處于閃絡(luò)觸發(fā)方式時(shí),故障點(diǎn)瞬時(shí)擊穿放電所形成的閃絡(luò)回波是隨機(jī)的單次瞬態(tài)波形,因此測(cè)試儀器應(yīng)具備存儲(chǔ)示波器的功能,可捕獲和顯示單次瞬態(tài)波形。
本儀器采用數(shù)字存儲(chǔ)技術(shù),利用高速A/D轉(zhuǎn)換器采樣,將輸入的瞬態(tài)模擬信號(hào)實(shí)時(shí)地轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),存儲(chǔ)在高速存儲(chǔ)器中,經(jīng)CPU微處理器處理后,送至LCD顯示控制電路,變?yōu)闀r(shí)序點(diǎn)陣信息,于是在LCD屏幕上顯示當(dāng)前采樣的波形參數(shù)。
當(dāng)儀器處于脈沖觸發(fā)方式時(shí),儀器按一定周期發(fā)出探測(cè)脈沖加入被測(cè)電纜和輸入電路,即時(shí)啟動(dòng)A/D工作,其采樣、存儲(chǔ)、處理和顯示與前述過程相同。LCD顯示屏上應(yīng)有反射回波。
2.儀器的組成
儀器是以微處理器為核心,控制信號(hào)的發(fā)射、接收及數(shù)字化處理過程。
微處理器完成的數(shù)字處理任務(wù)包括:數(shù)據(jù)的采集、儲(chǔ)存、數(shù)字濾波、光標(biāo)移動(dòng)、距離計(jì)算、圖形比較、圖像的比例擴(kuò)展,直到送LCD顯示。也可根據(jù)需要由通訊口與PC機(jī)通訊。
脈沖發(fā)生器是根據(jù)微處理器送來的編碼信號(hào),自動(dòng)形成一定寬度的邏輯脈沖。此脈沖經(jīng)發(fā)射電路轉(zhuǎn)換成高幅值的發(fā)射沖,送至被測(cè)電纜上。
高速A/D發(fā)生器是將被測(cè)電纜上返回的信號(hào)經(jīng)輸入電路送高速A/D采樣電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),最后送微處理器進(jìn)行處理。
鍵盤是人機(jī)對(duì)話的窗口,操作人員可根據(jù)測(cè)試需要通過鍵盤將命令輸入給計(jì)算機(jī),然后由計(jì)算機(jī)控制儀器完成某一測(cè)試功能。
電力電纜故障測(cè)試儀工作原理電力電纜故障測(cè)試儀由電力電纜故障測(cè)試儀主機(jī)、電纜故障定位儀、電纜路徑儀三個(gè)主要部分組成。電纜故障測(cè)試儀主機(jī)用于測(cè)量電纜故障故障性質(zhì),全長(zhǎng)及電纜故障點(diǎn)距測(cè)試端的大致位置。電纜故障定點(diǎn)儀是在電纜故障測(cè)試儀主機(jī)確定電纜故障點(diǎn)的大致位置的基礎(chǔ)上來確定電纜故障點(diǎn)的精確位置。對(duì)于未知走向的埋地電纜,需使用路徑儀來確定電纜的地下走向。電力電纜故障進(jìn)行測(cè)試的基本方法是通過對(duì)故障電力電纜施加高壓脈沖,在電纜故障點(diǎn)處產(chǎn)生擊穿,電纜故障擊穿點(diǎn)放電的同時(shí)對(duì)外產(chǎn)生電磁波并同時(shí)發(fā)出聲音。
弧反射法(二次脈沖法)在電纜故障定位中的應(yīng)用的工作原理:首先使用一定電壓等級(jí)、一定能量的高壓脈沖在電纜的測(cè)試端施加給故障電纜,讓電纜的高阻故障點(diǎn)發(fā)生擊穿燃弧。同時(shí),在測(cè)試端加入測(cè)量用的低壓脈沖,測(cè)量脈沖到達(dá)電纜的高阻故障點(diǎn)時(shí),遇到電弧,在電弧的表面發(fā)生反射。由于燃弧時(shí),高阻故障變成了瞬間的短路故障,低壓測(cè)量脈沖將發(fā)生明顯的阻抗特征變化,使得閃絡(luò)測(cè)量的波形變?yōu)榈蛪好}沖短路波形,使得波形判別特別簡(jiǎn)單清晰。這就是我們稱之為的“二次脈沖法”。接收到的低壓脈沖反射波形相當(dāng)于一個(gè)線芯對(duì)地完全短路的波形。將釋放高壓脈沖時(shí)與未釋放高壓脈沖時(shí)所得到的低壓脈沖波形進(jìn)行疊加,2個(gè)波形會(huì)有一個(gè)發(fā)散點(diǎn),這發(fā)散點(diǎn)就是故障點(diǎn)的反射波形點(diǎn)。這種方法把低壓脈沖法和高壓閃絡(luò)技術(shù)結(jié)合在一起,使測(cè)試人員更容易判斷出故障點(diǎn)的位置。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)化為最簡(jiǎn)單的低壓脈沖短路故障波形,所以判讀極為簡(jiǎn)單,可準(zhǔn)確標(biāo)定故障距離。
三次脈沖法采用雙沖擊方法延長(zhǎng)燃弧時(shí)間并穩(wěn)弧,能夠輕易地定位高阻故障和閃絡(luò)性故障。三次脈沖法技術(shù)先進(jìn),操作簡(jiǎn)單,波形清晰,定位快速準(zhǔn)確,目前已經(jīng)成為高阻故障和閃絡(luò)性故障的主流定位方法。三次脈沖法是二次脈沖法的升級(jí),其方法是首先在不擊穿被測(cè)電纜故障點(diǎn)的情況下,測(cè)得低壓脈沖的反射波形,緊接著用高壓脈沖擊穿電纜的故障點(diǎn)產(chǎn)生電弧,在電弧電壓降到一定值時(shí)觸發(fā)中壓脈沖來穩(wěn)定和延長(zhǎng)電弧時(shí)間,之后再發(fā)出低壓脈沖,從而得到故障點(diǎn)的反射波形,兩條波形疊加后同樣可以發(fā)現(xiàn)發(fā)散點(diǎn)就是故障點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置。由于采用了中壓脈沖來穩(wěn)定和延長(zhǎng)電弧時(shí)間,它比二次脈沖法更容易得到故障點(diǎn)波形。相對(duì)于二次脈沖法由于三次脈沖法不用選擇燃弧的同步時(shí)長(zhǎng),操作起來也跟加簡(jiǎn)便。
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