电缆保护层测试与故障定位

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发布时间:14-10-16 10:02分类:技术文章 标签:电缆故障定位
电缆保护层测试与故障定位 其它定位方法 脉冲电压法
脉冲电压法的测试原理和跨步电压法基本相同,只不过脉冲电压法使用脉冲电压发生器加载信号。电压发生器首*充电,然后将高压脉冲加载到被测线缆上,从而使接收器探测到电势梯度的变化。
请注意,使用脉冲电压法进行测试时需要特别谨慎。因为脉冲电压引起的电流将会很大,容易造成设备损坏或人员伤亡。电势梯度应该被限制在60V以下,输出能量*高不能超过100J。
脉冲电压法的优点很多,比如:它的检测灵敏度很高;受外界直流电压的干扰较低;有一定几率击穿高阻故障;一条线路上有多个故障点时,测量精度较高等。但是它也有一些缺点,例如:如果电缆上某一点电容过高,则可能被误定位为故障点;整个测试的能耗较大;需要完备的安全保障措施等。
音频信号定位法
音频信号定位法使用大功率的音频信号发生器代替了高压发生器,连接方法相同,也是将信号发生器连接到电缆屏蔽层和大地之间。另外除了外护套故障定位,音频信号法还能定位电缆深度、走向和低阻故障等,应用范围十分广泛。
除了测量距离更远,音频信号定位法相比于跨步电压定位法还有很多优势。音频信号法的接收机内置放大电路和过滤器,可以调整接收信号的频率和增益,从而过滤掉其它信号的干扰(例如其它直流电源和离散的电流产生的影响)。另外因为发射机发出的是交流信号,不用等待升压或充电的时间,即开即用,检测十分方便。音频信号定位法的接收机接收线缆发散出的电磁波信号,因此可以在地面上进行测试,而脉冲电压法测试时必须将电势探头插入土中。
因为电缆屏蔽层和大地之间存在很大的电容,所以音频信号发生器的负载是容性的,输出电压根据容抗不同会有很大程度的降低。仪器可能不容易检测到闪络故障。电缆的容抗和测试电压由下式决定:
下表列出了发射机功率、信号频率和输出电压的关系: 50Watt @ 480Hz 117V
50Watt @ 1450Hz 68V 50Watt @ 9820Hz 26V 500Watt @ 480Hz 370V 500Watt @
1450Hz 213V 500Watt @ 9820Hz 82V
为了降低电缆屏蔽层电容的干扰,并尽可能的提高测试电压,*好选用低频率进行测试。
根据跨步电压法和音频信号法的测试设备,人们在实践的过程中制作出了新的探头,这种探头呈A字型,如下图所示,两个脚部可以安装上平板电容,用于音频信号法定位,也可以安装电势探针,用于跨步电压法定位。
定位中低压系统中的电缆短路故障
电缆外护套破损还可能伴随着电缆线芯和屏蔽层的短路,这种故障不能用音频信号法定位。虽然因为屏蔽层接地,可以在故障点观察到音频信号突然变小,但是这种变化不容易识别,定位不够精确。使用跨步电压法可以定位这种电缆线芯的短路故障,只需把电缆屏蔽层与大地断开,按照定位电缆外护套故障的方法寻找电势*高点即可。
使用A字架辅助音频信号法定位
A字架是一种管线定位和故障排查的辅助设备,可以和音频信号法的接收机共同使用。测量时将发射机连接被测缆和大地,发射机会发射两种频率的信号,一种是用于定位故障点的低频交流信号(4Hz),另一种是用于追踪和定位管线走向的高频信号(9.82或83kHz等)。
低频交流信号会从线缆外护套故障点流出,返回发射机。因此使用A字架可以在这点探测到电势梯度的变换,A字架上的信号指示了故障点的方向和位置。
A字架会以不同的形式将信号显示在接收机屏幕上,有些使用柱状图,有些使用数字,通过这些直观的指示,用户可以很快定位故障点。
如果线缆上没有任何故障,A字架的信号很低,或因其它设备干扰上下跳动。如果检测到故障点的电势梯度,信号将归于稳定,并随着不断接近故障点而升高。
在故障点正上方时,A字架信号突然减小,原理和两根电势探针离故障点相同距离时显示为0是一样的。有些接收机还带有方向指示功能,能够指示故障点的位置。当A字架接近故障点时,测得的电势梯度应该和发射机的输出电压大体相同,如果测量值过小,则说明整条线路上不止一个故障点。发生这种情况时建议*开挖排除故障后再进行测量。
结束语
定期进行电缆故障测试,即使排除故障是电缆安全运行的关键。特别对于中压系统,电缆外护套故障会极大影响供电质量。
另外人们也可以间接定位电缆故障,因为单一的电缆故障会导致各种不同的次生故障,通过识别这些现象即可定位电缆故障。

