專利名稱：一種橋架電纜接地故障檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電工檢測，尤其涉及一種電纜接地故障的檢測方法。
背景技術(shù)：
長期以來，電纜故障檢測涌現(xiàn)出了許多測量方法與儀器，這些方法與儀器適用于不同故障情況，各有優(yōu)缺點(diǎn)。國、內(nèi)外文獻(xiàn)資料介紹和實(shí)際應(yīng)用情況作以下比較和評價。1.電纜故障測距(1)電橋法這是一種經(jīng)典測試方法。由于電纜直流電阻與長度成正比，因此通常可通過測量電纜故障點(diǎn)到測量端和未端的電阻值的比例關(guān)系，來計(jì)算出故障點(diǎn)的距離。電橋法的優(yōu)點(diǎn)是簡單、方便、精確度較高。電橋法的缺點(diǎn)是不適用于閃絡(luò)性故障、三相短路故障，同時檢測中需要高靈敏度的檢測儀表。(2)低壓脈沖反射法低壓脈沖反射法又叫雷達(dá)法，它通過觀察故障點(diǎn)反射脈沖與發(fā)射脈沖的時間差來測量故障距離。低壓脈沖反射法的優(yōu)點(diǎn)是簡單、直觀、不需要知道電纜的準(zhǔn)確長度等原始技術(shù)資料。低壓脈沖反射法的缺點(diǎn)是不能適用于測量高阻與閃絡(luò)性故障，儀器價格較昂貴。(3)脈沖電壓法脈沖電壓法又稱閃測法，它首先使電纜故障點(diǎn)在直流高壓或脈沖高壓信號的作用下?lián)舸?，然后通過觀察放電電壓脈沖在觀察點(diǎn)與故障點(diǎn)之間往返一次的時間進(jìn)行測量距離。脈沖電壓法的一個重要優(yōu)點(diǎn)是不必將高阻與閃絡(luò)性故障燒穿，直接利用故障擊穿產(chǎn)生的瞬間脈沖信號，測試速度快，測量過程也得到簡化。脈沖電壓法的缺點(diǎn)是安全性差、有時電壓波形變化不明顯而難以分辨、接線復(fù)雜、 而成套裝置價格昂貴。(4)脈沖電流法脈沖電流法與脈沖電壓法的區(qū)別在于，前者通過一線性電流耦合器測量電纜故障點(diǎn)擊穿時產(chǎn)生的電流脈沖信號，簡化了接線。脈沖電流法的優(yōu)缺點(diǎn)類同脈沖電壓法。2.直埋電纜故障定點(diǎn)(1)聲測定點(diǎn)法使用與沖閃法測試相同的高壓設(shè)備，使得故障點(diǎn)擊穿放電，故障間隙放電時產(chǎn)生的“啪、啪”的聲音或振動進(jìn)行定點(diǎn)，利用這種現(xiàn)象可以十分準(zhǔn)確地對電纜故障進(jìn)行定點(diǎn)。聲測定點(diǎn)法是電纜故障的主要定點(diǎn)方法，主要用于測量高阻與閃絡(luò)性故障。實(shí)際應(yīng)用中，往往因電纜故障點(diǎn)環(huán)境復(fù)雜，如振動噪聲過大或電纜埋設(shè)深度過深等，造成定點(diǎn)困難，成為快速找到故障點(diǎn)的主要矛盾。同時，故障點(diǎn)接地電阻的大小也直接影響其定點(diǎn)，故障點(diǎn)電阻不能太低，否則將因放電能量小而無法進(jìn)行聲測。另外，長時間連續(xù)在直流高電壓下對電纜放電，還會對電纜的主絕緣造成較大的傷害。(2)聲磁信號同步接收定點(diǎn)法在向電纜施加沖擊高壓信號使故障點(diǎn)放電時，會在電纜的外皮與大地形成的回路中感應(yīng)出環(huán)流來，這一環(huán)流在電纜周圍產(chǎn)生脈沖磁場。由于一般環(huán)境電磁干擾與電纜故障放電的脈沖磁場相比弱得多，儀器能夠可靠地檢測出磁場 fn息ο在實(shí)際應(yīng)用中，雖然通過脈沖磁場能方便地確定高壓設(shè)備工作和電纜敷設(shè)路徑， 但同樣存在聲測定點(diǎn)法存在的問題。