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2013年第1期
电线电统
2013年2月
No.12013
Flectric Wire Cable
Feb.2013
电力电缆故障测试技术研究
王巍',刘石川
(1.鄂尔多斯电业局,内蒙古鄂尔多斯0170002.内蒙古电力科学研究院,内蒙古呼和浩特010020)
摘要∷在分析了电缆各种故障的基础上,介绍了用于电缆故障诊断的各种方法的优缺点,并予以比较,阐述了
基于多次脉沖法在电缆故障测试诊断上的优越性,对今后的电缆故障测试的发展有较好的指导作用。
关键词:电力电缆故障检测:多次脉冲;线路
中图分类号:TM247
文献标识码
文章编号:1672-6901(2013)01-003404
The Research on Fault Detection Technology of Power Cable
WANG Wei, ITU Shi-chuan
(1. Ordos Electric Power Bureau, Ordos 017000, China 2. Inner Mongolia Electric Powe
Science Rescarch Institute, Hohhot 010020, China)
Abstract This paper analyzes the various fault cable is described on the basis of fault diagnosis for cable of the ad
vantages and disadvantages of various methods, and to compare and the future development of the cable fault diagnosis
has good guidance function
Key words: electric power, cable fault detection, many pulse, lines
电缆故障测试技术的发展
电力电统故障的检测是一个世界性的课题。上
通过引言介绍,我们知道电桥法实质上只能解
个世纪30年代,国外刊登了一篇论文《电缆中击穿决电缆部分故障的測试。而电缆的故障千奇百怪
点之故障探測》,首先提出了用高压冲击来使故障三相全坏的情况常有发生。为了解决诸多难题,在
点放电,用冲击电流表粗测电缆故障的论点,这一观西安电子科技大学科研人员的努力下,我国オ有了
点为以后电缆检测技术的发展和手段的丰富奠定了真正意义上的电缆故障检测仪。仪器的基本原理应
基础。电缆故障检测设备是伴随着先进电子技术的用了微波传输(雷达测距)理论,即脉冲法。无论低
出现而诞生的。电缆故障检测技术的发展经历了一压脉冲法还是高压脉冲法均是依据微波在“均匀长
个漫长的过程。上个世纪七十年代以前,主要是采线(电缆)”传输中,因其某处(故障点)特性阻抗发
用电桥法和低压脉冲法(又称时域反射法),电桥法生变化对电波的影响来微观地分析电波相位、极性
及低压脉冲测距法在测量电缆的接地故障和开路故及幅度等物理量的变化,来测得电波传输到故障点
障方面,可以说是相当完善了。然而对于高阻故障的时间再计算出故障点的距离。即:
(泄露高阻和闪络高阻)的寻测,采用上述方法则是
无能为力的,必须另辟蹊径。尽管后来又出现了用
高压电桥(输出高压10kV)测高阻故障,但大多还式中,ル为电波在不同介质电缆中的传输速度:t为
需“烧穿”,故障可測率很低。
电波从始端到故障点再返回始端的时间
本文在分析了电缆故障诊断传统技术的基础1.1脉冲回波返射法之电子管、晶体管阶段
上,对各种技术的应用详细闻述,讨论了未来在电缆
我国第一台电缆故障检測仪DGC-711可以等
测试诊断技术领域的发展方向,具有很好的现实指同于ー台示波器,其电路与一般脉冲示波器相似,不
导意义。
同的是采用了贮能示波管。利用其可有限保持瞬时
暂态信号波形的特性来观察故障点放电时的电压波
收稿日期:2012-03-19
形,拍照记录再分析照片上的波形,以此计算出故障
作者简介:王巍(1984-),男,硕士,工程师.
点的距离。其原理图如图1所示。
作者地址∷内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗伊金
基于当时的技术水平,DGC-711全部由分立
霍洛供电分局17200
元件组装而成,因此,各项功能均采用手动切換。做
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2013年第1期
电线电缆
2013年2月
No.1201.3
Electric Wire & Cable
Feb.2013
操作已趋鼠标化。测试距离最大到40km,测试盲
刻度波
储存示波管
区15m左右。同时仪器采用了高集成化及SMT
(表面贴装)技术,更加小巧,便携、可靠。软件方面
由汇编语言过渡到高级语言编程,工作平台升级为
主控
脉冲
锯齿波
Windows系统,软件功能强大而丰富,使人机对话进
一步友好。由于采样频率的提高(40MHz)和信号
采集技术的创新,新的取样方式感应式应运而生,实
低压
现了测试与高压完全隔离,人身的绝对安全。其原
脉冲
增辉方波
理图如3所示。
图1DGC711闪测仪基本原理框图
实测
测形
高压脉冲测试时(闪络)取样方式采用电阻分压法。
电脑真彩
1.2单片机用于故障检测阶段
高速AD
笔记本
显示屏
输入电路
转换器
上世纪90年代初期,国内电缆故障检测仪在电
电脑
打印机
路设计中大多采用了CPU处理器、高速的A/D转
闪络脉冲低压脉冲
发生器
功能键盘
鼠标
换器、单片机编程控制等新技术,初步实现了半自动
化。其基本原理和连线见图2。
图3智能电缆仪原理框图
标准波形
储存系统
1.3.2测试波形的改变
CRT/LCD
第一、二代电缆故障检測仪采用高压分压,电感
显示器
输入电路
高速AD
CPU
取波形(冲工法)方式,即电压取样法(见图4)。在
转换器
控制系统
微型
故障点击穿时,实质上是一个LC的振荡电路,所以
闪络
打印机
脉冲
低压脉冲
故障点放电的电压波形往往是?加在余弦大振荡波
发生器
功能键面板
上,并且很容易被淹没。改用新一代检测仪及感应
图2电缆测试仪基本原理框图
法取样后波形基本处于同一水平基线,而且会反映
出多个周期,分析时可选取更为理想的一个周期波
与第一代电缆故障测试仪相比,此阶段电缆故形,使人为的读数误差减至最小。同时増加了同屏
障检测仪在信号处理技术上是一个大的飞跃。它充双波形显示,即测试区域放大波形及全貌波形同时
分利用微处理器庞大的数据处理功能及丰富的软记录、显示,加之现有的各种比较波形功能,使用起
件,彻底改变了原来用贮存示波管观察瞬态模拟波来将更加