產(chǎn)品目錄 | Product catalog
產(chǎn)品展示 > 電纜故障測(cè)試儀 > 電力電纜故障測(cè)試儀 > 低壓電纜故障測(cè)試儀
3M2773低壓電纜故障測(cè)試儀的詳細(xì)資料:
*章 3M2773低壓電纜故障測(cè)試儀概述
一、用途
用于電力電纜的故障測(cè)試,是一套集成化設(shè)備,包括兩臺(tái)儀器及相關(guān)附件:
主機(jī)有以下功能:
低壓脈沖測(cè)距
脈沖電流測(cè)距
聲磁同步定點(diǎn)
路徑探測(cè)
電纜路徑探測(cè)信號(hào)發(fā)生器(以下簡(jiǎn)稱信號(hào)發(fā)生器)
信號(hào)發(fā)生器用于路徑探測(cè)的信號(hào)發(fā)射。ST系列綜合測(cè)試儀相對(duì)于傳統(tǒng)的分體設(shè)備,其設(shè)備件數(shù)、體積、重量均大幅縮減,且功能強(qiáng)大、簡(jiǎn)單易用、小巧便攜,是傳統(tǒng)設(shè)備的換代產(chǎn)品。
二、3M2773低壓電纜故障測(cè)試儀功能特點(diǎn)
功能全面:
低壓脈沖故障測(cè)距
脈沖電流故障測(cè)距
聲磁同步定點(diǎn)
電纜路徑探測(cè)
故障測(cè)距功能:
低壓脈沖法:適用于低阻、短路、斷線故障的測(cè)距。
脈沖電流法:適用于高阻、閃絡(luò)型故障的測(cè)距,使用電流耦合器從地線上采集信號(hào),與高壓部分隔離,安全可靠。
定點(diǎn)功能:
聲磁同步接收,抗干擾能力強(qiáng)。
聲磁信號(hào)波形顯示,信號(hào)和噪聲易于區(qū)分。
光標(biāo)測(cè)量聲磁延時(shí),判斷故障點(diǎn)的遠(yuǎn)近。
可根據(jù)磁場(chǎng)波形的初始極性,在定點(diǎn)的同時(shí)進(jìn)行路徑探測(cè)。
路徑探測(cè)功能:
信號(hào)發(fā)生器:
大容量鋰離子電池供電,擺脫市電束縛。
全自動(dòng)功率匹配和保護(hù),無需人工調(diào)整。
較大功率輸出。
音峰/音谷法路徑探測(cè)。
信號(hào)幅值顯示。
可進(jìn)行80%法或45°法測(cè)深。
大屏幕液晶顯示,界面友好、簡(jiǎn)單易用。
SD卡存儲(chǔ)測(cè)試波形,存儲(chǔ)容量大,可導(dǎo)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行存檔、分析和打印。
內(nèi)置大容量鋰離子電池供電,配快速充電器。
電源管理:根據(jù)不同功能開啟不同的電源通路,盡量減小功耗;若15分鐘沒有任何操作,儀器將自動(dòng)關(guān)機(jī);電池欠壓時(shí)也將自動(dòng)關(guān)機(jī),以保護(hù)電池。
集成化設(shè)備,小巧便攜。
三、技術(shù)指標(biāo)(M為主機(jī),T為信號(hào)發(fā)生器,M&T為共同特性)
測(cè)距功能(M):
測(cè)距模式:低壓脈沖、脈沖電流。
采樣頻率:100MHz。
分辨率:低壓脈沖模式1m;脈沖電流模式4m。
低壓脈沖模式發(fā)射電壓:30V。
測(cè)距范圍:30km。
盲區(qū):2m。
聲磁同步定點(diǎn)功能(M):
聲音信號(hào)通頻帶:中心頻率400Hz,帶寬200Hz。
信號(hào)增益:80dB。
定點(diǎn)精度:0.1m。
路徑探測(cè)功能(M):
接收頻率:1kHz。
增益:80dB。
路徑探測(cè)信號(hào)發(fā)生器(T):
發(fā)射頻率:1kHz。
發(fā)射功率:≥3.5W。
輸出特性:開路電壓≥100Vp-p;短路電流≥300mA;
根據(jù)實(shí)際負(fù)載全自動(dòng)匹配;自動(dòng)短路保護(hù)。
電源:
電池(M&T):內(nèi)置鋰離子電池組,標(biāo)稱電壓7.4V,容量3000mAH。
功耗:主機(jī)(M)400mA,可連續(xù)使用時(shí)間>6小時(shí);
信號(hào)發(fā)生器(T)500mA??蛇B續(xù)使用時(shí)間>5小時(shí);
充電器(M&T):輸入AC220V±10%,50Hz;標(biāo)稱輸出8.4V,DC1A。
充電時(shí)間(M&T):<4小時(shí)。
顯示方式:主機(jī)(M)320×240點(diǎn)陣大屏幕液晶;信號(hào)發(fā)生器(T):表頭。
體積(M&T):210mm×160mm×65mm。
質(zhì)量:主機(jī)(M)0.7kg;信號(hào)發(fā)生器(T)0.7kg。
使用條件(M&T):溫度:-10℃-40℃,濕度5-90%RH,海拔<4500m。
四、3M2773基本測(cè)試步驟
1、一般步驟:
故障性質(zhì)診斷
故障測(cè)距
路徑探測(cè)
定點(diǎn)
2、故障性質(zhì)的診斷和測(cè)試方法的選擇。
在電纜發(fā)生故障后,須首先判斷電纜的故障性質(zhì)。
首先用兆歐表在電纜的一端測(cè)量各相對(duì)地及相間的絕緣電阻。如果兆歐表的測(cè)量值為零,則可能還有零到上百kΩ的電阻,故還須用萬用表測(cè)量電阻值;如各相對(duì)地及相間絕緣電阻很高,絕緣正常,則應(yīng)測(cè)試導(dǎo)體是否斷線:在電纜的一端將三相短接并對(duì)地短路,在另一端重復(fù)測(cè)量,判斷是否斷線。
明確故障性質(zhì)后,需選擇不同的測(cè)距和定點(diǎn)方法,見下表:
