電纜探傷儀電力電纜故障測(cè)試中的應(yīng)用
討論了電纜探傷儀的測(cè)試原理和電纜故障類型。并就具體實(shí)例介紹了電力電纜故障的測(cè)試技術(shù)。探傷儀 電力電纜 故障測(cè)試 平衡電纜故障測(cè)試儀
引言 電力傳輸是電力供應(yīng)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，而近幾年來(lái)，由于基礎(chǔ)建設(shè)的加快和**供電的需要，地埋電力電纜越來(lái)越多地在廣大城鄉(xiāng)和工礦企業(yè)電力設(shè)施中得到廣泛應(yīng)用。但由于電纜埋入地下，且線路較長(zhǎng)，所以當(dāng)電纜發(fā)生故障而影響正常供電時(shí)會(huì)給故障點(diǎn)的查找?guī)?lái)一定的困難。若無(wú)測(cè)試設(shè)備，單靠人工查找電纜故障點(diǎn)，則不僅浪費(fèi)人力、物力，而且會(huì)造成難以估量的停電損失。因而，電力電纜的故障測(cè)試成為多年來(lái)困擾供電部門正常供電的重要問(wèn)題之一。近幾年，電力電纜故障的測(cè)試技術(shù)有了較大發(fā)展，出現(xiàn)了故障測(cè)距的脈沖電流法，路徑探測(cè)的脈沖磁場(chǎng)法及利用聲音與磁場(chǎng)信號(hào)差進(jìn)行故障定點(diǎn)的聲磁同步法。本文采用電橋法，就電纜探傷儀的測(cè)試原理，并結(jié)合實(shí)例進(jìn)行分析。 電力電纜的性質(zhì)、發(fā)生故障的原因及故障分類 （ 1 ）電力電纜的性質(zhì)。電纜絕緣芯線之間、絕緣芯線與護(hù)套或屏蔽層
之間都是相互絕緣的。 （ 2 ）電力電纜發(fā)生故障的原因。 ① 機(jī)械損傷，電纜直接受外力損傷，如振動(dòng)、熱漲冷縮等引起鉛護(hù)套損壞等； ② 絕緣受潮，因終端頭或連接盒施工不當(dāng)使水分侵入； ③ 絕緣老化； ④ 護(hù)層腐蝕； ⑤ 過(guò)壓、雷擊或其他過(guò)壓使電纜擊穿； ⑥ 過(guò)熱，過(guò)載或散熱**，使電纜絕緣擊穿； ⑦ 材料本身缺陷。 (3) 電力電纜故障分類 ( 根據(jù)故障電阻與擊穿間隙情況分 ) 。 ① 開(kāi)路故障； ② 高阻故障； ③ 低阻故障； ④ 閃絡(luò)故障。 2 QFl—A 電纜探傷儀的測(cè)試原理 2．1電橋法的基本原理 當(dāng)電橋接通電源之后，調(diào)節(jié)橋臂電阻．使 b 、 d2 個(gè)頂點(diǎn)的電位相等，即檢流計(jì) (G) 兩端的電壓為 0 ，則通過(guò)檢流計(jì) (G) 的電流 I g = 0 ，這時(shí)電橋平衡。由圖 1 可以得到如下關(guān)系： U ad = U ab , 即 I a R 1 = I b R 3 , （ 1 ） U bc = U dc , 即 I c R 2 = I d R 4 , （ 2 ）
由于 I g = 0 ，根據(jù)基爾霍夫定律，可得 I a = I c , I b = I d , 代入式 (1) 、 (2) ，并將兩式相除，可得： R 1 /R 2 = R 3 /R 4 ，即 R 1 ?R 4 = R 2 ?R 3 因此，在由 4 個(gè)電阻組成的橋式電路處于平衡狀態(tài)時(shí)，相對(duì)兩個(gè)電阻的乘積相等，若其中任何 3 個(gè)電阻為已知值，則可求得第 4 個(gè)電阻值。 2．2電纜芯線對(duì)地(或相間)電容的測(cè)量（測(cè)量范圍見(jiàn)表1） 表 1 QF1-A 電纜探傷儀可測(cè)量電容范圍
