專利名稱：一種電力電纜故障定點方法
技術(shù)領(lǐng)域：
ー種探測電カ電纜故障點位置的方法，屬于電纜故障探測技術(shù)領(lǐng)域。主要用于直埋電カ電纜對地故障點的探測。
背景技術(shù)：
電カ電纜故障定點是利用儀器設(shè)備，接收被測電纜發(fā)出的電、磁、聲音等信號，尋找并確定電纜故障點位置的探測過程。 電カ電纜故障探測有3個步驟故障診斷、故障測距和故障定點。其中故障診斷和故障測距2個步驟方法比較成熟，所需時間較短。而故障定點耗時較長，制約著電纜供電可靠性的進ー步提高，是電カ電纜故障探測的薄弱環(huán)節(jié)。目前的電カ電纜故障定點技術(shù)主要有以下幾種I.聲磁同步法用ー個大容量的高壓電容器充電后對故障電纜定時放電，然后用儀器接收被測電纜放電產(chǎn)生的磁場信號和故障點放電產(chǎn)生的聲音信號，根據(jù)聲、磁信號的延時值可以判斷測試點距離故障點的遠近。逐步移動測試點的位置，聲、磁信號延時值最小的位置就是故障點。由于故障放電產(chǎn)生的聲音信號十分微弱，作用距離有限，這種方法只在以故障點為中心，半徑數(shù)米的范圍內(nèi)有效。對低阻故障類型，由于故障放電聲很小，甚至無法進行定點。而且，這種方法還不能根據(jù)單次測試結(jié)果判斷故障點相對測試點的方向。2.跨步電壓法用ー個大容量的高壓電容器充電后對故障電纜定時放電，然后用一對探針探測電纜故障點流入大地產(chǎn)生的大地電位差，電位差信號經(jīng)過放大后驅(qū)動ー個電壓表頭，根據(jù)電壓表頭指針擺動的方向判斷故障點相對測試點的方向。由于接收信號是瞬態(tài)振蕩信號，而指針式表頭難以跟蹤反映瞬態(tài)振蕩信號，因此這種方法指示故障點方向的準(zhǔn)確性較差。3.音頻感應(yīng)法這種方法首先向電纜注入音頻信號，然后用電感線圈接收被測電纜發(fā)出的磁場信號，根據(jù)接收信號幅值的強弱變化交界點確定故障點的位置。由于故障點前后接收的信號幅值變化不明顯，這種方法較難準(zhǔn)確判定故障點，而且這種方法只適用于占電纜故障總數(shù)10%的少量的低阻故障。4.聲測法用ー個大容量的高壓電容器充電后對故障電纜定時放電，直接用振動傳感器接收故障放電產(chǎn)生的聲音信號，根據(jù)聲音信號的幅值強弱尋找故障點。這種方法缺點是易受環(huán)境噪聲干擾，難以準(zhǔn)確區(qū)別環(huán)境振動和真正的放電聲，基本上已經(jīng)被聲磁同步法取代。綜上所述，實現(xiàn)一種探測范圍大，信號特征明顯，能指示故障點方向的電カ電纜故障定點方法對快速排除故障和恢復(fù)供電有重要意義
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供ー種快速、準(zhǔn)確查找直埋電カ電纜高阻、低阻等對地故障點的方法。本發(fā)明要解決技術(shù)問題所采取的方案是該ー種電カ電纜故障定點方法，由直流高壓信號發(fā)生器的脈沖電容器C通過連接的放電開關(guān)K對電纜芯線和地線之間沖閃放電，通過ー對插入大地的金屬探針和數(shù)據(jù)處理顯示儀器，沿電纜路徑探測電纜故障點放入大地的電流所產(chǎn)生的電位差信號確定故障點，其特征在干直流高壓信號發(fā)生器的脈沖電容器C和放電開關(guān)K之間串聯(lián)ー電阻R后對電纜芯線和地線之間定時放電；通過顯示電位差信號波形和極性判斷故障點相對測試點的方向和位置；當(dāng)前后兩次信號波形的極性發(fā)生翻轉(zhuǎn)時，則故障點位于兩個測試點之間。金屬探針由A和B兩個探針組成，金屬探針A位于電纜測試端ー側(cè)，金屬探針B位于電纜終端ー側(cè)，金屬探針A和B間的距離為0. 5-1. 2m。
電阻R的電阻值為0—500 Q，脈沖電容器C電容值為2 ii F— 8 y F。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的ー種電カ電纜故障定點方法所具有的有益效果是I)根據(jù)故障點流入大地電流產(chǎn)生的電位差信號的波形和極性判斷故障點的方向，判據(jù)明確；2)用探針接收故障點流入大地電流產(chǎn)生的電位差信號，能正確反映故障點前后信號極性翻轉(zhuǎn)的規(guī)律，而用電感線圈等方法接收磁場信號無法反映這種規(guī)律；3)信號探測范國大，作用距離可達幾十米；4)所需設(shè)備構(gòu)成簡單,成本低。


圖I直流高壓信號發(fā)生器放電電路原理圖。圖2利用探針探測電位差信號示意圖。圖3儀器結(jié)構(gòu)框圖。圖4當(dāng)脈沖電容器C為2 y F、電阻R為0 Q時，直流高壓信號發(fā)生器對電纜放電，儀器的顯示波形。圖5當(dāng)脈沖電容器C為2iiF、電阻R為200Q時，直流高壓信號發(fā)生器對電纜放電，儀器的顯示波形。其中圖I中T、調(diào)壓器B、高壓變壓器C、脈沖電容器R、電阻K、放電開關(guān)L、電纜。圖2-3中1、高壓信號發(fā)生器2、儀器3、大地4、故障點5、檢測到的大地電位差信號。