(3)音頻感應(yīng)法探測時，用IkHz左右的音頻信號發(fā)生器向待測電纜通音頻電流， 發(fā)出電磁波，然后在地面上用探頭沿被測電纜接收電磁場信號，并將之送入放大器進(jìn)行放大，最后再將放大后的信號送入耳機(jī)或指示儀表，根據(jù)耳機(jī)中的聲響的強(qiáng)弱或指示儀表指示值的大小而定出故障點(diǎn)的位置。音頻感應(yīng)法一般用于探測故障電阻小于10 Ω的低阻故障。在實(shí)際應(yīng)用中，由于電纜周圍存在著鐵磁體時、或在電纜接頭處，往往接收到的信號較強(qiáng)，因此使用音頻感應(yīng)法測量接地故障是比較困難的，往往會找不到故障點(diǎn)。3.裸露電纜故障的定點(diǎn)電纜溝、隧道、橋架中的電纜以及從地下挖出來的電纜等，都屬于裸露電纜。這些電纜發(fā)生故障時，有時用聲測法尋找故障點(diǎn)，往往聽不到放電聲(如故障電阻為零的金屬性接地故障)。在上述情況下，用的特殊方法對電纜故障進(jìn)行定點(diǎn)比較簡單、直觀與方便。(1)局部過熱法在粗測故障點(diǎn)位置后，再向故障點(diǎn)施加沖擊高壓或用直流高壓擊穿故障點(diǎn)，這樣， 故障點(diǎn)處便通過一定的電流。應(yīng)故障點(diǎn)處有一定的電阻，所以電流通過時便產(chǎn)生熱效應(yīng)。此時，用手觸摸故障電纜，過熱處即為故障點(diǎn)。用局部過熱法，可以準(zhǔn)確地確定故障點(diǎn)的位置。但使用這種方法時，必須注意安全，因?yàn)闇y尋電纜上加了高壓，因此必須先停掉高壓并在此電纜三相導(dǎo)體上掛上接地線，然后才可用手觸摸。(2)偏芯磁場法偏芯磁場法適用于金屬性單相接地故障的定點(diǎn)。在故障相與地之間通入音頻電流，當(dāng)電流到達(dá)故障點(diǎn)后，流入鉛皮并繼而兩路從兩個相反的方向同時向電纜的兩個終端流去，使全電纜線路都有音頻信號電流。在故障點(diǎn)以前，電纜周圍的磁場是通電導(dǎo)體及金屬外皮的回路電流產(chǎn)生的，由于通電導(dǎo)體偏離電纜中心軸線，故它所產(chǎn)生的磁場也是偏離電纜中心軸線，稱此磁場為偏芯磁場。使接收線圈繞電纜周圍表面旋轉(zhuǎn)一周，線圈中接收到的磁場信號將會有強(qiáng)弱的變化；而在故障點(diǎn)之后，只有沿電纜鉛皮均勻分布的電流，而無芯線電流，此時，接收線圈環(huán)繞電纜周圍表明旋轉(zhuǎn)一周，線圈中接收到的磁場信號無強(qiáng)弱變化。 據(jù)此便可測尋出故障點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，采用偏芯磁場法需要專用設(shè)備，對于測試人員也需要有一定經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員。(3)跨步電壓法測尋的方法是在故障相與鉛皮(或大地)之間，接上可調(diào)的直流電源，該電源能使故障點(diǎn)流過一定的電流(一般為IOA左右)。然后在粗測所得的故障點(diǎn)位置附近，選相互相約距1米的兩點(diǎn)，輕輕撬破一小塊鋼帶(只有露出一點(diǎn)鉛皮即可)，擦干凈露出的兩小點(diǎn)鉛皮。然后用將檢流計(jì)測試端兩表筆接好，極性記牢，然后再沿著鉛皮測量鉛皮地位，若兩表筆在故障點(diǎn)前，檢流計(jì)指針始終向負(fù)(正)向偏轉(zhuǎn)；若兩表筆在故障點(diǎn)之后，檢流計(jì)指針始終向正(負(fù))向偏轉(zhuǎn)；若故障點(diǎn)在兩表筆之間，則檢流計(jì)的指針應(yīng)在零位。據(jù)此，便可測出故障點(diǎn)的位置。