范 圍 *小分辨率（ % ） 測(cè)量誤差 備 注 0 ～ 1000pF 3 10%±10 pF （ 1 ）需扣除零電容（寄于橋路測(cè)量原理結(jié)構(gòu)，對(duì)象所造成零電容較大）； （ 2 ）橋體兩端開(kāi)路時(shí)， 零電容小于 250 pF 。 0 ～ 10000pF 0.5 1.5% 0 ～ 0.1F 0.5 1.5% 0 ～ 1F 0.5 1.5% 0 ～ 10F 3 10%
接上 220V 電源，插入耳機(jī)，開(kāi)啟電源即可聽(tīng)到 1000Hz 的音頻信號(hào)，反復(fù)調(diào)節(jié) R k 、 R H1 ，直至耳機(jī)中無(wú)聲音為止，此時(shí)電橋平衡，則有： C X 為 = C X ·(R k / R b ) 2. 3 電纜芯線開(kāi)路故障點(diǎn)測(cè)量（測(cè)量誤差見(jiàn)表 2 ） 表 2 開(kāi)路故障時(shí)，不同電纜芯線對(duì)地（或相間）電容及 QF1-A 電纜探傷儀 對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生的誤差
電纜芯線對(duì)地（或相間）電容 測(cè)量誤差 備 注 1000 ～ 10000pF 2%±1 （ 1 ）斷線處不可對(duì)地短 路； （ 2 ）電纜為同種規(guī)格。 10000 pF ～ 0.1F 2%±1 0.1 ～ 1F 2%±1 1 ～ 10F 2%±1 同種規(guī)格電纜芯線對(duì)地電容與長(zhǎng)度成正比， QFl-A 電纜探傷儀采用交流差動(dòng)電橋法測(cè)量?jī)上嚯娎|對(duì)地電容比值，從而確定故障點(diǎn)。 R k 是由 1 個(gè)十進(jìn)制電阻盤和 1 個(gè)滑線電阻器組成的可變電阻； A 是故障電纜開(kāi)路相的一端； B 是故障電纜完好相的一端。
當(dāng)電橋平衡時(shí)， R k ∶ （ 1―R k ） = C x / (C L + C y ) = L x ∶(2L―L x ), 所以 L x = R k ·2L 已知 。 2.4 電纜芯線接地故障點(diǎn)測(cè)量（測(cè)量誤差見(jiàn)表 3 ） 表 3 QF1-A 電纜探傷儀對(duì)電纜芯線地租故障時(shí)的測(cè)量誤差及范圍
電纜芯線回路電阻 故障芯線對(duì)地故障 R E （可測(cè)范圍） / kΩ 測(cè)量誤差 /m 備 注 1Ω ～ 10 kΩ ≤100 1%±1 （ 1 ） R E 為 600V 情況下 測(cè)量； （ 2 ）電纜為同種規(guī)格。 0.1 ～ 1Ω ≤10 1%±1
同種規(guī)格的電纜芯線的電阻與長(zhǎng)度成正比 ( 電纜電阻值見(jiàn)表 4) ，利用電橋法原理測(cè)出故障點(diǎn)兩邊電纜芯線電阻之比，也就測(cè)出了長(zhǎng)度之比，從而確定故障點(diǎn)。 表 4 聚氯乙烯絕緣電纜（ PVC 塑力纜）的參考電阻值 截面 /mm 2 分類 3×25 +1×10 3×35 +1×10 3×50 +1×16 3×70 +1×35 3×95 +1×35 3×120 +1×35 3×150 +1×50 3×185 +1×50
本文由微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀整理http:// 大電流發(fā)生器發(fā)布http://www.yzsxdl.com