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文檔簡(jiǎn)介
1、WL50波反射法電纜故障定位儀用戶手冊(cè) 警告用戶1. 儀器攜帶光盤(pán)包含有:WL50系統(tǒng)恢復(fù)軟件、PC機(jī)后臺(tái)軟件、說(shuō)明書(shū)、啟動(dòng)U盤(pán)制作工具等,請(qǐng)務(wù)必保存好。2. 儀器攜帶U盤(pán)帶啟動(dòng)功能,里面保存有WL50系統(tǒng)恢復(fù)軟件。將U盤(pán)插到WL50面板USB接口,打開(kāi)電源,儀器自動(dòng)恢復(fù)系統(tǒng)軟件。注意:WL50系統(tǒng)正常時(shí),在開(kāi)機(jī)前請(qǐng)不要將帶有啟動(dòng)的U盤(pán)插到USB接口。請(qǐng)存放好U盤(pán),更不要隨意格式化U盤(pán)。3. 在用U盤(pán)進(jìn)行系統(tǒng)恢復(fù)時(shí),請(qǐng)插上電源適配器,以免系統(tǒng)恢復(fù)過(guò)程電池電量不足出現(xiàn)關(guān)機(jī)。4. 請(qǐng)保存好WL50外包裝箱。5. 因本公司產(chǎn)品不斷更新改進(jìn),說(shuō)明書(shū)與儀器有所不同,如有疑問(wèn),請(qǐng)與公司聯(lián)系。 目 錄1主要
2、用途12技術(shù)指標(biāo)13儀器工作方式24操作說(shuō)明24.1儀器操作界面24.1.1按鍵說(shuō)明34.2三種工作方式操作步驟74.2.1低壓脈沖測(cè)試步驟74.2.2脈沖電流測(cè)試步驟84.2.2.1通過(guò)波形識(shí)別故障點(diǎn)擊穿與否104.2.2.2如何利用延時(shí)設(shè)置104.2.2.3如何標(biāo)定故障距離124.2.3穩(wěn)定電弧法測(cè)試步驟125典型故障波形146比較法測(cè)試電纜全長(zhǎng)或校正電纜波速度157附錄1預(yù)定位基礎(chǔ)知識(shí)介紹167.1低壓脈沖反射法測(cè)試167.1.1低壓脈沖反射法應(yīng)用范圍以及工作原理167.1.2發(fā)射脈沖的選擇167.1.2.1脈沖的形狀167.1.2.2脈沖的寬度167.1.3典型故障反射脈沖波形177.
3、1.3.1斷線故障177.1.3.2短路故障177.1.4怎樣標(biāo)定反射脈沖的起始點(diǎn)187.1.5脈沖反射波形比較測(cè)試187.2脈沖電流法測(cè)試197.2.1直流高壓閃絡(luò)測(cè)試法197.2.1.1應(yīng)用范圍197.2.1.2接線與試驗(yàn)要求197.2.1.3故障點(diǎn)擊穿與否的判斷207.2.2沖擊高壓閃絡(luò)測(cè)試法207.2.2.1應(yīng)用范圍207.2.2.2接線與試驗(yàn)要求207.2.2.3故障點(diǎn)擊穿與否的判斷217.2.3典型脈沖電流測(cè)試波形218附錄2238.1三種工作方式接線示意圖238.2典型電纜波速度推薦248.3附件清單248.4電池充電說(shuō)明258.5自動(dòng)關(guān)機(jī)說(shuō)明258.6文件導(dǎo)出258.7儀器系統(tǒng)
4、恢復(fù)258.8PC機(jī)后臺(tái)軟件安裝及使用278.9簡(jiǎn)單故障排查27第26頁(yè)1 主要用途W(wǎng)L50是集低壓脈沖、脈沖電流和穩(wěn)定電弧法于一體的便攜式電纜故障測(cè)試儀,采用8.4英寸TFT彩色液晶顯示屏幕,觸摸屏操作,可通過(guò)USB接口和計(jì)算機(jī)連接,儀器內(nèi)可存儲(chǔ)600條電纜故障波形,具有攜帶方便、使用簡(jiǎn)單、操作方便、大屏幕顯示等特點(diǎn)。能測(cè)試高壓電纜以及各種控制電纜低阻、短路、斷線和高阻等故障。2 技術(shù)指標(biāo)發(fā)射脈沖輸出電壓36V發(fā)射脈沖脈寬50ns . 10s保護(hù)電壓200V AC(5060Hz)輸出阻抗33,43,50,60,75,100,150歐采樣信號(hào)靈敏度0 . 40dB測(cè)量范圍(波速160ms)05
