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  电缆发生故障后应该及时采取措施发现并排除故障点,恢复电缆的正常供电。一般电力电缆故障探测主要经过故障诊断、故障烧穿、故障测距、电缆敷设路径探测和故障定点几个步骤。

  1.电缆故障性质诊断,即确定故障的类型与故障的严重程度,以便于故障测试人员选择适当的电缆测距方法和故障定点方法。所谓确定故障的性质就是指确定故障是高阻还是低阻故障,是闪络性故障还是封闭性故障,是接地故障、短路故障、断线故障还是混合故障,是单相、两相还是三相故障。确定故障的性质可以利用故障时发生的现象或继电保护装置的动作情况初步判定。

  2.如果发生的是高阻或闪络性故障,一般需要对高阻故障或闪络性故障进行故障点烧穿,将高阻故障或闪络性故障变成低阻故障。主要有交流烧穿法和直流烧穿法两种。交流烧穿时,容易将故障点烧断,另外交流烧穿法需要向故障电缆提供大量无功电流,所以烧穿设备的容量必须足够大。为克服交流烧穿需要庞大的烧穿设备和故障点容易烧断的缺点,可改用直流烧穿法。直流烧穿设备的容量比交流烧穿设备的容量小一些,其原因是直流烧穿时不会出现无功电流,而且烧穿电流能全部通过故障点。另外,因直流烧穿电流不象交流电流那样有零值出现,所以不易烧断故障点。

  3.电缆故障测距,又称为粗测,即在电缆的一端利用测距仪器确定故障点与测试端的距离,采用的方法主要有电桥法和行波法等。

  4.电缆敷设路径的确定。对于电缆敷设路径不能确定的情况下,要利用电缆路径探测仪来确定电缆埋设深度和敷设路径。

  5.电缆故障定点,又称为精测。由于电缆端部预留以及测量误差等原因,通过电缆故障测距得出故障的大致距离后,需要再通过精确的定位方法,找出故障的准确位置。电缆故障定点的方法很多,主要有声测法、音频法,声磁同步法等,下面对这三种方法进行简要介绍

声测法

  对于电缆护层已经被烧穿的故障,往往可以在地面上用人耳直接听到故障点的放电声。但是对于电缆护层未被烧穿的电缆故障或者电缆埋藏较深,过渡电阻较小,都有可能使故障点放电声音减小,需要用高灵敏度的声电转换器拾音器或压电晶体,将地面上微弱的地震波转换为电信号并由相关仪器对信号进行放大处理,然后用耳机还原成声音,或通过显示装置显示声音的强度。声测法的基本原理是利用直流高压对高压电容器放电,利用电力电缆故障点放电时产生的声音信号进行定点,利用声音传感器在电力电缆上方将声音信号检测出来,声音最大的地方为故障点所在的位置。该方法主要用于电力电缆高阻故障的定点。如果电缆发生了低阻故障例如故障电阻小于欧姆,故障点的放电声非常微弱,就很难利用声测法检测到故障点放电的声音或者根本没有放电声音,因此低阻故障不能使用声测法进行故障定位。

  在实际应用中,声测法常因受到电缆故障点环境因素干扰,如振动噪声过大,电缆埋设过深等而造成定点困难。为解决这一矛盾,采用声磁同步检测法,即声磁法,。

声磁法

  声磁法就是在故障电缆上施加冲击高压使故障点放电发出爆声,然后用仪器同时检测声音的振动信号与故障点放电产生的脉冲磁场信号来快速寻找故障点的方法。声磁同步法适用于电力电缆高阻故障的定点。声磁法在检测声音振动信号的同时,检测故障点放电产生的脉冲磁场信号。

  由于一般环境电磁干扰与电缆故障点放电的脉冲磁场相比弱得多,使得仪器的磁场检测十分可靠。若在监听到声音信号的同时,又接收到脉冲磁场信号,即可判断该声音是由故障点的放电产生的,故障点就在附近否则可认为是干扰,这就提高了故障点的识别能力。

  声磁法不仅能够提高故障点的识别能力,而且通过检测接收到的磁声信号时间差,还可以估计故障点距离探头的位置且比较在电缆两侧接收到脉冲磁场的初始极性,亦可以在进行故障定点的同时,寻找电缆路径以及鉴别故障电缆。

  现场测试时,往往已听到故障点放电声了,但仍不能最后精确地断定故障点在何处,特别是当电缆敷设在钢管或管道里边时,困难更大。通过检测磁、声信号的时间差,可以解决这一问题。

  由于磁场信号传播速度快,几乎接近光速,一般从故障点传播到探测仪器探头放置处所用的时间是微秒级,可忽略不计而声音传播速度慢,假如声音在电缆周围介质中传播速度是,探头距离故障点是米时,则声音传播到探头的时间为,即仪器接收到磁、声信号的时间差为腼,因此,可根据探头检出的磁、声信号的时间差,判断故障点的远近,测出时间差最小的点,即故障点。应该指出,尽管很难知道声音在电缆周围介质中的传播速度,所以不可能根据磁、声信号时间差,准确地知道故障点与探头之间的距离,但可以提示探头与故障点的相对距离,并根据不同的测试环境,采用仿真实验方法加以估算。

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