表1-4-2:故障性質(zhì)和測(cè)試方法選擇表
| 故障 性質(zhì) | 故障表現(xiàn)形式 | 測(cè)距方法 | 定點(diǎn)方法 |
1 |
低阻
| 兆歐表測(cè)量:0 萬用表測(cè)量:< 200Ω |
低壓脈沖
| 音頻法(備選) |
聲磁同步 | ||||
2 | 斷線 | 導(dǎo)體不連續(xù) | 聲磁同步 | |
3 | 高阻 | 兆歐表測(cè)量:>0 或: 兆歐表測(cè)量:0 萬用表測(cè)量:≥ 200Ω |
脈沖電流
| |
4 | 閃絡(luò) | 兆歐表測(cè)量:絕緣正常 耐壓試驗(yàn):不通過 |
備注:
(1) 表中陰影部分表示:脈沖電流測(cè)距和聲磁同步定點(diǎn)需要配套使用高壓沖擊信號(hào)發(fā)生器(該高壓發(fā)生器不包含在本套設(shè)備中,需另配)。
(2)音頻法定點(diǎn)低阻故障為備選方案,聲磁同步不成功時(shí)選用,需配套使用路徑探測(cè)信號(hào)發(fā)生器。
第二章 3M2773組成和簡(jiǎn)介
本綜合測(cè)試儀包括兩臺(tái)儀器及相關(guān)附件:
1.ST-400電力電纜故障綜合測(cè)試儀(簡(jiǎn)稱主機(jī))
主機(jī)有以下功能,并根據(jù)不同功能使用相應(yīng)附件:
低壓脈沖測(cè)距,附件:低壓脈沖測(cè)試線
脈沖電流測(cè)距,附件:脈沖電流耦合器
聲磁同步定點(diǎn),附件:定點(diǎn)傳感器、耳機(jī)
路徑探測(cè),附件:路徑傳感器、耳機(jī)
2.電纜路徑探測(cè)信號(hào)發(fā)生器(簡(jiǎn)稱信號(hào)發(fā)生器)
信號(hào)發(fā)生器用于路徑探測(cè)的信號(hào)發(fā)射,附件:輸出連接線、接地釬。
3. 通用附件:充電器。
一、電力電纜故障綜合測(cè)試儀(M:主機(jī))
主機(jī)外觀結(jié)構(gòu)如圖2-1-1所示:
圖 2-1-1 主機(jī)外觀和接口
主機(jī)面板如圖2-1-2所示:
圖2-1-2 主機(jī)面板
主機(jī)面板上有以下內(nèi)容:
液晶屏幕:
顯示各種信息,顯示的內(nèi)容在以后章節(jié)中有詳細(xì)介紹。
模式選擇鍵及相應(yīng)指示燈:
面板右上角區(qū)域的按鍵用來選擇儀器測(cè)試模式,選中后按鍵旁邊的指示燈亮。
低壓脈沖 鍵:進(jìn)入低壓脈沖測(cè)距模式(開機(jī)默認(rèn))。
脈沖電流 鍵:進(jìn)入脈沖電流測(cè)距模式。
定點(diǎn) 鍵:進(jìn)入聲磁同步定點(diǎn)模式。
路徑 鍵:進(jìn)入路徑探測(cè)接收模式。
測(cè)試鍵和信號(hào)指示燈(面板右下角區(qū)域):
測(cè)試 鍵:低壓脈沖模式:按一下進(jìn)行一次測(cè)試;
脈沖電流模式:按一下進(jìn)入等待觸發(fā)狀態(tài);
定點(diǎn)、路徑模式:無效。
信號(hào) 指示燈:低壓脈沖模式:進(jìn)行測(cè)試時(shí)閃亮一次;
脈沖電流模式:觸發(fā)時(shí)閃亮一次;
定點(diǎn)模式:磁場(chǎng)觸發(fā)時(shí)閃亮一次;
路徑模式:無效。
測(cè)距模式(低壓脈沖/脈沖電流)相關(guān)按鍵的基本功能:
面板左下角區(qū)域的按鍵基本是為了測(cè)距功能服務(wù)。按鍵上直接標(biāo)注的功能為其基本功能定義,直接按鍵即執(zhí)行基本功能:
范圍+/-鍵:用來改變當(dāng)前測(cè)試范圍(量程)。
鍵:用來移動(dòng)光標(biāo)。
定位/確定鍵:定位功能:自動(dòng)移動(dòng)光標(biāo),定位故障點(diǎn)。
確定功能:當(dāng)某些操作需要時(shí),用來進(jìn)行確認(rèn)。
增益+/-:用來調(diào)整信號(hào)增益。
開關(guān)鍵:長(zhǎng)按1秒鐘有效,用來打開或關(guān)閉儀器電源。
鍵:背光鍵,用來打開和關(guān)閉液晶屏背光。背光功能為按鍵抬起執(zhí)行。
存儲(chǔ) 鍵:用來存儲(chǔ)當(dāng)前波形。
后翻 和 前翻 鍵:當(dāng)調(diào)出SD卡已存儲(chǔ)的波形時(shí),用來選擇需要查看的波形,后翻選擇上一個(gè),前翻選擇下一個(gè)。
測(cè)距模式相關(guān)按鍵的上檔(Shift)功能:
按住Shift鍵(基本功能的鍵)不放,再按其它鍵,則執(zhí)行鍵旁邊標(biāo)注的上檔功能:
波速 +/-鍵:用來調(diào)整電纜波速度。
鍵:比例縮放鍵,用于對(duì)波形的縮?。糯箫@示。
光標(biāo)切換 鍵:用來切換虛實(shí)光標(biāo)。
暫存 鍵:在儀器內(nèi)存中暫存當(dāng)前波形,以備雙波形比較。
比較 鍵:同時(shí)顯示當(dāng)前波形和暫存波形,以便比較兩波形的異同。
調(diào)出 鍵:調(diào)出SD卡中存儲(chǔ)的歷史波形。
3M2773頂部接口板見圖2-2-2所示:
圖2-1-3 主機(jī)頂接口板
測(cè)距插口:低壓脈沖模式下,接低壓脈沖測(cè)試線;
脈沖電流模式下,接脈沖電流耦合器。
定點(diǎn)插口:定點(diǎn)模式下,接定點(diǎn)傳感器。
路徑插口:路徑模式下,接路徑傳感器。
SD存儲(chǔ)卡插槽:SD卡用來存儲(chǔ)測(cè)距波形。需要時(shí)將SD卡插入插槽,按壓到底;需要取出時(shí),按一下SD卡,將自動(dòng)彈出。