5、0km測(cè)量精度±0.2%L+移動(dòng)光標(biāo)步長(zhǎng)(m) 實(shí)時(shí)采樣率200MHz(WL50200)/100MHz(WL50100)分辨率(波速160ms)0.4m(WL50200)/0.8m(WL50100)波速度100300ms記憶回波數(shù)量600條84英寸TFT彩色顯示屏分辨率800×600(170mm×128mm)電源適配器輸入200240V(5060Hz),DC9V輸出使用溫度20 . 50儲(chǔ)存溫度40 . 60支持語(yǔ)種中文簡(jiǎn)體/英文可選保護(hù)類型IPX4防水、防塵體積360mm×250mm×165mm3 儀器工作方式u 低壓脈沖反射法能自動(dòng)設(shè)置故障
6、點(diǎn)光標(biāo),根據(jù)兩光標(biāo)的位置來(lái)標(biāo)定波速度、電纜故障距離或電纜全長(zhǎng);能記錄兩條波形,采用比較法分析電纜故障波形。u 脈沖電流法 配合電纜故障定位電源(或者其它類似脈沖電源),通過(guò)電流耦合器可自動(dòng)記錄故障點(diǎn)擊穿后的脈沖電流波形,找到故障點(diǎn)一次和二次或二次和三次反射脈沖之間的距離,即為故障點(diǎn)距電纜測(cè)試端的距離。u 穩(wěn)定電弧法 首先利用低壓脈沖反射法測(cè)試電纜高阻故障波形,然后配合穩(wěn)定電弧電源在故障點(diǎn)擊穿瞬間自動(dòng)觸發(fā)WL50,WL50立即自動(dòng)發(fā)射、記錄并顯示故障擊穿后的低壓脈沖波形,通過(guò)查找兩個(gè)波形的分叉點(diǎn),容易找到故障點(diǎn),此種方法波形簡(jiǎn)單易識(shí)別。4 操作說(shuō)明4.1 儀器操作界面儀器開(kāi)機(jī)后自動(dòng)運(yùn)行測(cè)試軟件,
7、顯示操作界面如圖(1)。圖(1)開(kāi)機(jī)顯示操作界面4.1.1 按鍵說(shuō)明工作方式:?jiǎn)捂I操作,用于切換低壓脈沖、脈沖電流和穩(wěn)定電弧三種不同測(cè)試方式。顯示范圍:按“顯示范圍”,系統(tǒng)彈出如圖(2)對(duì)話框,用戶根據(jù)測(cè)試電纜長(zhǎng)度設(shè)定顯示范圍,然后按確定即可。顯示范圍設(shè)定原則:在屏幕看到電纜終端反射波形為佳,對(duì)于低壓脈沖和穩(wěn)定電弧法推薦用戶設(shè)定顯示范圍為被測(cè)電纜長(zhǎng)度的1.2倍;而對(duì)于脈沖電流法顯示范圍要設(shè)定為被測(cè)電纜長(zhǎng)度的3倍以上。圖(2)顯示范圍設(shè)置對(duì)話框脈沖寬度/采樣延時(shí):兩用復(fù)合按鍵。脈沖寬度共有50ns、100ns、200ns、500ns、1s、2s、5s和10s8檔,在低壓脈沖和穩(wěn)定電弧兩種工作模式
8、下設(shè)置。軟件能根據(jù)顯示范圍自動(dòng)調(diào)節(jié)脈沖寬度,用戶也可以配合、兩個(gè)方向鍵進(jìn)行調(diào)節(jié)。在脈沖電流工作模式下,顯示為采樣延時(shí),按該鍵,系統(tǒng)彈出如圖( 3 )對(duì)話框。用戶可以通過(guò)設(shè)置采樣延時(shí)時(shí)間,在屏幕上獲得效果更佳的脈沖電流波形。圖(3) 脈沖電流工作模式下采樣延時(shí)設(shè)置對(duì)話框行波速度:配合、兩個(gè)方向鍵調(diào)節(jié)電纜波速度(100m/s299 m/s)。在低壓脈沖和穩(wěn)定電弧兩種工作模式下,可以通過(guò)按“行波速度”,再按“速度列表”,獲得如圖( 4 )“常規(guī)電纜波速度列表”,供操作者正確選擇被測(cè)電纜波速度。圖(4)常規(guī)電纜波速度列表增益調(diào)節(jié):配合、兩個(gè)方向鍵調(diào)節(jié)信號(hào)增益,為信號(hào)增益指示條形碼,條形碼滿格時(shí)信號(hào)增益
9、最大,反之最??;用戶根據(jù)顯示波形幅值大小相應(yīng)調(diào)節(jié)信號(hào)增益。波 形 A : 在脈沖電流和穩(wěn)定電弧測(cè)試方式下,按“波形A”顯示等待觸發(fā);在穩(wěn)定電弧方式下按“波形A”,再按單次觸發(fā);在低壓脈沖方式下,按“波形A”單次觸發(fā)。波形采集完成后,軟件會(huì)自動(dòng)查找故障點(diǎn),并顯示“開(kāi)路故障”或“短路故障”;如果沒(méi)有找到故障點(diǎn),則顯示“沒(méi)有找到故障點(diǎn)”。短路故障圖(5)自動(dòng)查找故障點(diǎn)示意圖波 形 B/清 除B : 兩用復(fù)合按鍵。波形B不具有觸發(fā)功能,只保存當(dāng)前測(cè)試波形并顯示在屏幕上。按“波形B”,保存當(dāng)前波形作參考波形,用以比較測(cè)試。當(dāng)顯示清除B時(shí),按“清除B”,則清除波形。起始光標(biāo)/起始放大:兩用復(fù)合按鍵。按“起
