化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng)技術(shù)文章
電力電纜故障探測(cè)培訓(xùn)教程－低壓脈沖法（2）
閱讀：46 發(fā)布時(shí)間：2019-8-15三、 低壓脈沖法測(cè)試電纜故障使用比較測(cè)量法
熟悉我們電纜故障測(cè)試儀培訓(xùn)教程的用戶應(yīng)該知道，我們對(duì)閃測(cè)儀的操作流程是這樣描述的：做好故障電纜有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)工作后，按電纜故障測(cè)試儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試報(bào)告（樣表）所列據(jù)的步驟進(jìn)行，先對(duì)故障電纜，用低壓脈沖法進(jìn)行全長(zhǎng)測(cè)試，例如，對(duì)三相帶凱裝電纜，分別進(jìn)行0A/0B/0C/AB/AC/BC間的全長(zhǎng)測(cè)試，測(cè)試6次，正常情況下，六次測(cè)試的波形及結(jié)果一致。要是有低阻故障、斷相故障，六次測(cè)試波形及結(jié)果會(huì)不一樣。
為什么一定要測(cè)試6次？6次測(cè)試的結(jié)果進(jìn)行比較分析 ，我們可以提前了解電纜大概情況，發(fā)現(xiàn)低阻斷線故障，發(fā)現(xiàn)接頭點(diǎn)，為下面的測(cè)試提供有價(jià)值的參考數(shù)據(jù)。
實(shí)際測(cè)試的電纜結(jié)構(gòu)，可能比較復(fù)雜，比如存在分支點(diǎn)，脈沖反射波形不容易理解。如圖1.a所示，一中間帶接頭的電纜發(fā)生單相接地故障，首先在良好的芯線上測(cè)得一波形，如圖1.b所示，然后在故障芯線上測(cè)量波形如圖1.c所示，把二者進(jìn)行比較，在波形上F處二波形明顯出現(xiàn)差異，這是由于故障
點(diǎn)反射脈沖所造成的，如圖1.d所示，該點(diǎn)所代表的距離即是故障點(diǎn)位置。
圖1 低壓脈沖比較法測(cè)量單相對(duì)地故障
現(xiàn)代單片機(jī)低壓脈沖反射法儀器具有波形記憶功能，即以數(shù)字的形式把波形保存起來(lái)，同時(shí)，可以把zui新測(cè)量波形與記憶波形同時(shí)顯示。利用這一特點(diǎn)，操作人員可以通過(guò)比較電纜良好線芯與故障線芯脈沖反射波形的差異處，來(lái)尋找故障點(diǎn)，避免了理解復(fù)雜的脈沖反射波形的困難，故障點(diǎn)容易識(shí)別，靈敏度高。
實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試過(guò)程中，電力電纜三相均有故障的可能性很小，絕大部分情況下有性能良好的線芯存在，可方便地利用波形比較法，測(cè)量故障點(diǎn)。
利用波形比較法，可地測(cè)定電纜長(zhǎng)度或校正電磁波在電纜中傳輸速度。由于脈沖在傳播過(guò)程中存在損耗，電纜終端的反射脈沖傳回到測(cè)量點(diǎn)后，波形上升沿比較圓滑，不好精確地標(biāo)定出反射脈沖到達(dá)時(shí)間，特別當(dāng)電纜距離較長(zhǎng)時(shí)，這一現(xiàn)象更突出。而把端點(diǎn)開(kāi)路與短路的波形同時(shí)
顯示時(shí)，二者的分叉點(diǎn)比較明顯，容易識(shí)別，如圖2所示。
圖2 電纜終端開(kāi)路與短路脈沖反射波形比較
四、閃測(cè)儀內(nèi)部阻抗平衡技術(shù)
1.為什么使用內(nèi)部阻抗平衡技術(shù)?