主機(jī)側(cè)面接口板見圖2-1-4所示:
耳機(jī)插口:用來在定點(diǎn)、路徑模式下,接耳機(jī)監(jiān)聽聲音。
充電插口:用來接充電器,對(duì)儀器內(nèi)置電池充電。
聲音增益:定點(diǎn)模式下,用來調(diào)整聲音信號(hào)增益。
磁場(chǎng)/路徑增益:定點(diǎn)模式下,用來調(diào)整磁場(chǎng)信號(hào)增益。路徑模式下,用來調(diào)整路徑信號(hào)增益。
二、電纜路徑探測(cè)信號(hào)發(fā)生器(T:信號(hào)發(fā)生器)
信號(hào)發(fā)生器外觀結(jié)構(gòu)如圖2-2-1所示:
圖2-2-1 信號(hào)發(fā)生器外觀和接口
信號(hào)發(fā)生器面板如圖2-2-2所示:
圖2-2-2 信號(hào)發(fā)生器面板
信號(hào)發(fā)生器面板上有以下內(nèi)容:
表頭:正常情況下用來顯示輸出電流,其滿幅值為500mA;
按 電池檢測(cè) 鍵則顯示電池水平,指針位于綠色區(qū)域表示電池電量正常,若指針位于黃色區(qū)域,表示電池欠壓,仍可工作一小段時(shí)間,建議充電;若指針低于黃色區(qū)域,表示電池電量不足,可能無法開機(jī),需充電后再使用。
開關(guān) 鍵:長(zhǎng)按1秒鐘有效,用來打開或關(guān)閉儀器電源。
電池檢測(cè) 鍵:用來檢測(cè)電池電量水平,按下后觀察表頭顯示可判斷電池電量是否正常。本功能在開機(jī)和關(guān)機(jī)狀態(tài)下均可使用,“電源“指示燈:用來表示電源狀態(tài)。開機(jī)后,本指示燈亮。若電池電量正常,則常亮;若電池欠壓,則閃爍;若嚴(yán)重欠壓,則自動(dòng)關(guān)機(jī),燈滅。
“信號(hào)”指示燈:用來表示信號(hào)輸出狀態(tài)。若選擇“連續(xù)”輸出模式,則常亮;若選擇“斷續(xù)”輸出模式,則閃爍。
主機(jī)側(cè)面接口板見圖2-1-4所示:
輸出模式選擇開關(guān):用來選擇連續(xù)或斷續(xù)輸出。斷續(xù)輸出時(shí)以輸出0.5秒,停止0.5秒的節(jié)奏發(fā)射信號(hào)。
輸出插口:用來接輸出連接線,對(duì)目標(biāo)電纜發(fā)射信號(hào)。
充電插口:用來接充電器,對(duì)儀器內(nèi)置電池充電。
第三章 低壓脈沖法測(cè)距
一、3M2773適用范圍
低壓脈沖法用于電纜的低阻、短路及斷線故障;還可用于測(cè)量電纜的長(zhǎng)度、波速度;也可用于區(qū)分電纜的中間頭、T型接頭和終端頭。
二、3M2773工作原理
低壓脈沖法使用時(shí)域反射法(TDR)原理,又叫脈沖反射法。測(cè)試時(shí)向電纜注入一低壓脈沖,脈沖沿電纜傳播到阻抗不匹配點(diǎn),如短路點(diǎn)、故障點(diǎn)、中間接頭等,脈沖產(chǎn)生反射,回送到測(cè)量點(diǎn)被儀器記錄下來,如圖3-2-1所示:
圖3-2-1 低壓脈沖法原理圖
從儀器發(fā)射脈沖開始計(jì)時(shí),到接收到故障點(diǎn)的反射脈沖共需時(shí)Δt;脈沖行波傳播速度為V,則故障點(diǎn)距離Lx為: (3-1)
不匹配點(diǎn)的反射系數(shù)ρ為: (3-2)
其中為故障點(diǎn)的輸入阻抗,為線路的特性阻抗。從式3-2可得到:斷線故障反射脈沖與發(fā)射脈沖極性相同;而短路(混線)故障的反射脈沖與發(fā)射脈沖極性相反。因此通過識(shí)別反射脈沖的極性,可以判定故障的性質(zhì)。如圖3-2-1和圖3-2-2所示:
圖3-2-1 斷線故障反射波形 圖3-2-2低阻/短路故障反射波形
三、3M2773測(cè)試步驟
1、接線:
首先用放電棒將電纜各相線對(duì)地充分放電;將低壓脈沖測(cè)試線的插頭接主機(jī)頂接口板的 測(cè)距 信號(hào)插口,測(cè)試線的的兩個(gè)夾鉗接故障相和地(或兩故障相),如圖3-4-1所示:
圖3-3-1 低壓脈沖法接線圖
2、選擇工作模式:
長(zhǎng)按 開關(guān) 鍵打開電源,按 低壓脈沖 鍵,進(jìn)入低壓脈沖測(cè)距模式(開機(jī)默認(rèn)),低壓脈沖法的顯示界面如圖3-3-2所示:
圖3-3-2 低壓脈沖法顯示界面
3、選擇測(cè)試范圍:
初始測(cè)試時(shí)選擇的范圍應(yīng)大于電纜全長(zhǎng)至少幾百米,如:電纜全長(zhǎng)為800m,則應(yīng)選擇2km范圍,而不應(yīng)選擇1km。若發(fā)現(xiàn)可疑點(diǎn)較近,為了得到更高的測(cè)距分辨率,可以適當(dāng)將范圍縮小。每改變一次范圍,儀器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行一次測(cè)試。
4、設(shè)定波速:
根據(jù)電纜的類型設(shè)定合適的波速。
幾種常用電力電纜的波速為:
交聯(lián)聚乙烯電纜:波速170m/us
油浸紙電纜:波速160m/us
聚乙烯全塑電纜:波速201m/us
橡膠電纜:波速220m/us
不同生產(chǎn)廠家或不同批次的電纜,即使是相同型號(hào),其波速也會(huì)有細(xì)微差別,當(dāng)需要測(cè)距時(shí),需根據(jù)已知的電纜全長(zhǎng)校準(zhǔn)波速度,參見本節(jié)第11條。
5、測(cè)試:
按一次 測(cè)試 鍵,即進(jìn)行一次脈沖發(fā)射,“信號(hào)”指示燈閃爍,儀器接收和處理脈沖反射信號(hào),并進(jìn)行顯示。
6、調(diào)整增益:
增益是指儀器對(duì)信號(hào)的放大倍數(shù),調(diào)節(jié)增益可以改變的波形幅值,一般要調(diào)到需要的波形幅值足夠大且不失真。
增益調(diào)整方法:按 增益 +/-鍵,可以調(diào)整信號(hào)增益。每改變一次增益,儀器自動(dòng)進(jìn)行一次測(cè)試。
6、光標(biāo)定位:
反射脈沖波形的起始位置是故障位置。將光標(biāo)移動(dòng)到脈沖波形開始有明顯變化的位置(如圖3.4.2虛光標(biāo)位置),屏幕右上角顯示的距離就是故障距離。
注意:光標(biāo)在其他位置時(shí),顯示的距離沒有意義。
自動(dòng)定位方法:按 定位/確認(rèn) 鍵,儀器進(jìn)行自動(dòng)光標(biāo)定位。如果自動(dòng)定位沒有得到正確結(jié)果,應(yīng)進(jìn)行人工定標(biāo)。
手動(dòng)光標(biāo)定位方法:按鍵,可以左右移動(dòng)光標(biāo)。圖3-3-3為一個(gè)典型的混線故障波形,虛線光標(biāo)位置即為故障點(diǎn)距離:320m。因?yàn)椴ㄐ蜗蛳拢逝袛酁榛炀€故障;若波形向上,則為斷線故障。
圖3-3-3典型的混線故障波形定位
6、波形縮放:
如果需要精細(xì)觀察,從而得到更高的測(cè)距分辨率,可以將波形進(jìn)行水平縮放。
波形縮放方法:按鍵將波形放大;按鍵將波形縮小。
在波形放大狀態(tài),無法進(jìn)行自動(dòng)定位。
6、波形暫存和比較:
通過比較電纜故障線對(duì)和完好線對(duì)的波形,可以更容易識(shí)別故障點(diǎn)。
波形比較方法:首先測(cè)試得到故障線對(duì)波形,按 暫存 鍵,將當(dāng)前波形在儀器內(nèi)存中暫存,屏幕左上角顯示暫存標(biāo)志。然后在條件不變的情況下測(cè)試一條完好線對(duì)的波形,按 比較 鍵,屏幕上將同時(shí)顯示兩條波形,屏幕上部顯示雙波形比較標(biāo)志。通過比較兩波形的異同,可以幫助尋找故障點(diǎn)。如圖3-3-4所示:
圖3-3-4波形比較
7、相對(duì)距離測(cè)量:
若需得到故障點(diǎn)和參照點(diǎn)(如電纜接頭)的相對(duì)距離,操作如下:
3M2773開機(jī)后默認(rèn)實(shí)光標(biāo)在*位置;調(diào)整虛光標(biāo)將其移動(dòng)到參照點(diǎn);按 光標(biāo)切換 鍵,實(shí)光標(biāo)和虛光標(biāo)的位置互換,現(xiàn)在實(shí)光標(biāo)位于參照點(diǎn),虛光標(biāo)位于*;調(diào)整虛光標(biāo)移動(dòng)到故障點(diǎn),顯示的距離值即為兩者之間的相對(duì)距離,如圖3-3-5所示。
圖3-3-5 相對(duì)距離測(cè)量
7、波速度校準(zhǔn):
根據(jù)已知的電纜全長(zhǎng),可以校準(zhǔn)波速度。
用一段已知長(zhǎng)度的同類型電纜,測(cè)量其對(duì)端開路和短路波形并比較,將虛光標(biāo)移動(dòng)到波形明顯分叉處,調(diào)整波速使得長(zhǎng)度測(cè)量值和已知長(zhǎng)度相同,則此時(shí)的波速為本條電纜的實(shí)際波速。
8、波形存儲(chǔ)和查看:
按 存儲(chǔ) 鍵將在SD卡中存儲(chǔ)當(dāng)前測(cè)試的波形,按 調(diào)出 鍵(即同時(shí)按 Shift 鍵和 存儲(chǔ) 鍵)后,屏幕顯示后一次存儲(chǔ)的波形,用 后翻 和 前翻 鍵可以選擇顯示其他波形。
若需要進(jìn)行計(jì)算機(jī)存檔管理,或需要進(jìn)一步分析以及打印,需將SD卡取出,插入讀卡器并和計(jì)算機(jī)連接,將SD卡中存儲(chǔ)的波形數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī),在后臺(tái)軟件的支持下可以進(jìn)行存檔、分析和打印。
第四章 3M2773脈沖電流法測(cè)距
一、適用范圍
脈沖電流法用于電纜的高阻和閃絡(luò)性故障的測(cè)距,需要和高壓沖擊信號(hào)發(fā)生器配合使用。
二、工作原理
1、基本原理:
當(dāng)電纜故障點(diǎn)絕緣電阻較大(大于10倍電纜特性阻抗,Rf>10Zc≈200Ω)時(shí),故障點(diǎn)的反射系數(shù)很小,造成反射脈沖無法分辨,因此低壓脈沖法無法測(cè)距。
使用高壓發(fā)生器向故障電纜施加高壓,使得故障點(diǎn)擊穿放電,放電脈沖在故障點(diǎn)和測(cè)試端之間來回反射,用儀器采樣記錄此信號(hào)并測(cè)量時(shí)間差,將得到故障點(diǎn)的距離。
有兩種方法可以采集放電脈沖信號(hào):電壓取樣和電流取樣,采用電流取樣即為脈沖電流法:電流耦合器采集測(cè)試地(電纜金屬外皮)流回高壓儲(chǔ)能電容的電流,與高壓部分*隔離,安全可靠,波形較易識(shí)別。
2、直閃法:
直流高壓閃絡(luò)法(直閃法)用于測(cè)量閃絡(luò)性故障,即故障點(diǎn)絕緣電阻*,但在做耐壓試驗(yàn)時(shí)電壓上升到一定水平產(chǎn)生閃絡(luò)擊穿的故障。