10、始光標(biāo)”鍵打開(kāi)光標(biāo),配合左右方向鍵移動(dòng)光標(biāo),在低壓脈沖和穩(wěn)定電弧兩種方式,起始光標(biāo)自動(dòng)定位;當(dāng)顯示起始放大時(shí),按“起始放大”可放大光標(biāo)所在位置局部波形,便于更精確定點(diǎn)。終止光標(biāo)/終止放大:兩用復(fù)合按鍵。按“終止光標(biāo)”鍵打開(kāi)光標(biāo),配合左右方向鍵移動(dòng)光標(biāo);當(dāng)顯示終止放大時(shí),按“終止放大” 可放大光標(biāo)所在位置局部波形,便于更精確定點(diǎn)。波形存儲(chǔ):軟件自動(dòng)將當(dāng)前系統(tǒng)日期作為文件名,用戶也可在這個(gè)文件名中增加自定義符號(hào),波形存儲(chǔ)對(duì)話框如圖(6)所示。圖(6)文件保存命名對(duì)話框波形導(dǎo)入:在不同工作方式下,軟件自動(dòng)將該方式下波形文件名導(dǎo)入對(duì)話框如圖(7),用戶選定要打開(kāi)的文件名按“確定”即可。圖(7)波形導(dǎo)入
11、對(duì)話框波形垂直調(diào)節(jié)/輸出電纜長(zhǎng)度:兩用復(fù)合按鍵,在穩(wěn)定電弧工作方式下,顯示輸出電纜長(zhǎng)度,按“輸出電纜長(zhǎng)度”鍵,將輸出電纜長(zhǎng)度切換成5米、30米或者50米;其他工作方式下,顯示波形垂直調(diào)節(jié)。按“波形垂直調(diào)節(jié)”,配合、兩個(gè)方向鍵,可將波形A在屏幕垂直方向移動(dòng)。 文件導(dǎo)出:將準(zhǔn)備好的U盤(pán)插入WL50面板USB接口,界面會(huì)提示U盤(pán)已插好,按“文件導(dǎo)出”可將wave目錄下所有波形文件保存到U盤(pán)wave目錄,同時(shí)界面會(huì)顯示文件拷貝進(jìn)度條。L1-L2差分法:可以用此方式測(cè)試只有幾米長(zhǎng)的電纜故障,其余情況不用。把測(cè)試線夾子懸空,按“波形A”測(cè)試波形,再按“波形B”保存;連接好測(cè)試線和故障電纜,按“波形A”,再
12、按“L1-L2”即可。關(guān) 機(jī):按“關(guān)機(jī)”鍵,軟件彈出如圖(8)“系統(tǒng)提示”對(duì)話框,按“確定”及關(guān)掉機(jī)器,“取消”機(jī)器繼續(xù)工作。圖(8)系統(tǒng)關(guān)機(jī)提示對(duì)話框4.2 三種工作方式操作步驟4.2.1 低壓脈沖測(cè)試步驟(1) 打開(kāi)儀器面板電源開(kāi)關(guān),等待1分鐘后,儀器進(jìn)入默認(rèn)的界面為低壓脈沖工作方式。(2) 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試電纜長(zhǎng)度調(diào)節(jié)顯示范圍,比如現(xiàn)場(chǎng)電纜長(zhǎng)度為L(zhǎng)(m),設(shè)定顯示范圍為L(zhǎng)*1.2(m),同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)射脈沖寬度。(3) 被測(cè)電纜斷電,用放電棒放電,確保操作安全,然后把兩端接線斷開(kāi)。(4) 判定電纜故障類型:判別是相間故障還是相與屏蔽故障,其次看被測(cè)電纜是否有完好相(對(duì)于低壓脈沖而言,只要
13、用萬(wàn)用表測(cè)試故障電阻大于500都可視為完好相。);假定相與屏蔽故障,而且又有完好電纜,可用波形比較法測(cè)試;若是三相都是同類型故障,直接測(cè)試低壓脈沖波形,根據(jù)電纜波速度計(jì)算電纜故障距離。(5) 信號(hào)輸出線的紅夾子接完好電纜,黑夾子接屏蔽。(6) 按“波形A”單次觸發(fā),測(cè)得如圖(9)的波形,再按“波形B”,保存當(dāng)前波形作參考波形。(7) 信號(hào)輸出線的紅夾子接故障電纜,黑夾子不動(dòng),按“波形A”測(cè)得如圖(10)的波形,故障電纜的波形和完好電纜的波形自動(dòng)重疊。(8) 按“終止光標(biāo)”,移動(dòng)終止光標(biāo)對(duì)測(cè)試波形進(jìn)行故障定位。 圖(9)完好電纜對(duì)端開(kāi)路波形 圖(10)完好電纜開(kāi)路波形和故障電纜中間短路波形比較從
