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电缆探伤仪电力电缆故障测试中的应用
电缆探伤仪电力电缆故障测试中的应用
讨论了电缆探伤仪的测试原理和电缆故障类型。并就具体实例介绍了电力电缆故障的测试技术。探伤仪 电力电缆 故障测试 平衡电缆故障测试仪
引言 电力传输是电力供应系统的重要环节，而近几年来，由于基础建设的加快和**供电的需要，地埋电力电缆越来越多地在广大城乡和工矿企业电力设施中得到广泛应用。但由于电缆埋入地下，且线路较长，所以当电缆发生故障而影响正常供电时会给故障点的查找带来一定的困难。若无测试设备，单靠人工查找电缆故障点，则不仅浪费人力、物力，而且会造成难以估量的停电损失。因而，电力电缆的故障测试成为多年来困扰供电部门正常供电的重要问题之一。近几年，电力电缆故障的测试技术有了较大发展，出现了故障测距的脉冲电流法，路径探测的脉冲磁场法及利用声音与磁场信号差进行故障定点的声磁同步法。本文采用电桥法，就电缆探伤仪的测试原理，并结合实例进行分析。 电力电缆的性质、发生故障的原因及故障分类 （ 1 ）电力电缆的性质。电缆绝缘芯线之间、绝缘芯线与护套或屏蔽层
之间都是相互绝缘的。 （ 2 ）电力电缆发生故障的原因。 ① 机械损伤，电缆直接受外力损伤，如振动、热涨冷缩等引起铅护套损坏等； ② 绝缘受潮，因终端头或连接盒施工不当使水分侵入； ③ 绝缘老化； ④ 护层腐蚀； ⑤ 过压、雷击或其他过压使电缆击穿； ⑥ 过热，过载或散热**，使电缆绝缘击穿； ⑦ 材料本身缺陷。 (3) 电力电缆故障分类 ( 根据故障电阻与击穿间隙情况分 ) 。 ① 开路故障； ② 高阻故障； ③ 低阻故障； ④ 闪络故障。 2 QFl—A 电缆探伤仪的测试原理 2．1电桥法的基本原理 当电桥接通电源之后，调节桥臂电阻．使 b 、 d2 个顶点的电位相等，即检流计 (G) 两端的电压为 0 ，则通过检流计 (G) 的电流 I g = 0 ，这时电桥平衡。由图 1 可以得到如下关系： U ad = U ab , 即 I a R 1 = I b R 3 , （ 1 ） U bc = U dc , 即 I c R 2 = I d R 4 , （ 2 ）
由于 I g = 0 ，根据基尔霍夫定律，可得 I a = I c , I b = I d , 代入式 (1) 、 (2) ，并将两式相除，可得： R 1 /R 2 = R 3 /R 4 ，即 R 1 ?R 4 = R 2 ?R 3 因此，在由 4 个电阻组成的桥式电路处于平衡状态时，相对两个电阻的乘积相等，若其中任何 3 个电阻为已知值，则可求得第 4 个电阻值。 2．2电缆芯线对地(或相间)电容的测量（测量范围见表1） 表 1 QF1-A 电缆探伤仪可测量电容范围
范 围 *小分辨率（ % ） 测量误差 备 注 0 ～ 1000pF 3 10%±10 pF （ 1 ）需扣除零电容（寄于桥路测量原理结构，对象所造成零电容较大）； （ 2 ）桥体两端开路时， 零电容小于 250 pF 。 0 ～ 10000pF 0.5 1.5% 0 ～ 0.1F 0.5 1.5% 0 ～ 1F 0.5 1.5% 0 ～ 10F 3 10%
接上 220V 电源，插入耳机，开启电源即可听到 1000Hz 的音频信号，反复调节 R k 、 R H1 ，直至耳机中无声音为止，此时电桥平衡，则有： C X 为 = C X ·(R k / R b ) 2. 3 电缆芯线开路故障点测量（测量误差见表 2 ） 表 2 开路故障时，不同电缆芯线对地（或相间）电容及 QF1-A 电缆探伤仪 对测量结果产生的误差
电缆芯线对地（或相间）电容 测量误差 备 注 1000 ～ 10000pF 2%±1 （ 1 ）断线处不可对地短 路； （ 2 ）电缆为同种规格。 10000 pF ～ 0.1F 2%±1 0.1 ～ 1F 2%±1 1 ～ 10F 2%±1 同种规格电缆芯线对地电容与长度成正比， QFl-A 电缆探伤仪采用交流差动电桥法测量两相电缆对地电容比值，从而确定故障点。 R k 是由 1 个十进制电阻盘和 1 个滑线电阻器组成的可变电阻； A 是故障电缆开路相的一端； B 是故障电缆完好相的一端。
当电桥平衡时， R k ∶ （ 1―R k ） = C x / (C L + C y ) = L x ∶(2L―L x ), 所以 L x = R k ·2L 已知 。 2.4 电缆芯线接地故障点测量（测量误差见表 3 ） 表 3 QF1-A 电缆探伤仪对电缆芯线地租故障时的测量误差及范围
电缆芯线回路电阻 故障芯线对地故障 R E （可测范围） / kΩ 测量误差 /m 备 注 1Ω ～ 10 kΩ ≤100 1%±1 （ 1 ） R E 为 600V 情况下 测量； （ 2 ）电缆为同种规格。 0.1 ～ 1Ω ≤10 1%±1
同种规格的电缆芯线的电阻与长度成正比 ( 电缆电阻值见表 4) ，利用电桥法原理测出故障点两边电缆芯线电阻之比，也就测出了长度之比，从而确定故障点。 表 4 聚氯乙烯绝缘电缆（ PVC 塑力缆）的参考电阻值 截面 /mm 2 分类 3×25 +1×10 3×35 +1×10 3×50 +1×16 3×70 +1×35 3×95 +1×35 3×120 +1×35 3×150 +1×50 3×185 +1×50
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