直閃法原理如圖4-2-1所示,其中T1為調(diào)壓器;T2為高壓變壓器,容量應(yīng)在1KVA左右;VD為高壓硅堆;C為高壓儲(chǔ)能電容器,容量在2μF以上;L為電流耦合器。調(diào)節(jié)T1調(diào)壓器,使得輸出電壓逐漸升高,直至故障點(diǎn)擊穿。
圖4-2-1 直閃法原理圖
直閃法的波形如圖4-2-2所示:
圖4-2-2 直閃法波形
3.沖閃法:
當(dāng)電纜故障點(diǎn)的電阻不是很高時(shí),故障點(diǎn)的泄漏電流較大,如果使用直閃法,因T2高壓變壓器的內(nèi)阻很大,輸出電壓將無法升高到閃絡(luò)電壓,這時(shí)必須使用沖擊高壓閃絡(luò)法(沖閃法)。沖閃法也適用于大多數(shù)閃絡(luò)型故障。
沖閃法原理如圖4-2-3所示,它與直閃法基本相同,區(qū)別在于在儲(chǔ)能電容C和電纜之間串入一球間隙G。調(diào)節(jié)T1調(diào)壓器對(duì)電容C充電,當(dāng)電容電壓上升到一定程度時(shí),球間隙G擊穿,電容C對(duì)電纜放電,由于電容的內(nèi)阻極小,輸出電壓將能足夠高并使得故障點(diǎn)擊穿。
圖4-2-3 沖閃法原理圖
沖閃法的波形如圖4-2-4所示:
圖4-2-4 沖閃法波形
三、測(cè)試步驟
1、接線:
使用脈沖電流法必須配合使用高壓沖擊信號(hào)發(fā)生器,推薦使用集成化的設(shè)備,操作簡(jiǎn)單,安全可靠;也可以使用由分立器件組合成的高壓沖擊放電裝置。
測(cè)試接線如圖4-3-1所示。
圖4-3-1 與其他高壓設(shè)備配合使用
以電纜相對(duì)地故障為例,將高壓發(fā)生器的高壓輸出線連接電纜故障相,測(cè)試地線連接電纜的金屬護(hù)套;將脈沖電流耦合器掛在測(cè)試地線上,耦合器輸出插頭接主機(jī) 測(cè)距 信號(hào)插口。
若電纜是相間故障,則需將高壓發(fā)生器測(cè)試地線連接另一故障相,并將其接地。
接線注意事項(xiàng) 接線前須對(duì)電纜充分放電! 高壓發(fā)生器的保護(hù)地必須接好,并不得直接接測(cè)試地! 耦合器的箭頭必須指向電纜地方向。 耦合器掛接的測(cè)試地線越直越好(尤其在耦合器附近)。
|
2、選擇工作模式:
按 脈沖電流 鍵,進(jìn)入脈沖電流測(cè)距模式,其顯示界面和低壓脈沖法基本相同。
3、選擇測(cè)試范圍:
初始測(cè)試時(shí)選擇的范圍應(yīng)大于電纜全長(zhǎng)至少幾百米,如:電纜全長(zhǎng)為800m,則應(yīng)選擇2km范圍,而不應(yīng)選擇1km。
若發(fā)現(xiàn)可疑點(diǎn)較近,為了得到更高的測(cè)距分辨率,可以適當(dāng)將范圍縮小。
如果確信故障點(diǎn)已經(jīng)放電(觀察高壓發(fā)生器的高壓表,發(fā)現(xiàn)放電時(shí)電壓跌落明顯,說明已放電),但仍然沒有得到放電波形,說明故障點(diǎn)的擊穿延時(shí)有可能較長(zhǎng),可以適當(dāng)將范圍增大再測(cè)試。
4、設(shè)定波速:
根據(jù)電纜類型設(shè)定合適的波速。
5、測(cè)試并調(diào)整增益:
按 測(cè)試 鍵,儀器進(jìn)入等待觸發(fā)狀態(tài),當(dāng)高壓發(fā)生器對(duì)電纜放電后,儀器觸發(fā)、采集并顯示波形。若波形過小須調(diào)高增益,反之調(diào)低,再重復(fù)測(cè)試,直至獲得滿意的脈沖電流波形。
6、故障點(diǎn)定位:
采集到波形后,按鍵將虛光標(biāo)定位在*個(gè)放電脈沖起始點(diǎn),再按 光標(biāo)切換 鍵,將虛光標(biāo)變?yōu)閷?shí)光標(biāo),再移動(dòng)虛光標(biāo)移動(dòng)到第二個(gè)脈沖起始點(diǎn),其相對(duì)距離即為故障點(diǎn)。
按 定位/確定 鍵,儀器能自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算和定標(biāo)。
圖4-3-3 典型的沖閃法波形
6、定標(biāo)時(shí)的注意事項(xiàng):
直閃法和沖閃法的區(qū)別在于沖閃波形往往有球間隙放電形成的脈沖,而且從球間隙放電到故障點(diǎn)擊穿有一定延時(shí);
由于雜散電感的影響,往往在反射脈沖波頭有向上凸起,應(yīng)注意將虛光標(biāo)定位于向上凸起的起始點(diǎn);
利用比例放大功能定標(biāo);
反射波頭的凸起起始點(diǎn)有時(shí)不易定位,往往造成測(cè)距值略大于實(shí)際故障距離;
故障點(diǎn)必須擊穿才能正確測(cè)距,判斷故障點(diǎn)是否擊穿的方法:
故障點(diǎn)擊穿時(shí),球間隙放電聲清脆響亮,火花較大。而沒擊穿時(shí),一般球間隙放電聲嘶啞,不清脆,而且火花較弱。
電纜故障點(diǎn)擊穿時(shí),電壓表指針擺動(dòng)范圍較大。而未擊穿時(shí),電壓表擺動(dòng)較小,根據(jù)儀器記錄波形判斷。圖4-3-5為電纜未擊穿時(shí)的典型波形。
圖 4-3-5 故障點(diǎn)未擊穿時(shí)的典型波形
第五章 聲磁同步定點(diǎn)
一、工作原理
3M2773采用波形顯示的聲磁同步法進(jìn)行故障定點(diǎn),是一種非常、且*性很好的定點(diǎn)方法,其原理基于傳統(tǒng)的聲測(cè)定點(diǎn)法,但有多項(xiàng)改進(jìn)和提高。