具體實施例方式圖1_3、5是本發(fā)明的最佳實施例。下面結(jié)合附圖1-5對本發(fā)明ー種電カ電纜故障定點方法作進ー步說明。如圖I所示，直流高壓信號發(fā)生器I首先由220V交流電源經(jīng)過調(diào)壓器T和高壓變壓器B產(chǎn)生交流高電壓，然后經(jīng)過整流產(chǎn)生直流高電壓，并將能量儲存在脈沖電容器C上。圖中被測電纜L為單相或者多相對地高阻、低阻或者閃絡(luò)故障。測試時，放電開關(guān)K閉合，脈沖電容器C通過放電開關(guān)K和電阻R對被測電纜L放電。
如圖2所示，將高壓信號發(fā)生器I接在被測電纜L上，故障點4被高壓信號擊穿放電后，有部分電流由故障點流入大地，形成以故障點為中心向外擴散的近似球面波。球面波擴散電流密度在故障點處相對較高，遠離故障點處相對較低。由于電流密度不同，大地中的電位也不同，將探針A和B相距距離0. 5-1. 2m沿電纜路徑方向插入大地，探測到探針A和B之間的電位差。探針A和B相距距離可以根據(jù)需要加大或縮小。如圖3所示，圖2中的儀器2由放大、A/D轉(zhuǎn)換、存儲器、CPU和顯示器組成。將探針A和B之間檢測到的大地電位差信號5送入儀器2，經(jīng)過放大、A/D轉(zhuǎn)換后，采樣信號被儲存在存儲器中。然后CPU把存儲器中的采樣信號讀出，送到顯示器上顯示，供測試者分析判斷。本發(fā)明實施例根據(jù)圖I中所選電阻R阻值的不同，有兩種電位差信號波形可供判斷。
實施例I如圖4所示，當(dāng)脈沖電容器C為2 y F、電阻R為0 Q時，把探針放在測試端和故障點之間,探針A、B之間的電位差為固定相位的瞬態(tài)衰減振蕩信號，振蕩頻率約為20kHz，持續(xù)時間為3-4個周波，儀器顯示的波形如圖4(a)所示。相同條件下，當(dāng)把探針A、B放在故障點和電纜終端之間時，儀器顯示的波形極性翻轉(zhuǎn)，如圖4(b)所示。根據(jù)圖4(a)和圖4(b)信號波形的極性可以判斷故障點相對測試點的方向。當(dāng)前后兩次顯示波形分別如圖4(a)和圖4(b)所示時，可以確定故障點位于兩次測試點之間。實施例2如圖5所示，當(dāng)脈沖電容器C為2 ii F、電阻R為200 Q時，把探針放在測試端和故障點之間，探針A、B之間的電位差為瞬態(tài)負(fù)指數(shù)衰減直流信號，持續(xù)時間為l-3ms，儀器顯示的波形如圖5(a)所示。當(dāng)把探針放在故障點和電纜終端之間時，儀器顯示的波形極性翻轉(zhuǎn)，如圖5(b)所示。根據(jù)圖5(a)和圖5(b)信號波形的極性可以判斷故障點相對測試點的方向。當(dāng)前后兩次顯示波形分別如圖5(a)和圖5(b)所示時，可以確定故障點位于兩次測試點之間。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述掲示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種電力電纜故障定點方法，由直流高壓信號發(fā)生器的脈沖電容器C通過連接的放電開關(guān)K對電纜芯線和地線之間沖閃放電，通過一對插入大地的金屬探針和數(shù)據(jù)處理顯示儀器，沿電纜路徑探測電纜故障點流入大地的電流所產(chǎn)生的電位差信號確定故障點，其特征在于直流高壓信號發(fā)生器的脈沖電容器C和放電開關(guān)K之間串聯(lián)一電阻R后對電纜芯線和地線之間定時放電； 通過顯示電位差信號波形和極性判斷故障點相對測試點的方向和位置； 當(dāng)前后兩次信號波形的極性發(fā)生翻轉(zhuǎn)時，則故障點位于兩個測試點之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電力電纜故障定點方法，其特征在于金屬探針由A和B兩個探針組成，金屬探針A位于電纜測試端一側(cè)，金屬探針B位于電纜終端一側(cè)，金屬探針A和B間的距離為0. 5-1. 2mo
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電力電纜故障定點方法，其特征在于電阻R的電阻值為0—500 Q，脈沖電容器C電容值為2 u F-8 U F。
全文摘要
一種電力電纜故障定點方法，屬于電纜故障探測技術(shù)領(lǐng)域。主要用于直埋電力電纜對地故障點的探測。由直流高壓信號發(fā)生器的脈沖電容器C通過連接的放電開關(guān)K對電纜芯線和地線之間沖閃放電，通過一對插入大地的金屬探針和數(shù)據(jù)處理顯示儀器，沿電纜路徑探測電纜故障點流入大地的電流所產(chǎn)生的電位差信號確定故障點，其特征在于直流高壓信號發(fā)生器的脈沖電容器C和放電開關(guān)K之間串聯(lián)一電阻R后對電纜芯線和地線之間定時放電；通過顯示電位差信號波形和極性判斷故障點相對測試點的方向和位置。根據(jù)故障點流入大地電流產(chǎn)生的電位差信號的波形和極性判斷故障點的方向，判據(jù)明確。所需設(shè)備構(gòu)成簡單，成本低。
文檔編號G01R31/08GK102759686SQ201210261468
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者劉領(lǐng)校, 周杰, 宮士營, 徐丙垠, 李峰, 譚思園 申請人:山東科匯電力自動化有限公司