14、圖(9)、圖(10)可以看出,完好電纜全長(zhǎng)為262(m),故障點(diǎn)距離測(cè)試端為100(m)??梢?jiàn)波形比較法測(cè)試電纜故障點(diǎn)具有波形直觀和簡(jiǎn)單易用的優(yōu)點(diǎn),在現(xiàn)場(chǎng)條件允許的情況下,建議用戶盡可能使用波形比較法測(cè)試(可參閱本文附錄1脈沖反射波形比較法測(cè)試一節(jié)介紹)。4.2.2 脈沖電流測(cè)試步驟(1) 將工作方式切換到脈沖電流工作方式下。圖(11)脈沖電流工作模式顯示范圍設(shè)定(2) 調(diào)節(jié)顯示范圍:按“顯示范圍”鍵,如圖(11)所示,在顯示范圍輸入對(duì)話框上邊有提示用戶輸入的范圍至少應(yīng)為被測(cè)電纜長(zhǎng)度的三倍以上,比如被測(cè)電纜長(zhǎng)度為1000m,那么顯示范圍應(yīng)為3000m以上,設(shè)定好顯示范圍后按“確定”退出。(3)
15、 按“波形A”即顯示等待觸發(fā),如圖(12)所示。圖(12)脈沖電流工作模式等待觸發(fā)界面圖(13)脈沖電流法測(cè)試電纜故障波形(4) 將故障定位電源放電棒、高壓輸出電纜、接地線、電源線以及脈沖電流耦合器連接好。若滿足直閃測(cè)試,把故障定位電源球隙順時(shí)針調(diào)到底(或者把儀器切換到直流工作模式)。打開(kāi)電源,調(diào)節(jié)升壓旋鈕,待故障定位電源對(duì)故障點(diǎn)沖擊放電后,WL50將自動(dòng)觸發(fā)并顯示波形。若發(fā)現(xiàn)波形幅值太小,可調(diào)節(jié)WL50信號(hào)增益或者增大故障定位電源的放電球隙,重復(fù)上述(1) (4)步驟,直到采集到滿意的波形。(5) 調(diào)節(jié)電纜波速度:脈沖電流方式下波速度為160m/s。(6) 移動(dòng)光標(biāo)標(biāo)定故障距離。從圖(13)
16、中可以看出,故障點(diǎn)擊穿后反射回來(lái)的脈沖信號(hào)方向一致。脈沖電流法故障距離定位的依據(jù)是找到最大信號(hào)前面開(kāi)始下降的拐點(diǎn)。如圖(13)移動(dòng)起始光標(biāo)和終止光標(biāo),測(cè)量電纜故障點(diǎn)離測(cè)試端的距離。注意:在脈沖電流工作模式下,需要注意以下四點(diǎn):一如何通過(guò)波形識(shí)別故障點(diǎn)是否擊穿;二如何標(biāo)定故障距離;三如何利用好延時(shí)設(shè)定;四脈沖電流方式下波速度為160m/s。4.2.2.1 通過(guò)波形識(shí)別故障點(diǎn)擊穿與否圖(14)脈沖電流方式未擊穿波形用戶可以參閱本文附錄1預(yù)定位基礎(chǔ)知識(shí)章節(jié)內(nèi)容,了解如何通過(guò)聽(tīng)聲音、觀察電壓表指針擺動(dòng)和電流表指針擺動(dòng)判斷故障點(diǎn)擊穿與否。這里再簡(jiǎn)單介紹一下如何通過(guò)觀察波形判斷故障點(diǎn)擊穿與否。圖(14)是
17、典型的脈沖電流方式未擊穿波形,只要看到如圖(14)波形,就可斷定故障點(diǎn)未擊穿,此時(shí)使用者可增大放電球隙或增大放電電壓繼續(xù)測(cè)試。4.2.2.2 如何利用延時(shí)設(shè)置在一般情況下,由放電裝置或者球隙產(chǎn)生高壓放電脈沖導(dǎo)致故障點(diǎn)擊穿,此時(shí)儀器采集裝置記錄的波形為故障點(diǎn)多次反射脈沖波形,此波形直觀清晰,如圖(13)。而有些情況,放電裝置或者球隙產(chǎn)生的放電脈沖未直接擊穿故障點(diǎn),而是由電纜終端反射回來(lái)的電壓脈沖在故障點(diǎn)疊加后擊穿故障點(diǎn),波形參見(jiàn)附錄1章節(jié)的圖(31)(這種情況通常稱之為長(zhǎng)延時(shí)放電),在這種情況下儀器記錄了從球隙放電到故障點(diǎn)擊穿后的整個(gè)過(guò)程的波形,這個(gè)波形數(shù)據(jù)量大,而且在一起顯示給人感覺(jué)很亂。這時(shí)
