高阻故障是电缆故障中常见且检测难度较高的一类,针对高阻故障的检测方法主要包括以下几种,每种方法各有特点和适用场景:
冲闪法(冲击高压闪络测试法)
适用场景:适用于大部分闪络故障、断路和低阻、短路性故障。电力电缆发生故障七成以上为高阻故障,尤其是预防性试验中出现击穿故障有九成为高阻故障,冲击高压闪络检测法适用于各种类型的高阻故障检测。
方法分类:分为电感冲闪法和电阻冲闪法,二者最大的不同在于球形间隙相互串联的电感线圈L可换为电阻。其中电感冲闪法应用更为宽泛,高阻电力电缆故障查测多使用本方法。
工作原理:系统接通电源,电流经过调压器、变压器整流器对电容器充电,当充电电压升至一定值后,球间隙被击穿,电容器的电压通过球间隙短路电弧和小电感直接加设到电力电缆测量端。此冲击电压波沿着电力电缆方向朝故障点进行传播,电压峰值足够大时,故障点因电离放电,产生短路电弧,同时沿着电力电缆发送电压波并反射。
故障点判断:故障点击穿时,球形间隙放电声清脆响亮,火花较大,且电流表指针摆动范围大。
二次脉冲法(多次脉冲法)
原理:通过高压发生器给故障电缆施加高压脉冲,使故障点产生弧光放电,实现故障点的降阻。此时,向电缆注入低压脉冲信号,在故障电弧熄灭后,再向故障电缆注入低压脉冲信号,通过前后两个低压脉冲反射波形的比较,波形的明显分歧点所在距离即为故障距离。
适用范围:适用于高阻故障的测距(1kΩ及以上)。不过,二次脉冲法燃弧时间短、燃弧不易稳定,现场测试时要通过多次实测波形的观察,选择合适的延迟时间,选出最适合判读的测试波形。当故障点发生在电缆始端或近始端时,波形稍复杂一些,精确读数会引入一定误差。
脉冲电流法
工作原理:将电缆故障点用直流高压闪络或者冲击高压闪络,使故障点击穿,采用线性电流耦合器采集电缆中的电流行波信号,根据电流行波信号在测试端与故障点的时间差来计算出故障点距离。
适用范围及特点:测试范围为高阻故障,当二次脉冲法解决不了时,可以尝试用脉冲电流法。测试范围可调整为测试电缆全长的4 - 6倍。脉冲电流法波形是电流信号,来源于故障点放电产生的电流信号,而不是测试仪器发射的信号。电压需要一直升压,直到故障点击穿或高压脉冲发生器发出高压脉冲,只能被动测量行波,波形依赖行波频率,有时清楚,有时很难辨认。通过耦合线圈得到波形,准确性降低。使用脉冲电流法时,有时高压脉冲信号需要几次反射后,故障点才放电,此时需要把测试范围调得很大或调整放电延时值才能得到可用的波形。
声磁同步定点法
原理:向电缆施加冲击直流高压使故障点放电,在放电瞬间电缆金属护套与大地构成的回路中形成感应环流,从而在电缆周围产生脉冲磁场。应用感应接收仪器接收脉冲磁场信号和从故障点发出的放电声信号,仪器根据探头检测到的声、磁两种信号时间间隔为最小的点即为故障点。
优势:比声测法抗干扰性好,目前普遍采用此方法,仪器还带基本的路径识别功能,时间差小,数字稳定,放电声音足来定故障点。
跨步电压法
适用场景:对于单相接地故障或两相、三相短路并接地故障,外护套故障适用。
所需仪器:电缆护层故障定位电源,跨步电压指示器。
工作原理:在故障相与地之间,加上负极性的直流电源,从故障点流入土壤的电流在土壤表面形成漏斗状电位分布,通过探棒寻找土壤中的电势最低点。由高压发生器与定点仪共同组合使用,通过两根接地铁钎,寻找土壤中电势低点而准确定点。在故障点处流入大地的测试电流导致故障点处为正负电压峰值转换点,在故障点前接近故障时,跨步电压增加,越过故障后跨步电压减小,并且极性改变。在接地故障点正上方时,定点仪指针停在零位,此处即为电缆故障点的准确位置。