在實(shí)際應(yīng)用中，對于單相接地，或兩相、三相短路并接地故障，特別是金屬性接地故障，都可以用跨步法測尋出故障點(diǎn)。但是此方法會造成電纜的外護(hù)套有一定的損傷。(4)電流檢測法測尋的方法是在故障相與接地點(diǎn)之間接上可調(diào)的交流電源，該電源能使故障點(diǎn)流過一定的電流(一般為IOA左右)。然后在粗測所得的故障點(diǎn)位置附近，采用鉗形電流表測量電流。若鉗形電流表在故障點(diǎn)前，電流顯示接近所加電流的大??；若鉗形電流表在故障點(diǎn)后，電流顯示為零。在實(shí)際應(yīng)用中，對于單相接地，或兩相、三相短路并接地故障，特別是金屬性接地故障，都可以用電流檢測法測尋出故障點(diǎn)。但是此方法需檢測人員直接接觸帶電電纜，安全性較差。綜合以上分析，目前對于電纜接地故障點(diǎn)尋測中存在的不足主要有采用電橋法受到電阻大小的影響；脈沖法、聲測法需要高電壓、有時測試時間長等問題；金屬性接地故障音頻法存在環(huán)境干擾等問題；局部過熱法、電流檢測法存在觸電及盲目性大等問題；偏芯磁場需要專用設(shè)備和人員以及局限性大等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決上述問題，提供一種電力電纜的接地故障檢測方法。本發(fā)明可用來對橋架敷設(shè)電纜接地故障點(diǎn)的快速、精確尋測。為解決上述問題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種橋架電纜接地故障檢測方法，它包括首先將待尋測故障電纜一端接直流穩(wěn)壓電源輸出的任意一端，電纜的另一端與完好的其它任意一相電纜用短接線短接；將直流穩(wěn)壓電源輸出另外一端接到與尋測故障電纜已短接的完好相電纜的另外一端；然后打開直流穩(wěn)壓電源開關(guān)，調(diào)節(jié)電壓輸出使得輸出電流保持穩(wěn)定在5 IOA范圍內(nèi)；選用直流電壓表，分別測量所尋測故障電纜二端對橋架的電壓值V1和V2 ；接著，計(jì)算出電纜故障點(diǎn)的距離，完成電纜故障點(diǎn)距離的粗測，粗測距離計(jì)算Lx = (VVJV2)AL為電纜全長)；然后將直流穩(wěn)壓電源從尋測故障電纜上解除，根據(jù)故障點(diǎn)接地電阻的大小選用合適的萬用表電阻檔位；萬用表電阻檔位一端接待尋測故障電纜一端，萬用表電阻檔位另外一端接地；最后用絕緣繩子在粗測位置的附近套住故障電纜，沿著電纜移動，觀察萬用表電阻檔指針的指示值，當(dāng)萬用表電阻值指到最大值時，即絕緣繩子移動到的位置為故障點(diǎn)。本檢測方法完全利用機(jī)械力的原理來尋測故障電纜接地，使用的測試裝置輕便、 簡單與可靠，是一種簡單獨(dú)特、快捷安全的電纜故障測量方法。此尋測故障電纜方法不受電纜故障點(diǎn)接地電阻值大小的影響，能有效地彌補(bǔ)高阻性接地故障粗測需要高電壓、精確定點(diǎn)中聲測法需要高電壓、金屬性接地故障音頻法存在環(huán)境干擾、局部過熱存在觸電、偏芯磁場需要專用設(shè)備和人員等測量的技術(shù)所存在不足，具有測試接線簡單、操作方便、誤差小、 測量精度高，節(jié)時省力等特點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要在以下幾個方面進(jìn)行了創(chuàng)新(1)安全性高測試故障不需要高電壓，因此提高了測量過程的安全性；(2)危害性小不需要將高阻性故障點(diǎn)燒穿，簡化了測量操作，節(jié)約了測量時間，同時減少了大電流對電纜的損傷和危害；(3)設(shè)備成本低不需要電纜故障檢測的專用電橋或?qū)Ｓ迷O(shè)備，大大地降低了設(shè)備的維修成本；(4)測量精度高利用機(jī)械力的原理對電纜故障點(diǎn)進(jìn)行定點(diǎn)，具有誤差小、測量精度尚；(5)測量裝置簡單本測量裝置操作簡單，攜帶方便，實(shí)用性強(qiáng)，價格便宜；(6)裝置操作方便操作不需要專業(yè)的電氣人員，因此適用于各類設(shè)備維護(hù)人員的操作和使用，操作方便，節(jié)時省力。