當(dāng)高壓發(fā)生器對(duì)故障電纜進(jìn)行直流高壓沖擊,使故障點(diǎn)擊穿放電,放電產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)傳到地面,振動(dòng)信號(hào)被高靈敏度的傳感器拾取,經(jīng)放大后用耳機(jī)監(jiān)聽,便可以聽到“啪、啪”的聲音。這就是傳統(tǒng)的聲測(cè)法定點(diǎn)的基本原理。
傳統(tǒng)的聲測(cè)法定點(diǎn)儀一般僅使用耳機(jī)監(jiān)聽,或輔以表頭指針擺動(dòng)來分辨故障點(diǎn)放電聲音。由于放電聲一瞬既逝,而且和環(huán)境噪聲區(qū)別不大,往往給經(jīng)驗(yàn)不是十分豐富的操作者帶來很大困難。
傳統(tǒng)聲測(cè)法經(jīng)改進(jìn)后即為聲磁同步法,利用高壓沖擊放電瞬間的強(qiáng)大電磁場(chǎng)信號(hào),觸發(fā)一個(gè)指示燈閃亮(或表針擺動(dòng)),對(duì)聲音進(jìn)行同步。若聽到“啪、啪”聲的同時(shí)看到指示燈閃亮(或表針擺動(dòng)),表明聽到的聲音是故障點(diǎn)放電聲。聲磁同步法對(duì)聲測(cè)法改進(jìn)很大,但仍然主要靠人耳對(duì)聲音進(jìn)行判斷,仍然對(duì)操作者的經(jīng)驗(yàn)有很高要求。
本儀器利用放電脈沖磁場(chǎng)作為同步信號(hào),對(duì)聲音進(jìn)行數(shù)字化采樣,將聲音波形顯示出來,波形可以持續(xù)保持,避免了聲音轉(zhuǎn)瞬即逝的缺點(diǎn),而且故障點(diǎn)放電波形和噪聲有明顯的區(qū)別,更重要的是多次放電的聲音波形均非常相似,當(dāng)觀察到多次放電的聲音波形相同時(shí),可以明確判斷已經(jīng)采集到了放電聲音。
現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí),往往已經(jīng)聽到故障點(diǎn)放電聲,但僅靠聲音強(qiáng)弱仍很難判定故障點(diǎn)位置,特別是當(dāng)電纜敷設(shè)在管道里面時(shí),困難更大。通過檢測(cè)電磁信號(hào)和聲音信號(hào)之間的時(shí)間差,可以解決這個(gè)問題。由于電磁信號(hào)的傳播速度是光速,從電纜傳播到傳感器的時(shí)間可以忽略不計(jì);而聲音傳播速度相比起來慢的多,為每秒幾百米的量級(jí);因此,通過檢測(cè)電磁、聲音信號(hào)之間的時(shí)間差,可以判斷故障點(diǎn)的遠(yuǎn)近。當(dāng)不斷移動(dòng)傳感器,找到聲磁時(shí)間差小的點(diǎn),則其下方就是故障點(diǎn)。應(yīng)該指出,由于很難知道聲音在電纜周圍介質(zhì)中的傳播速度,也不知道電纜埋設(shè)的具體深度,所以不可能確切計(jì)算出傳感器和故障點(diǎn)之間的水平距離。
二、高壓發(fā)生器的接線方法
聲磁同步定點(diǎn)需要配合使用高壓沖擊信號(hào)發(fā)生器,并工作在周期放電狀態(tài)。
1、相線對(duì)鎧裝接法:
當(dāng)發(fā)生相地故障、相間合并對(duì)地故障,或斷線合并接地故障,總之只要存在相對(duì)地絕緣損壞,均優(yōu)先采用相對(duì)鎧接法,其優(yōu)點(diǎn)為故障點(diǎn)放電聲的傳播衰減較小。
如圖5-2-1所示,將高壓發(fā)生器的高壓輸出連接電纜故障相,測(cè)試地連接電纜的金屬鎧裝。
圖5-2-1 相對(duì)鎧接法
2、相間接法:
當(dāng)發(fā)生單純相間故障(沒有合并接地)時(shí),使用相間接法。如圖5-2-2所示,將高壓發(fā)生器的高壓輸出和測(cè)試地連接兩故障相,其中一故障相需進(jìn)行安全接地。
圖5-2-2 相間接法
3、斷線故障的接法:
對(duì)于單純斷線故障(沒有發(fā)生合并接地),接線示意圖如圖5-2-3所示:
圖5-2-3 斷線故障接線示意圖
將高壓發(fā)生器的高壓輸出線和測(cè)試地線分別接電纜的一完好相線和故障相線,在電纜的遠(yuǎn)端將兩項(xiàng)短路。
三、定點(diǎn)步驟
1、連接傳感器和耳機(jī):
將定點(diǎn)傳感器接主機(jī)定點(diǎn)信號(hào)插口,耳機(jī)接耳機(jī)插口。如圖5-3-1所示:
2、選擇工作模式:
按 定點(diǎn) 鍵,進(jìn)入聲磁同步定點(diǎn)模式,其顯示界面如圖5-3-2所示:
圖5-3-2 主機(jī)定點(diǎn)模式的配置
3、選擇定點(diǎn)區(qū)域:
在定點(diǎn)之前,首先應(yīng)明確電纜路徑。如果圖紙資料不完整,應(yīng)進(jìn)行路徑探測(cè),并做好標(biāo)志。
根據(jù)測(cè)距結(jié)果,考慮電纜頭盤余量、地形因素,粗略確定故障點(diǎn)位置,由于不可避免的存在估算誤差,一般應(yīng)在(測(cè)距值 ± 50m)之間定點(diǎn)。
注意:在脈沖電流測(cè)距時(shí),由于放電波形的起始處一般都有向上的小幅凸起,造成不易定位,一般測(cè)距值均略大于實(shí)際故障距離,長(zhǎng)約10~20m。
在選定的區(qū)域,將傳感器平放于電纜正上方的地面,觀察波形并用耳機(jī)監(jiān)聽,開始定點(diǎn)。
4、調(diào)整磁場(chǎng)增益:
