粗測定位的方法及原理
波反射法。波反射法主要適用于測量電纜的低阻、短路與斷路故障。據統計,該類故障約占電纜故障的10%。低壓脈沖法還可用于測量電纜的長度、電磁波在電纜中的傳播速度以及區分電纜的中間頭、T型接頭與終端頭等。波反射法能測量電纜長度,校正電纜波速度,尤其是定位斷線故障非常方便,不必在遠端短路電纜,符合數字化、智能化的潮流。
波反射法的工作原理是測試時向電纜注入一低壓脈沖,該脈沖沿電纜傳播到阻抗不匹配點,如短路點、故障點、中間接頭等,脈沖產生反射,回送到測量點被儀器記錄下來。波形上發射脈沖與反射脈沖的時間差△t,對應脈沖在測量點與阻抗不匹配點往返一次的時間,已知脈沖在電纜中的波速度V,則阻抗不匹配點距離可由 L=V?△t 2 計算得出。
通過識別反射脈沖的極性,可以判定故障的性質。斷路故障反射脈沖與發射脈沖極性相同,而短路故障的反射脈沖與發射脈沖極性相反。
由上式得知,脈沖在電纜中的波速度對于準確地計算出故障距離很關鍵。在不確定電纜波速度值的情況下,可用如下方法測量。如已知被測電纜的長度,根據發送脈沖與電纜終端反射脈沖之間的時間△t,可推算出電纜中的波速度:V=2?L△t
在脈沖反射波形比較測量法中,有些不容易被識別,比如存在分支點結構復雜的電纜。如圖2a所示,一中間帶接頭的電纜發生單相接地故障,首先在良好的芯線上測得一波形,如圖2b所示,然后在故障芯線上測量波形如圖2c,把二者進行比較,在波形上F處二波形明顯出現差異,這是由于故障點反射脈沖所造成的,如圖2d所示,該點所代表的距離即是故障點位置。
在供電系統中,一直有“三分儀器七分找”的說法,認為電纜定位比較困難。隨著儀表技術的進步,電纜定位更為方便,因此在實踐應用中選擇合理的儀器及定位經驗更為重要。
通常,電纜故障點定位分四步進行,主要包括判斷故障點類型、選擇合適方法及相應的儀器、粗測定位以及定點。其中,粗測定位方法有電橋法、波反射法兩種。目前波反射法定位儀較普及。但是有幾種電纜故障很難用波反射法查找,比如高壓電纜護套絕緣缺陷點、鋼帶鎧裝低壓力纜、PVC電纜和短電纜都無法被定位。另外,一些高阻擊穿點在沖擊電壓下無法擊穿,也難以定位。
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