发布时间:14-10-16 10:02分类:技术文章 标签:电缆故障定位
电缆保护层故障的精确定位
工作人员可以使用多种方法精确定位电缆外护套故障,这些方法包括:跨步电压测试法,电压脉冲法,直连或耦合射频信号法等。
所有这些方法都基于:外护套故障点电势梯度与周围不同,能够出现电压的可识别的明显变化这一原理。工作人员可以使用不同的探头接收不同的信号,从而找到电缆外护套的故障点。除了精度和测试质量以外,以上这些方法各有优缺点。在测试时,需要根据现场情况(埋地深度、地面土质、热稳定性等)分析使用哪种方法进行定位。选用正确的定位方法能够有效降低测量误差,使定位工作更加有效率。
电势梯度
在空间中,电势梯度可以用等压线来表示。在故障点周围等压线基本呈同心圆形状排布。对电势梯度的正确测量是准确定位故障点的基础。
在故障点周围的电势梯度
圆形上的点代表电势相同的点,也可以用等压线来表示。越接近故障点,测量到的电势也*越高。如果插入土中的电势探头恰好位于同一个圆形的两个点上,那么仪器不会有任何数值的变化(测量数值为0),即这两点电势相同。另外如果电势探针距离故障点等距离、位于故障点的正上方或电压发生器与故障点的正中央,仪器也不会检测到任何数值。上述现象也会发生在电压发生器的连接处,因为信号流经被测线缆、大地、再流回仪器时也能够被探针检测到。
在测试时,使用电势探针从电压发生器处逐渐向故障点移动,仪器上的数值会*减小,直到电压发生器与故障点的中央(测量过程中的*小值会出现在这一点上),随着越来越接近故障点,数值会再次增大。如果观察到信号急剧增大,那么*表示故障点距离很近了。仪器测量到的电压*是两个电势探针之间的电压,因此其中一个探针位于故障点的正上方时,测量到的数值*大。测量数值的变化原理请见下图:
跨步电压法定位故障点
使用跨步电压法进行定位时,高压发生器和预定位时的可以通用,因此故障点的预定位和精确定位可以同时进行。根据测量的电缆材质和长度不同,电压可以选为1、2、5或10kV。
跨步电压法定位故障点的步骤如下:
将高压发生器连接到电缆屏蔽并检查接地良好。如下图所示,高压发生器中的信号通过电缆屏蔽层,由外护套故障点流向大地并*终返回仪器接地端。电势探针能够探测由故障点接地电阻引起的电势梯度并显示在仪器上。测试时电势探针需要插入土中,以便获取准确的电压读数。
远离故障点测试时,仪器探测到的电势梯度很小,信号可能很不明显,可以通过增加两根电势探针之间的距离的方法提高仪器灵敏度,定位开始时的建议间隔为10米。随着不断接近故障点,电压数值越来越高,并且带有明显的极性。此时可以将两根探针之间的距离缩短为几十厘米或几厘米。如果两根电势探针距离故障点的距离相等(具体反映在仪器上的现象是电压读数为零)则说明故障点在两探针的中央。此时请将探针旋转90°再次进行测试,如果此时仪器的读数仍未零,则测量到的点*是故障点,如果测量到的读数不为零,则故障点在两根探针中点的垂线方向上。跨步电压法的精度很高,能够达到厘米级,这是其它仪器所不能比拟的。
在实际测试过程中,一些地点并没有能够让探针完全接触地面的松软土壤,而电缆外护套的故障点也可能并没有和大地完全接触,因此会造成实际测量的困难并影响测量结果。此时将测试探针平移到路边有松软土壤的地方进行测试也是可以的。测出故障点所在的直线后再用管线定位仪进行交叉定位*能找到故障点的准确位置了。
跨步电压法测试的电压和电流
使用跨步电压法测试时,电压发生器发出间隔的脉冲信号,接收器检测电势梯度的变化从而测量故障点的位置。其它一些物体例如轨道、电车、阴极保护系统或类似的信号源都会对试验产生干扰。但从故障点发出的电压应该是清晰准确的,可以依此来判断信号的来源。还可以通过信号的极性排除其它信号的干扰。另外用户还可以调节高压发生器发出信号的频率(例如加载3s暂停1s等),以此来消除其他信号的干扰。
在进行定位时,并不是使用的电流越大越好,虽然大电流能够产生较为明显的电势梯度,但仍然建议使用10到100mA之间的电流(如果高压发生器具有电流限制功能更好)。这些限制电流的措施是为了保护电缆和它周围的其它设备。同时小电流不会对电缆外护套的故障点造成更大的破坏,在维修时也比较省时。*后小电流测试也会节省仪器的功率,仪器只有在切换时才满负荷运转。
电压降法需要注意的事项
对于一条线路上有多个故障点的情况,每个故障点都会产生上述电势梯度,这*会产生虚拟的故障点,如下图所示。
跨步电压法定位的优势和缺点 跨步电压法定位的优势如下:
•能够预*估计故障点的距离 •测量结果准确无误 •50Hz工频信号不会产生影响
•外部直流电源的影响很小 •可以定位多点故障 跨步电压法定位的缺点如下:
•灵敏度较低 •地面情况不好的情况下测量结果不理想 (未完待续)