當(dāng)高壓發(fā)生器開始對(duì)故障電纜周期放電后,調(diào)整儀器主機(jī)的“磁場(chǎng)增益”旋鈕,使“信號(hào)”指示燈的閃亮和高壓發(fā)生器的放電形成同步,正常同步時(shí)的磁場(chǎng)波形和圖5-3-2所示的非常相似。如果“信號(hào)”指示燈閃亮頻率很快(如1-2秒閃亮一次),而且磁場(chǎng)波形尖細(xì),毛刺較多,這是由于磁場(chǎng)增益過大,造成電磁噪聲錯(cuò)誤觸發(fā),此時(shí)需要將磁場(chǎng)增益適當(dāng)調(diào)小。
5、調(diào)整聲音增益:
當(dāng)調(diào)整好磁場(chǎng)增益正常同步后,再調(diào)整“聲音增益”旋鈕。 當(dāng)“信號(hào)”指示燈閃亮?xí)r,聲音信號(hào)同步采樣一次,波形更新。調(diào)整“聲音增益”旋鈕,使聲音波形足夠大且不失真。
聲音信號(hào)(包括噪聲)在不斷變化,要隨時(shí)看到真實(shí)的聲音波形,需要不斷地調(diào)整其增益,但根據(jù)經(jīng)驗(yàn),聲音信號(hào)增益可以調(diào)的較大,只要不是每次都失真即可,不必隨時(shí)調(diào)整。
6、尋找并逼近故障點(diǎn):
以大約0.5~2m的間隔移動(dòng)傳感器,如果連續(xù)幾次放電,均沒有看到如圖5-3-2所示的典型聲音波形,則應(yīng)繼續(xù)向前移動(dòng),直至多次放電的聲音波形都與典型波形非常相似,而且穩(wěn)定(除非當(dāng)時(shí)有很大的噪聲出現(xiàn)),說明已經(jīng)到了故障點(diǎn)的附近,采集到了真正的故障點(diǎn)放電聲音信號(hào)。這時(shí)用耳機(jī)監(jiān)聽,會(huì)在“信號(hào)”指示燈閃亮的同時(shí),聽到較沉悶的一聲“啪”。一般來說,靠觀察聲音波形得到的響應(yīng)范圍大于聽聲的響應(yīng)范圍,而且單純聽聲較難分辨。
7、測(cè)量聲磁延時(shí),定位:
看到放電聲音波形后,按鍵移動(dòng)光標(biāo),將其移動(dòng)到聲音波形的起始點(diǎn)上,在聲音波形顯示區(qū)的右上角顯示聲磁延時(shí)值,如圖5-3-2所示。此延時(shí)值能代表故障點(diǎn)的遠(yuǎn)近,但由于很難確知聲音在電纜周圍復(fù)雜介質(zhì)中的傳播速度,也不知道電纜埋設(shè)的具體深度,所以不能計(jì)算出傳感器和故障點(diǎn)之間的水平距離。
注意:光標(biāo)在其它位置時(shí),顯示的聲磁延時(shí)值沒有意義。
以較小的間隔不斷改變傳感器的位置,并測(cè)量聲磁延時(shí),直至找到延時(shí)值小的點(diǎn),其正下方即是故障點(diǎn),誤差在0.2m之內(nèi)。
8、利用磁場(chǎng)極性進(jìn)行輔助路徑探測(cè):
在電纜的兩側(cè),磁場(chǎng)波形的極性相反,可由此進(jìn)行輔助路徑探測(cè)。此功能在終確定故障點(diǎn)位置時(shí)比較有用。
9、注意事項(xiàng):
盡量不要將傳感器置于電纜本體上進(jìn)行定點(diǎn),否則會(huì)在電纜任何位置都能聽到微弱的啪啪聲,此為大電流瞬間放電形成的電應(yīng)力造成的震動(dòng),整條電纜上均存在,不能利用此信號(hào)進(jìn)行定點(diǎn)。
有時(shí)電應(yīng)力震動(dòng)也能傳到地面。在遠(yuǎn)離故障點(diǎn)時(shí),如果非常仔細(xì)的監(jiān)聽,有時(shí)能夠在電纜全長(zhǎng)上都能聽到很微弱的啪啪聲,且不會(huì)隨傳感器位置的不同而發(fā)生變化,此即為電應(yīng)力震動(dòng),其與真正的故障放電聲差別很大,注意不要誤判。
第六章 路徑探測(cè)
一、工作原理
電纜路徑探測(cè)的基本原理,是用探測(cè)線圈感知加載在待測(cè)電纜上的交變電流引起的電磁場(chǎng)。進(jìn)行路徑探測(cè)時(shí),需要用信號(hào)發(fā)生器向電纜發(fā)射音頻信號(hào),用主機(jī)進(jìn)行接收。
二、信號(hào)發(fā)生器的接線和使用方法
1、芯線-大地接法
芯線-大地接法是對(duì)離線電纜(退出運(yùn)行的不帶電電纜)進(jìn)行路徑探測(cè)和鑒別的基本接線方式,信號(hào)強(qiáng),并能大程度地抗干擾。
圖6-2-1 芯線-大地接線法
如圖6-2-1所示,將電纜金屬鎧裝(護(hù)層)兩端的接地線均解開,低壓電纜的零線和地線的接地也應(yīng)解開,將信號(hào)發(fā)生器輸出線的紅色鱷魚夾夾一條完好芯線,黑色鱷魚夾夾在打入地下的接地釬上。在電纜的對(duì)端,對(duì)應(yīng)芯線接打入地下的接地釬。
注意,盡量使用接地釬,而不要直接用接地網(wǎng)!至少在電纜的對(duì)端必須用接地釬,接地釬還需要離開接地網(wǎng)一段距離,否則會(huì)在其他電纜上造成地線回流,影響探測(cè)效果。
2、相線-護(hù)層接法:
圖6-2-2 相線-護(hù)層接法
如圖6-2-2所示,發(fā)射信號(hào)加在電纜一相和護(hù)層之間,對(duì)端相線和護(hù)層短路,護(hù)層兩端保持接地。
這種接法比較簡(jiǎn)單,但輻射出的有效信號(hào)較小,如果是多條電纜并行敷設(shè),信號(hào)也會(huì)傳播到其他電纜上,造成干擾。故此方法適用于簡(jiǎn)單現(xiàn)場(chǎng),若遇到多條電纜不易區(qū)分的問題,可換用芯線-大地接法。