18、用戶可以通過(guò)延時(shí)設(shè)置,使儀器不采集或者不顯示最前面部分沒(méi)有實(shí)際意義的數(shù)據(jù),至于如何恰當(dāng)設(shè)置采樣延時(shí)要結(jié)合實(shí)際采集的波形來(lái)看。下圖為同一電纜故障,在沒(méi)有采樣延時(shí)和分別設(shè)置不同采樣延時(shí)的脈沖電流波形,其中圖15(a)沒(méi)有采樣延時(shí)采集的脈沖電流波形,圖15(b)采樣延時(shí)為4500ns時(shí)采樣的脈沖電流波形,圖15(c)采樣延時(shí)為5600ns時(shí)的脈沖電流波形,從(a)、(b)和(c)三個(gè)圖中可以看出,圖形(c)效果最好。(a)沒(méi)有采樣延時(shí)采集的脈沖電流波形 (b)采樣延時(shí)為4500ns脈沖電流波形 (c)采樣延時(shí)為5600ns脈沖電流波形圖(15)沒(méi)有采樣延時(shí)和有采樣延時(shí)顯示的脈沖電流波形4.2.2.3
19、 如何標(biāo)定故障距離故障距離的標(biāo)定是脈沖電流測(cè)試的關(guān)鍵。用戶可以閱讀本文附錄1中怎樣標(biāo)定反射脈沖的起始點(diǎn)一節(jié)所述內(nèi)容,及參考圖(29)、(30)、(31)、(13)所示的各種典型脈沖電流波形的故障距離標(biāo)定方法,來(lái)提高標(biāo)定的準(zhǔn)確性,減小測(cè)試誤差。4.2.3 穩(wěn)定電弧法測(cè)試步驟(1) 將WL50工作方式切換到穩(wěn)定電弧方式。(2) 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試電纜長(zhǎng)度調(diào)節(jié)顯示范圍,比如長(zhǎng)度為L(zhǎng)(m),那么顯示范圍調(diào)到L*1.2(m)。(3) 調(diào)節(jié)電纜波速度。(4) 電纜故障定位電源和WL50接線。² 連接好電纜故障定位電源高壓輸出電纜、電源線、接地線和放電棒。² 將高壓輸出電纜與被測(cè)試電纜接好,將
20、雙頭BNC測(cè)試線連接好WL50和電纜故障定位電源。² 將電纜故障定位電源功能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)完全提起,旋轉(zhuǎn)到“低壓脈沖”位置,壓下。² 按“波形A”,再按“鍵”即單次觸發(fā),記錄下當(dāng)前波形。然后按“波形B” 保存當(dāng)前波形作參考波形。² 將電纜故障定位電源功能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)完全提起,旋轉(zhuǎn)到“穩(wěn)定電弧”位置,壓下。將放電方式設(shè)置為“單次”。(5) 按“波形A”顯示等待觸發(fā)。(6) 打開(kāi)電纜故障定位電源電源,調(diào)節(jié)“升壓”旋鈕,設(shè)定合適的電壓值,按“脈沖觸發(fā)”按扭,電纜故障定位電源產(chǎn)生高壓脈沖對(duì)故障電纜放電一次,擊穿故障點(diǎn)。放電脈沖同時(shí)觸發(fā)WL50,WL50即自動(dòng)發(fā)送低壓脈沖記錄并顯示故
21、障波形。關(guān)斷電纜故障定位電源電源開(kāi)關(guān),并對(duì)電纜放電。若發(fā)現(xiàn)測(cè)試波形不理想,可重復(fù)上述(5)和(6)步驟,直到記錄下滿意的波形為止。(7) 移動(dòng)光標(biāo)標(biāo)定電纜故障距離。圖(16)為穩(wěn)定電弧法電纜故障波形。穩(wěn)定電弧法實(shí)質(zhì)即借助高壓脈沖擊穿故障點(diǎn),在故障點(diǎn)擊穿瞬間由WL50向故障電纜發(fā)射低壓脈沖,此時(shí)低壓脈沖在故障點(diǎn)產(chǎn)生短路反射,把這個(gè)波形和故障點(diǎn)未擊穿前的波形比較,就可以看到在故障點(diǎn)處兩條波形明顯的分叉點(diǎn),此方法簡(jiǎn)單方便。圖(16)標(biāo)有燃弧之前的波形為故障點(diǎn)擊穿之前的低壓脈沖波形,低壓脈沖在高阻故障點(diǎn)不產(chǎn)生反射,只有在電纜對(duì)端產(chǎn)生開(kāi)路反射;而標(biāo)有燃弧過(guò)程的波形為故障點(diǎn)擊穿過(guò)程的低壓脈沖波形,故在故障
