高阻故障是電纜故障中常見且檢測(cè)難度較高的一類,針對(duì)高阻故障的檢測(cè)方法主要包括以下幾種,每種方法各有特點(diǎn)和適用場(chǎng)景:
沖閃法(沖擊高壓閃絡(luò)測(cè)試法)
適用場(chǎng)景:適用于大部分閃絡(luò)故障、斷路和低阻、短路性故障。電力電纜發(fā)生故障七成以上為高阻故障,尤其是預(yù)防性試驗(yàn)中出現(xiàn)擊穿故障有九成為高阻故障,沖擊高壓閃絡(luò)檢測(cè)法適用于各種類型的高阻故障檢測(cè)。
方法分類:分為電感沖閃法和電阻沖閃法,二者最大的不同在于球形間隙相互串聯(lián)的電感線圈L可換為電阻。其中電感沖閃法應(yīng)用更為寬泛,高阻電力電纜故障查測(cè)多使用本方法。
工作原理:系統(tǒng)接通電源,電流經(jīng)過調(diào)壓器、變壓器整流器對(duì)電容器充電,當(dāng)充電電壓升至一定值后,球間隙被擊穿,電容器的電壓通過球間隙短路電弧和小電感直接加設(shè)到電力電纜測(cè)量端。此沖擊電壓波沿著電力電纜方向朝故障點(diǎn)進(jìn)行傳播,電壓峰值足夠大時(shí),故障點(diǎn)因電離放電,產(chǎn)生短路電弧,同時(shí)沿著電力電纜發(fā)送電壓波并反射。
故障點(diǎn)判斷:故障點(diǎn)擊穿時(shí),球形間隙放電聲清脆響亮,火花較大,且電流表指針擺動(dòng)范圍大。
二次脈沖法(多次脈沖法)
原理:通過高壓發(fā)生器給故障電纜施加高壓脈沖,使故障點(diǎn)產(chǎn)生弧光放電,實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)的降阻。此時(shí),向電纜注入低壓脈沖信號(hào),在故障電弧熄滅后,再向故障電纜注入低壓脈沖信號(hào),通過前后兩個(gè)低壓脈沖反射波形的比較,波形的明顯分歧點(diǎn)所在距離即為故障距離。
適用范圍:適用于高阻故障的測(cè)距(1kΩ及以上)。不過,二次脈沖法燃弧時(shí)間短、燃弧不易穩(wěn)定,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)要通過多次實(shí)測(cè)波形的觀察,選擇合適的延遲時(shí)間,選出最適合判讀的測(cè)試波形。當(dāng)故障點(diǎn)發(fā)生在電纜始端或近始端時(shí),波形稍復(fù)雜一些,精確讀數(shù)會(huì)引入一定誤差。
脈沖電流法
工作原理:將電纜故障點(diǎn)用直流高壓閃絡(luò)或者沖擊高壓閃絡(luò),使故障點(diǎn)擊穿,采用線性電流耦合器采集電纜中的電流行波信號(hào),根據(jù)電流行波信號(hào)在測(cè)試端與故障點(diǎn)的時(shí)間差來計(jì)算出故障點(diǎn)距離。
適用范圍及特點(diǎn):測(cè)試范圍為高阻故障,當(dāng)二次脈沖法解決不了時(shí),可以嘗試用脈沖電流法。測(cè)試范圍可調(diào)整為測(cè)試電纜全長的4 - 6倍。脈沖電流法波形是電流信號(hào),來源于故障點(diǎn)放電產(chǎn)生的電流信號(hào),而不是測(cè)試儀器發(fā)射的信號(hào)。電壓需要一直升壓,直到故障點(diǎn)擊穿或高壓脈沖發(fā)生器發(fā)出高壓脈沖,只能被動(dòng)測(cè)量行波,波形依賴行波頻率,有時(shí)清楚,有時(shí)很難辨認(rèn)。通過耦合線圈得到波形,準(zhǔn)確性降低。使用脈沖電流法時(shí),有時(shí)高壓脈沖信號(hào)需要幾次反射后,故障點(diǎn)才放電,此時(shí)需要把測(cè)試范圍調(diào)得很大或調(diào)整放電延時(shí)值才能得到可用的波形。
聲磁同步定點(diǎn)法
原理:向電纜施加沖擊直流高壓使故障點(diǎn)放電,在放電瞬間電纜金屬護(hù)套與大地構(gòu)成的回路中形成感應(yīng)環(huán)流,從而在電纜周圍產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)。應(yīng)用感應(yīng)接收儀器接收脈沖磁場(chǎng)信號(hào)和從故障點(diǎn)發(fā)出的放電聲信號(hào),儀器根據(jù)探頭檢測(cè)到的聲、磁兩種信號(hào)時(shí)間間隔為最小的點(diǎn)即為故障點(diǎn)。
優(yōu)勢(shì):比聲測(cè)法抗干擾性好,目前普遍采用此方法,儀器還帶基本的路徑識(shí)別功能,時(shí)間差小,數(shù)字穩(wěn)定,放電聲音足來定故障點(diǎn)。
跨步電壓法
適用場(chǎng)景:對(duì)于單相接地故障或兩相、三相短路并接地故障,外護(hù)套故障適用。
所需儀器:電纜護(hù)層故障定位電源,跨步電壓指示器。
工作原理:在故障相與地之間,加上負(fù)極性的直流電源,從故障點(diǎn)流入土壤的電流在土壤表面形成漏斗狀電位分布,通過探棒尋找土壤中的電勢(shì)最低點(diǎn)。由高壓發(fā)生器與定點(diǎn)儀共同組合使用,通過兩根接地鐵釬,尋找土壤中電勢(shì)低點(diǎn)而準(zhǔn)確定點(diǎn)。在故障點(diǎn)處流入大地的測(cè)試電流導(dǎo)致故障點(diǎn)處為正負(fù)電壓峰值轉(zhuǎn)換點(diǎn),在故障點(diǎn)前接近故障時(shí),跨步電壓增加,越過故障后跨步電壓減小,并且極性改變。在接地故障點(diǎn)正上方時(shí),定點(diǎn)儀指針停在零位,此處即為電纜故障點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。