脈沖反射儀器發(fā)送的脈沖有一定的寬度，由于儀器的輸出阻抗與電纜波阻抗不匹配，電纜上得到的或者是儀器接收電路感受到的發(fā)送脈沖拖了一個(gè)尾巴，故障點(diǎn)反射脈沖與發(fā)射脈沖重疊，會(huì)造成顯著的測(cè)量盲區(qū)；儀器同時(shí)接收并在顯示器上顯示發(fā)送脈沖與反射脈沖，當(dāng)故障點(diǎn)距離較遠(yuǎn)時(shí)，發(fā)送脈沖的幅值遠(yuǎn)大于故障點(diǎn)反射脈沖，如通過(guò)提高放大器增益，來(lái)達(dá)到提高故障點(diǎn)反射脈沖幅值的目的，將造成信號(hào)放大電路的飽和，出現(xiàn)所謂的“阻塞”現(xiàn)象。
使用內(nèi)部阻抗平衡技術(shù)的目的，在于壓縮甚至消除掉儀器接收（并顯示）的發(fā)送脈沖，從而減少或消除掉測(cè)量盲區(qū)，并且可以較大限度地增加放大電路增益，提高故障點(diǎn)反射脈沖的幅值，而不會(huì)使放大電路“阻塞”造
成脈沖反射波形失真。
2. 內(nèi)部阻抗平衡技術(shù)
如圖3所示，儀器同時(shí)向被測(cè)電纜與內(nèi)部平衡網(wǎng)絡(luò)發(fā)射脈沖，而儀器接收到的信號(hào)是被測(cè)電纜與內(nèi)部平衡網(wǎng)絡(luò)上信號(hào)的差值，調(diào)節(jié)內(nèi)部平衡網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，使其與電纜的波阻抗一致，則發(fā)送脈沖在電纜與內(nèi)部平衡網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生的信號(hào)相同，儀器接收到的信號(hào)為零，而當(dāng)反射脈沖到來(lái)時(shí)，內(nèi)部平衡網(wǎng)絡(luò)上無(wú)信號(hào)出現(xiàn)，反射脈沖全部送到儀器接收電路上去。有無(wú)內(nèi)部平衡作用的儀器測(cè)量波形如圖4所示。
圖3 內(nèi)部平衡網(wǎng)絡(luò)的作用
圖4 有無(wú)內(nèi)部平衡網(wǎng)絡(luò)的脈沖反射波形比較
圖4.b中的使用內(nèi)部平衡網(wǎng)絡(luò)的脈沖反射波形，是從波形上消除了發(fā)送脈沖后，提高儀器增益測(cè)得的。而從圖4.a看出，當(dāng)發(fā)送脈沖在波形上同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，因發(fā)送脈沖幅值遠(yuǎn)大于故障點(diǎn)反射脈沖，如提高儀器放大增益，來(lái)達(dá)到提高故障點(diǎn)反射脈沖幅值的目的，將導(dǎo)致儀器輸入信號(hào)過(guò)大，造成信號(hào)放大電路飽和，出現(xiàn)所謂的“阻塞”現(xiàn)象，波形如圖4.c所示。
為了簡(jiǎn)化操作，實(shí)際的低壓脈沖反射儀器往往采用固定的平衡網(wǎng)絡(luò)，而不是由操作人員調(diào)節(jié)。
儀器采用內(nèi)部平衡技術(shù)壓縮顯示波形的發(fā)送脈沖后，利用波形比較法，可很方便地測(cè)出電纜出頭故障。
首先測(cè)得一完好電纜芯線的脈沖反射波形，儲(chǔ)存起來(lái)，然后再測(cè)量故障芯線，把先后兩次測(cè)量波形比較，在波形起始處，二者有明顯的差別，說(shuō)明是電纜出頭故障。
五、低壓脈沖波形分析方法
低壓脈沖測(cè)試，原理上面講的已經(jīng)很清楚，可能理論性過(guò)強(qiáng)，讀者不容易理解。其實(shí)，簡(jiǎn)單來(lái)講，脈沖法就2種測(cè)試波形，多么復(fù)雜的測(cè)試波形，都是2種測(cè)試波形的變異而來(lái)，看的多了，自然就理解了。下面是我們智能型閃測(cè)儀說(shuō)明書給出的脈沖法波形分析要點(diǎn)：
1、低壓脈沖法測(cè)低阻短路故障波形
脈沖法測(cè)低阻短路故障，或者將*相非測(cè)試端與鎧裝短接、或者將兩根*相終端短接，用低壓脈沖法測(cè)全長(zhǎng)、測(cè)速度時(shí)，測(cè)試波形如圖5所示：
波形特點(diǎn)：發(fā)射脈沖為正脈沖波形，一次反射為負(fù)脈沖波形，二次反射為正脈沖波形，三次反射又為負(fù)脈沖波形，以次類推。
定光標(biāo)方法：發(fā)射脈沖上升沿與基線交點(diǎn)（波形拐點(diǎn)處）定為起點(diǎn)，一次反射脈沖下降沿與基線交點(diǎn)（波形拐點(diǎn)處）定為終點(diǎn)。
需要說(shuō)明的是：當(dāng)故障距離或電纜長(zhǎng)度較短時(shí)，反射脈沖可能與基線沒(méi)有交點(diǎn)，這時(shí)，光標(biāo)起點(diǎn)、光標(biāo)終點(diǎn)就以波形上升或者波形下降的拐點(diǎn)來(lái)確定。
2、低壓脈沖法測(cè)試開(kāi)路故障（測(cè)全長(zhǎng)、測(cè)速度）波形
低壓脈沖法測(cè)開(kāi)路斷線故障，或者用電纜好相測(cè)全長(zhǎng)、測(cè)速度（相線開(kāi)路）時(shí)，測(cè)試波形如圖6所示。
圖6 低壓脈沖測(cè)全長(zhǎng)波形
波形特點(diǎn)：發(fā)射脈沖與一次反射，二次反射等各反射波形都為正脈沖波形。
定光標(biāo)方法：光標(biāo)起點(diǎn)定在發(fā)射脈沖上升沿與基線交點(diǎn)處（波形拐點(diǎn)處），光標(biāo)終點(diǎn)定在一次反射脈沖上升沿與基線交點(diǎn)處（波形拐點(diǎn)處）。