22、點(diǎn)產(chǎn)生短路反射。電纜全長(zhǎng)故障距離高阻故障點(diǎn)燃弧之前的波形燃弧過(guò)程的波形圖(16)穩(wěn)定電弧測(cè)試高阻電纜故障波形5 典型故障波形 圖(17)電纜對(duì)端開(kāi)路或者斷線波形 圖(18)電纜對(duì)端短路或者中間短路波形 圖(19)電纜中間接頭及對(duì)端開(kāi)路反射波形 圖(20)中間短路和完好電纜對(duì)端開(kāi)路波形比較上述四個(gè)圖是典型的低壓脈沖波形,可幫助用戶更好識(shí)別不同故障類型的波形變化、根據(jù)波形判斷故障類別、判斷電纜的中間接頭以及如何用比較法測(cè)試中間短路或者斷線的故障。6 比較法測(cè)試電纜全長(zhǎng)或校正電纜波速度故障距離隨波速度變化正比變化圖(21)對(duì)端開(kāi)路和短路時(shí)波形比較法測(cè)試電纜長(zhǎng)度為了更好校正電纜波速度或者測(cè)量電纜全長(zhǎng),
23、建議用戶分別測(cè)試電纜對(duì)端開(kāi)路和短路波形,然后進(jìn)行比較,如圖(21)。從圖中可以看出,用比較測(cè)試法將開(kāi)路和短路時(shí)的低壓脈沖測(cè)試波形疊加比較,比起開(kāi)路或者短路的單個(gè)脈沖波形更容易判別電纜對(duì)端反射波形的拐點(diǎn)。打開(kāi)終止光標(biāo),并將終止光標(biāo)移動(dòng)到波形分叉點(diǎn)。假如已知電纜波速度V=160m/s,此時(shí)按“行波速度”鍵,然后配合、兩個(gè)方向鍵將波速度調(diào)節(jié)到160m/s,此時(shí)顯示兩光標(biāo)之間的距離為電纜的全長(zhǎng);假如已知電纜的全長(zhǎng),調(diào)節(jié)行波速度,直到顯示的故障距離為已知電纜全長(zhǎng),此時(shí)對(duì)應(yīng)的波速度就是所要校正該類型電纜的波速度。7 附錄1預(yù)定位基礎(chǔ)知識(shí)介紹7.1 低壓脈沖反射法測(cè)試7.1.1 低壓脈沖反射法應(yīng)用范圍以及工
24、作原理低壓脈沖反射法(以下簡(jiǎn)稱低壓脈沖法)用于測(cè)量電纜的低阻(故障電阻小于100歐姆)、短路與斷路故障。據(jù)統(tǒng)計(jì)這類故障約占電纜故障的10%。低壓脈沖法還可用于測(cè)量電纜的長(zhǎng)度、核定電磁波在電纜中的傳播速度,還可用于區(qū)分電纜的中間頭、T型接頭與終端頭等。該方法測(cè)試時(shí),向電纜注入低壓脈沖,該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)試點(diǎn)被儀器記錄下來(lái)。根據(jù)波形上發(fā)射脈沖與反射脈沖的時(shí)間差t乘于脈沖在電纜傳播的速度(行波速度)即可計(jì)算出電纜的故障距離。7.1.2 發(fā)射脈沖的選擇7.1.2.1 脈沖的形狀電纜故障測(cè)量?jī)x器使用的電壓脈沖一般有矩形、指數(shù)、鐘形(又叫升
25、余弦)等。由于矩形脈沖形成比較容易,故應(yīng)用比較多。7.1.2.2 脈沖的寬度脈沖總有一定的時(shí)間寬度,假定為,則在時(shí)刻以內(nèi)到來(lái)的反射脈沖與發(fā)射脈沖相重迭,無(wú)法區(qū)分出來(lái),因此就不能測(cè)出故障點(diǎn)距離,出現(xiàn)了盲區(qū)。假設(shè)脈沖發(fā)射寬度是0.5s,電纜波速度是160m/s,其測(cè)量盲區(qū)就是40米,儀器發(fā)送脈沖愈寬,測(cè)量盲區(qū)愈大。從減小盲區(qū)的角度看,發(fā)送脈沖寬度窄一些好,但脈沖愈窄,它所包含的高頻成分愈豐富,而線路高頻損耗大,使反射脈沖幅值過(guò)小,畸變嚴(yán)重,影響遠(yuǎn)距離故障的測(cè)量效果。為解決這一問(wèn)題,脈沖反射儀器把脈沖寬度分成幾個(gè)范圍,根據(jù)測(cè)量距離的遠(yuǎn)近來(lái)選擇脈沖寬度,測(cè)量距離愈遠(yuǎn),脈沖愈寬。7.1.3 典型故障反射
26、脈沖波形7.1.3.1 斷線故障脈沖在斷路點(diǎn)產(chǎn)生全反射,反射脈沖與發(fā)送脈沖同極性,如圖(22)所示。A相B相F C相圖(22)斷線故障低壓脈沖反射波形斷路故障的波形上第一個(gè)故障點(diǎn)反射脈沖之后,還有若干個(gè)相距仍然是故障距離的反射脈沖,這是由于脈沖在測(cè)量端與故障點(diǎn)之間多次來(lái)回反射的結(jié)果。由于脈沖在電纜中傳輸存在損耗,脈沖幅值逐漸減小,并且波頭上升變得愈來(lái)愈緩慢。實(shí)際上有用的是第一個(gè)反射脈沖,注意不要把后續(xù)反射脈沖誤認(rèn)為是其它故障點(diǎn)的反射脈沖。7.1.3.2 短路故障短路故障脈沖在短路點(diǎn)產(chǎn)生全反射,反射脈沖與發(fā)送脈沖極性相反,如圖(23)所示。A相FB相C相圖(23)電纜短路故障低壓脈沖反射7.1.