3、連續(xù)/斷續(xù)輸出模式選擇
使用連續(xù)輸出模式能夠滿足絕大多數(shù)探測(cè)工作的需要;在干擾較大的場(chǎng)合可以考慮換用斷續(xù)輸出模式,有助于區(qū)分真實(shí)信號(hào)和背景噪聲。
需要時(shí),操作信號(hào)發(fā)生器側(cè)接口板上的開關(guān)進(jìn)行“連續(xù)”/“斷續(xù)”模式切換。
4、信號(hào)發(fā)射
接好線后,長(zhǎng)按 開關(guān) 鍵打開電源,儀器根據(jù)負(fù)載情況進(jìn)行實(shí)時(shí)全自動(dòng)阻抗匹配,表頭顯示輸出電流的大小。
可以通過觀察電流大小,來判斷電纜電流回路的阻抗情況,電流大說明回路阻抗小,信號(hào)強(qiáng),易于探測(cè);反之說明阻抗大,信號(hào)弱,探測(cè)靈敏度降低;如果輸出電流很小,可能是因接線錯(cuò)誤造成回路阻抗過大,或回路不通,可能無法探測(cè)。
5、電池檢測(cè)
需要檢測(cè)電池電量時(shí),按 電池檢測(cè) 鍵,表頭顯示電池水平,指針位于綠色區(qū)域表示電池電量正常,若指針位于黃色區(qū)域,表示電池欠壓,仍可工作一小段時(shí)間,建議充電;若指針低于黃色區(qū)域,表示電池電量不足,可能無法開機(jī),需充電后再使用。
三、路徑探測(cè)步驟
1、連接傳感器和耳機(jī):
將路徑傳感器接主機(jī) 路徑 信號(hào)插口,耳機(jī)接 耳機(jī) 插口。如圖6-3-1所示:
圖6-3-1 主機(jī)路徑探測(cè)模式的配置
2、選擇工作模式:
按 路徑 鍵,進(jìn)入路徑探測(cè)模式,其顯示界面如圖6-3-2所示:
圖6-3-2 定點(diǎn)顯示界面
3、音峰法探測(cè):
旋轉(zhuǎn)傳感器,使其軸線與提桿垂直、與地面水平,手提傳感器時(shí),應(yīng)盡量保持傳感器軸線垂直于電纜,如圖6-3-3(a)所示。將傳感器橫切可能的電纜路徑,觀察信號(hào)幅值,越接近電纜,信號(hào)越強(qiáng),耳機(jī)聲音也越大,當(dāng)位于電纜正上方時(shí),信號(hào)強(qiáng),故為音峰法。信號(hào)的響應(yīng)曲線圖6-3-3(b)所示。
為了正確觀察信號(hào)幅值,應(yīng)調(diào)整信號(hào)增益:當(dāng)傳感器位于電纜正上方信號(hào)強(qiáng)時(shí),信號(hào)幅值在40~80%之間比較合適。如果信號(hào)幅值過大,應(yīng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)“路徑增益”旋鈕以減小增益;反之應(yīng)調(diào)大增益。
a)傳感器方向示意 (b) 信號(hào)響應(yīng)曲線
圖6-3-3 音峰法示意圖
4、音谷法探測(cè):
旋轉(zhuǎn)傳感器,使其軸線與提桿同向、與地面垂直,如圖6-3-4(a)所示。手提傳感器橫切可能的電纜路徑,觀察信號(hào)幅值,在電纜正上方時(shí)信號(hào)弱,偏離電纜,信號(hào)會(huì)增強(qiáng),越過某一點(diǎn)后信號(hào)再次減弱。信號(hào)的響應(yīng)曲線圖6-3-4(b)所示,為一馬鞍形曲線,因電纜正上方處于信號(hào)弱的谷值,故稱音谷法。
音谷法同樣須調(diào)整路徑信號(hào)增益,使得信號(hào)強(qiáng)時(shí),信號(hào)幅值在40~80%之間。
(a)傳感器方向示意 (b) 信號(hào)響應(yīng)曲線
圖6-3-4 音谷法示意圖
5、80%法深度測(cè)量:
首先用音峰法找到信號(hào)幅值強(qiáng)的點(diǎn),記下幅值數(shù),然后左右水平移動(dòng)傳感器,找到左右兩側(cè)信號(hào)幅值減弱到大幅值80%的點(diǎn),則兩點(diǎn)之間的距離等于電纜深度,如圖6-3-5所示。注意:如果存在鄰近管線,由于其感應(yīng)電流的影響,大幅值點(diǎn)往往稍偏離待測(cè)電纜正上方,且兩側(cè)的大值到80%點(diǎn)的距離并不一定相等。
圖6-3-5 80%法深度測(cè)量
6、45° 法深度測(cè)量:
在電纜兩側(cè),分別反方向調(diào)整提桿,使傳感器軸線與地面成45°夾角,橫切電纜路徑,在兩側(cè)分別找到信號(hào)幅值弱的點(diǎn),則兩點(diǎn)之間的距離為電纜深度的2倍,如圖6-3-6所示。
圖6-3-6 45°法深度測(cè)量
第七章 儀器維護(hù)
一、充電
當(dāng)主機(jī)屏幕上顯示的電池水平很低,或信號(hào)發(fā)生器“電源”指示燈閃爍時(shí),需要對(duì)其充電,在繼續(xù)使用一小段時(shí)間后,儀器將自動(dòng)關(guān)機(jī)。
充電時(shí),將充電器的輸出插頭插到儀器的 充電 插孔,充電器的電源插頭插市電220V插座,儀器開始充電,充電器的指示燈指示充電狀態(tài),紅燈表示正在充電,綠燈表示充電完成。將放完電的電池充滿大約需要4小時(shí),充不滿也可以使用,超過4小時(shí)也不會(huì)損壞電池。
如果你對(duì)3M2773低壓電纜故障測(cè)試儀感興趣,想了解更詳細(xì)的產(chǎn)品信息,填寫下表直接與廠家聯(lián)系: |