本方法采用的測量裝置和操作方法方便簡單、測量速度快、精度高、人員少，一般3 名測量工作人員在60分鐘內(nèi)就能完成故障測量，大大地降低了故障檢測時間和測量人員的工作強(qiáng)度。同時，對故障電纜測量不受故障電阻值大小的影響，也不受故障電纜長度的限制。另外，也不需要進(jìn)行繁瑣的測量計(jì)算。本發(fā)明不受電纜故障點(diǎn)接地電阻值大小的影響， 可解決目前在電纜故障檢測中設(shè)備條件、環(huán)境條件和技術(shù)手段存在的不足。


下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明圖1是直流電壓電流回路接線圖；圖2是電纜故障距離粗略測量接線圖；圖3是電纜故障點(diǎn)精確測量接線圖；圖4是電纜故障點(diǎn)精確定點(diǎn)接線圖。
具體實(shí)施例方式請參見圖1至圖4，本發(fā)明檢測方法是利用電壓降測量法來進(jìn)行電纜故障點(diǎn)接地距離的粗測，并利用機(jī)械力和絕緣繩子絕緣體使得電纜故障點(diǎn)接地電阻值消除來達(dá)到故障精確定點(diǎn)。檢測方法需要的設(shè)備包括短接線1、低壓直流穩(wěn)壓電源E2、直流電壓表V1及 V23、萬用表4(必須是指針式)、絕緣繩子5。具體方法是首先將待尋測故障電纜一端接直流穩(wěn)壓電源2輸出的任意一端，另一端與完好的其它任意一相電纜用短接線1短接；將直流穩(wěn)壓電源輸出另外一端接到與尋測故障電纜已短接的完好相電纜的另外一端，接線按如圖1所示，圖中&為接地電阻；然后打開直流穩(wěn)壓電源開關(guān)，調(diào)節(jié)電壓輸出使得輸出電流保持穩(wěn)定在5 IOA范圍內(nèi)；選用直流電壓表3，分別測量所尋測故障電纜二端對橋架的電壓值V1和V2，接線與測量按如圖2所示；利用電纜長度比值與電阻比值相等，電阻比值與電壓比值相等的原理，計(jì)算出電纜故障點(diǎn)的距離，完成電纜故障點(diǎn)距離的粗測，粗測距離計(jì)算Lx = (V2ZV^V2) *L (L為電纜全長)。然后將直流穩(wěn)壓電源從尋測故障電纜上解除，根據(jù)故障點(diǎn)接地電阻的大小選用合適的萬用表4電阻檔位；萬用表電阻檔位一端接待尋測故障電纜一端，萬用表電阻檔位另外一端接大地，接線與測量按如圖3所示；最后用絕緣繩子5在粗測位置的附近套住故障電纜，沿著電纜移動，觀察萬用表4 電阻檔指針的指示值，當(dāng)萬用表4電阻值指到最大值時，即絕緣繩子5移動到的位置為故障點(diǎn)，即此時由于絕緣繩子5本身是絕緣體的作用，&接地電阻得到了消除。精確定點(diǎn)接線與尋測按如圖4所示。通過以上方法，可達(dá)到快速、安全、可靠地實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)精確定點(diǎn)的目的。實(shí)施例一原料電力電纜S相主絕緣發(fā)生接地故障，電纜具體參數(shù)為長度L=為 750米、截面積S = 50mm2、接地電阻& = 15歐姆?；芈冯娏鬏敵鰹?0安培電壓測量如下=V1 = 1. 531V V2 = 1. 169V則Lx = (VVi+V2)禮=(1. 169/1. 