27、4 怎樣標(biāo)定反射脈沖的起始點(diǎn)一般的低壓脈沖反射儀器依靠操作人員移動(dòng)標(biāo)尺或電子光標(biāo),來(lái)測(cè)量故障距離。實(shí)際測(cè)試時(shí),人們往往沒(méi)有把握應(yīng)該把光標(biāo)定在何處來(lái)標(biāo)定反射脈沖的起始點(diǎn)。一般故障點(diǎn)愈遠(yuǎn),反射脈沖上升愈圓滑,標(biāo)定愈困難。所以建議現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員在實(shí)際測(cè)試時(shí),應(yīng)選波形上反射脈沖造成的拐點(diǎn)作為反射脈沖的起始點(diǎn)。7.1.5 脈沖反射波形比較測(cè)試波形比較法測(cè)試前提:待測(cè)試電纜中必須有一相完好電纜。波形比較法,即分別測(cè)試一根完好電纜終端短路和開(kāi)路時(shí)的波形(測(cè)試電纜全長(zhǎng)或者校正波速度時(shí)),或者分別測(cè)試完好電纜和故障電纜(測(cè)試短路或斷線故障時(shí)),把兩次測(cè)試波形重疊比較后就很容易分辨出電纜終端或者故障點(diǎn)。采用波形比較
28、法可以減小因人為判斷差別而引起的測(cè)試誤差。圖(24)為三相電纜,其中A、B兩相絕緣完好,C相對(duì)地故障,用低壓脈沖反射法首先測(cè)試A相對(duì)屏蔽的波形,然后再測(cè)試C相電纜對(duì)屏蔽的故障波形如圖(25)所示,最后將兩個(gè)波形重疊比較,如圖(26)。從圖(26)中很容易找到兩個(gè)波形的分叉點(diǎn)。A相B相C相F短路故障點(diǎn)圖(24)三相電纜示意圖圖(25)完好電纜測(cè)試波形與故障電纜測(cè)試波形 圖(26)完好電纜測(cè)試波形與故障電纜測(cè)試波形比較7.2 脈沖電流法測(cè)試脈沖電流分直流高壓閃絡(luò)與沖擊高壓閃絡(luò)兩種測(cè)試方法。7.2.1 直流高壓閃絡(luò)測(cè)試法7.2.1.1 應(yīng)用范圍直流高壓閃絡(luò)測(cè)試法(簡(jiǎn)稱直閃法)用于測(cè)量閃絡(luò)擊穿性故障,
29、即故障點(diǎn)電阻極高,在用高壓試驗(yàn)設(shè)備把電壓升到一定值時(shí)就產(chǎn)生閃絡(luò)擊穿的故障。據(jù)統(tǒng)計(jì),能用直閃法測(cè)量的電纜故障,約占電纜故障總數(shù)的20%,在預(yù)防性試驗(yàn)中出現(xiàn)的電纜故障多屬于該類故障。直閃法獲得的波形簡(jiǎn)單、容易理解。而一些故障點(diǎn)在幾次閃絡(luò)放電之后,往往造成故障點(diǎn)電阻下降,以致不能再用直閃法測(cè)試,故實(shí)際工作中應(yīng)珍惜能夠進(jìn)行直閃測(cè)試的機(jī)會(huì)。7.2.1.2 接線與試驗(yàn)要求圖(27)直流高壓閃絡(luò)測(cè)試法接線原理圖把脈沖電源面板的球隙(如圖中的球隙G)順時(shí)針調(diào)到底或者把脈沖電源切換到直流高壓輸出檔,把高壓輸出紅夾子接到電纜的故障相,黑夾子接到與故障電纜發(fā)生故障的鎧裝屏蔽或者其它相,脈沖電流耦合器放在高壓輸出接地
30、線上。注意:耦合器的箭頭指示方向必須和脈沖電源地線方向一致,即箭頭指向故障電纜。7.2.1.3 故障點(diǎn)擊穿與否的判斷逐漸升高加在電纜上的直流電壓,當(dāng)電壓超過(guò)故障間隙擊穿電壓時(shí),故障點(diǎn)擊穿放電。故障點(diǎn)擊穿,除了測(cè)量?jī)x器被觸發(fā)顯示出波形外,還可通過(guò)以下現(xiàn)象判斷:電壓突然下降(電壓表指針向刻度零點(diǎn)擺動(dòng))。直流泄漏電流突然增大(微安表指針突然向上擺動(dòng))。7.2.2 沖擊高壓閃絡(luò)測(cè)試法7.2.2.1 應(yīng)用范圍在故障點(diǎn)電阻不很高時(shí),因直流泄漏電流較大,電壓幾乎全降到了高壓試驗(yàn)設(shè)備的內(nèi)阻上去了,電纜上電壓很小,故障點(diǎn)形不成閃絡(luò),必須使用沖擊高壓閃絡(luò)測(cè)試法,簡(jiǎn)稱沖閃法。沖閃法亦適用于測(cè)試大部分閃絡(luò)性故障,當(dāng)然