电缆出现故障,相关人员在进行维修的时候,是需要对故障进行定位的。这个时候,就需要使用一些电缆故障定位技术了。那么具体说来,定位技术有哪几种呢?

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1、首先是测距,这里要用到的是脉冲法

该技术使用的是一种自身发出的脉冲信号,该信号在遇到短路、低阻以及开路故障的时候,产生放射信号。该方法简单、易用。该种技术是低压脉冲法,用来测试低阻、开路及短路故障和全长。另一种脉冲法是高压脉冲法,用来测试高阻故障。此外,还有一种脉冲法是高压电桥法,使用四端法电阻测量原理,定位精度高。

2、其次是路径查找,有以下几种方法

使用音频路径法的话,给被测电缆加音频信号,借助接收机接收电缆发出电磁信号判断路径走向;使用冲击脉冲法给被测的电缆施加冲击脉冲,也是借助接收机接收电缆发出电磁洗脑判断路径走向。

3、然后是定点,可以用到下面几种方法

使用声磁同步法,给被测电缆加上高压冲击脉冲,在故障点附近同时接收故障点发出电磁波和它们间时间差,确定故障点位置;使用跨步电压定点法给被测试的电缆加上脉冲或者脉冲信号,要是电缆故障点存在破损并接大地。在故障点附近有跨步电压现象,故障点前、后电压方向互反;音频定点法是给被测电缆加上音频信号,借助电缆点前后接收音频信号差异判断故障位置。一般来说,对低阻、断路、断路的判断,比较有效。

4、最后是电缆识别,使用到的方法如下

音频电缆识别是给被测电缆加上音频信号,借助测试电缆收到音频信号差异判断被施加信号电缆。音频电缆识别法仅做参考;采用冲击脉冲电缆识别法来给被测电缆加上脉冲信号,依据测试电缆收到脉冲信号方向差异判断被施加信号电缆,该法抗干扰能力强。

以上就是对于电缆故障定位需要用到技术介绍,为了对电缆故障的位置进行定位,所以人们制造出来了电缆故障定位仪。所以,对于该仪器的使用,相关人员,还是需要掌握基本操作的。不清楚的话,可以点击下面的推荐文章看看。

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