531+1. 169)*750 = 324. 7 米在粗測距離附近300米采用本測量方法進(jìn)行精確定點(diǎn)，當(dāng)絕緣繩子移動到320米處時，由于受到絕緣繩子本身絕緣的影響，接地電阻&消除，故障回路中接入的萬用表電阻測量檔電阻值由15Ω立即變化到了無窮大，此時可確定故障點(diǎn)在320米處。從測量開始到故障點(diǎn)定位的全部工作有3人在40分鐘內(nèi)完成。實(shí)施例二電力電纜T相主絕緣發(fā)生接地故障，電纜具體參數(shù)為長度L =為1300 米、截面積S = 185mm2、接地電阻Rf = 0歐姆?；芈冯娏鬏敵鰹?0安培電壓測量如下=V1 = 0. 178V V2 = 1. 087V則Lx = (VVi+V2)禮=(1. 087/0. 178+1. 087)*1300 = 1117. 1 米在粗測距離附近1100米采用本測量方法進(jìn)行精確定點(diǎn)，當(dāng)絕緣繩子5移動到1120 米處時，由于受到絕緣繩子本身絕緣的影響，接地電阻&消除，故障回路中接入的萬用表電阻測量檔電阻值由0Ω立即變化到了無窮大，此時可確定故障點(diǎn)在1120米處。從測量開始到故障點(diǎn)定位的全部工作有3人在50分鐘內(nèi)完成。
權(quán)利要求
1. 一種橋架電纜接地故障檢測方法，其特征在于，它包括首先將待尋測故障電纜一端接直流穩(wěn)壓電源( 輸出的任意一端，另一端與完好的其它任意一相電纜用短接線(1)短接；將直流穩(wěn)壓電源輸出另外一端接到與尋測故障電纜已短接的完好相電纜的另外一端；然后打開直流穩(wěn)壓電源開關(guān)，調(diào)節(jié)電壓輸出使得輸出電流保持穩(wěn)定在5 IOA范圍內(nèi)； 選用直流電壓表(3)，分別測量所尋測故障電纜二端對橋架的電壓值Vl和V2 ；接著，計(jì)算出電纜故障點(diǎn)的距離，完成電纜故障點(diǎn)距離的粗測，粗測距離計(jì)算！^ = (V2/ Vi+V2)*L，L為電纜全長;然后將直流穩(wěn)壓電源從尋測故障電纜上解除，根據(jù)故障點(diǎn)接地電阻的大小選用合適的萬用表電阻檔位；萬用表電阻檔位一端接待尋測故障電纜一端，萬用表電阻檔位另外一端接地；最后用絕緣繩子( 在粗測位置的附近套住故障電纜，沿著電纜移動，觀察萬用表電阻檔指針的指示值，當(dāng)萬用表電阻值指到最大值時，即絕緣繩子移動到的位置為故障點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電纜接地故障的檢測方法。一種橋架電纜接地故障檢測方法，它包括將故障電纜一端接直流穩(wěn)壓電源輸出端，另一端與完好的其它任意一相電纜短接；將直流穩(wěn)壓電源輸出端接到與所述其它任意一相電纜的另外一端；打開直流穩(wěn)壓電源電源，使輸出電流保持穩(wěn)定在5～10A；用直流電壓表，分別測量所尋測故障電纜二端對橋架的電壓范圍內(nèi)值V1和V2；即可計(jì)算出電纜故障點(diǎn)的粗略位置；然后解除直流穩(wěn)壓電源，用萬用表電阻檔位一端接待尋測故障電纜一端，另外一端接地；用絕緣繩子在粗測位置的附近套住故障電纜移動，當(dāng)萬用表電阻值指到最大值時，即絕緣繩子移動到的位置為故障點(diǎn)。本發(fā)明可用來對橋架敷設(shè)電纜接地故障點(diǎn)的快速、精確尋測。
文檔編號G01R31/08GK102298104SQ20101021144
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者劉杰, 戴靜旭, 朱華龍, 潘永明, 繆金龍, 范文國, 陳長海 申請人:上海寶鋼工業(yè)檢測公司