31、,由于直閃法波形相對(duì)簡(jiǎn)單,容易獲得較準(zhǔn)確的結(jié)果,應(yīng)盡量使用直閃法測(cè)試。7.2.2.2 接線與試驗(yàn)要求沖閃法接法如圖(28)所示,它與直閃法接線(圖(27))基本相同,不同的是把球隙G調(diào)到故障點(diǎn)能夠擊穿放電的距離。首先,通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)壓升壓器對(duì)電容C充電,當(dāng)電容C上電壓足夠高時(shí),球形間隙G擊穿,電容C對(duì)電纜放電,這一過(guò)程相當(dāng)于把直流電源電壓突然加到電纜上去。其它注意事項(xiàng)和7.2.1.2一樣。圖(28)沖閃法測(cè)試法接線原理圖7.2.2.3 故障點(diǎn)擊穿與否的判斷沖閃法的一個(gè)關(guān)鍵是判斷故障點(diǎn)是否擊穿放電。一些經(jīng)驗(yàn)不足的測(cè)試人員往往認(rèn)為,只要球間隙放電了,故障點(diǎn)就擊穿了,顯然這種想法是不正確的。球間隙擊穿與
32、否與間隙距離及所加電壓幅值有關(guān),距離越大,間隙擊穿所需電壓越高,通過(guò)球間隙加到電纜上的電壓越高。而電纜故障點(diǎn)能否擊穿取決于故障點(diǎn)電壓是否超過(guò)臨界擊穿電壓,如果球間隙較小,電纜上得到的沖擊高壓小于故障點(diǎn)擊穿電壓,顯然,就不會(huì)出現(xiàn)擊穿。除根據(jù)儀器記錄波形判斷之外,還可通過(guò)以下現(xiàn)象來(lái)判斷故障點(diǎn)是否擊穿: 電纜故障點(diǎn)沒(méi)擊穿時(shí),一般球間隙放電聲嘶啞,不清脆,而且火花較弱;而故障點(diǎn)擊穿時(shí),球間隙放電聲清脆響亮,火花較大。 電纜故障點(diǎn)未擊穿時(shí),電流表擺動(dòng)較小;而故障點(diǎn)擊穿時(shí),電流表指針擺動(dòng)范圍較大。7.2.3 典型脈沖電流測(cè)試波形圖(29)故障點(diǎn)直接擊穿脈沖電流法波形圖(30)故障點(diǎn)直接擊穿脈沖電流法波形圖
33、中實(shí)線標(biāo)出故障點(diǎn)放電脈沖的起始處,虛線標(biāo)出故障點(diǎn)反射脈沖起始處。圖(29)和圖(30)是典型的脈沖電流放電波形。圖(31)遠(yuǎn)端反射電壓擊穿的脈沖電流法波形8 附錄2 8.1 三種工作方式接線示意圖圖(32)低壓脈沖測(cè)試接線示意圖圖(33)脈沖電流測(cè)試接線示意圖圖(34)穩(wěn)定電弧法測(cè)試接線示意圖8.2 典型電纜波速度推薦常規(guī)電纜波速度(m/µs)06kV油浸紙絕緣電纜162m/µs10kV油浸紙絕緣電纜160m/µs35kV油浸紙絕緣電纜160m/µs樹(shù)脂浸漬紙(impregnated paper)150171(m/µs)干紙(dry paper
34、)216264(m/µs)市話通訊電纜大約182(m/µs)橡皮電纜大約120(m/µs)橡膠電纜150170(m/µs)10kV塑料電纜大約172(m/µs)PVC聚氯乙烯152175(m/µs)EPR乙烯丙烯155175(m/µs)PTFE聚四氟乙烯213(m/µs)PE聚乙烯大約200(m/µs)XLPE交聯(lián)聚乙烯156176(m/µs)6kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜V=168m/µs10kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜V=172m/µs注意:以上推薦電纜波速度只對(duì)低壓脈沖方式和穩(wěn)定電弧兩種方式有效,而脈沖電流方式下,所有電纜的波速度應(yīng)為160m/s8.3 附件清單序號(hào)附件名稱數(shù)量1220VAC輸入,9VDC輸出電源適配器1臺(tái)2CC-1線性電流耦合器1個(gè)3帶夾子信號(hào)連接線1根4信號(hào)連接線1根5觸摸筆1支6WL50用戶手冊(cè)1份7出廠合格證書(shū)1份8隨機(jī)光盤(pán)1張9U盤(pán)1個(gè)10出廠檢驗(yàn)報(bào)告1份11附件包1只8.4 電池充電說(shuō)明(1) 儀器采用鋰電池供電,充滿電能持續(xù)工作二個(gè)半小時(shí)。(2) 電池欠壓時(shí),儀器在關(guān)機(jī)狀態(tài)下,插上適配器,連續(xù)充電五六小時(shí),電池可充滿電。用戶也可以插上適配器邊使用儀器,邊充
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