[發明專利]一種基于二次脈沖方式測試電力電纜故障的方法

無效

• 申請號: 200810236459.6
• 申請日: 2008-12-25
• 公開（公告）號: CN101435848A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發明（設計）人: 韓伯鋒;許東
• 申請（專利權）人: 西安四方機電有限責任公司
• 主分類號: G01R31/11
• 分類號: G01R31/11
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 朱海臨

技術領域

本發明屬于電力電纜故障的檢測方法，特別涉及一種基于二次脈沖方式檢測電力電纜故障的方法。

背景技術

在檢測電力電纜故障時，現有成熟的技術是依據行波理論(即雷達反射原理)的脈沖反射原理。通常的方法有兩種：低壓脈沖法；高壓脈沖法(閃絡法)。低壓脈沖法主要用來檢測電纜中出現的斷線開路故障和低阻短路故障，但這兩類故障在實際中比較少見，因此低壓脈沖法對故障種類的適用性較差。高壓脈沖法主要用來檢測除上述兩類故障以外的其它各種類型的高阻值故障，即通過外加直流高壓(幾Kv～幾百Kv)給電纜故障相，通過電纜中的故障點瞬間放電，故障點放電后自身產生一個瞬間高壓脈沖在故障點與電纜的測試端之間來回反射，這樣在測試端可通過檢測儀器，記錄下故障點來回反射波，通過路程公式S＝vt，以及相鄰兩次反射波時間，即可計算出故障點到測試端的距離，典型的一種高壓脈沖法測試線路如圖1所示。由于電纜故障的復雜性以及給電纜故障點所加的電壓很高且無定量的規律性(根據經驗)等因素。故障點的高壓脈沖反射波形往往比較復雜，干擾成分較多，無現場操經驗的工作人員很難掌握這一技術。

相比較而言，低壓脈沖法則是由電纜故障測試儀器(記錄測試儀)本身發射一個幾十伏左右的脈沖給故障電纜。對低阻短路故障而言，其測試波形干擾小，相對規矩，比較好識別。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于二次脈沖方式的電纜故障檢測方法，利用球隙放電產生一次高壓脈沖使電纜故障點短路形成延遲，再將二次低壓脈沖加到電纜故障相形成干擾小、識別性強的測試波形，有效的檢測出電纜的各種高阻故障。

為達到以上目的，本發明是采取如下技術方案予以實現的：

一種基于二次脈沖方式測試電力電纜故障的方法，包括下述步驟：

第一步，在典型高壓脈沖測試線路的貯能電容C的接地端與地之間串接一個包括電位器、同步觸發電路和低壓脈沖產生器的二次脈沖發生單元，該二次脈沖發生單元通過第三接口、第四接口和第六接口與一個包括CPU及與其連接的輸入電路和高速A/D的二次脈沖測試單元雙向信號連接；

第二步，在t₀時刻，將貯能電容器C中所貯直流高壓能量擊穿放電球隙Js，把瞬間高壓通過測試端a加到電纜故障相，電纜中的故障點在高壓作用放電后產生t′₁至t′₂定向的來回反射波；

在t₀時刻，同步觸發電路產生一個同步觸發脈沖經第三端口給CPU，CPU延遲|t′₁～t′₂|時間，之后在t₁時刻一路給高速A/D，啟動高速A/D開始采集測試波形，另一路通過第四端口給低壓脈沖產生器施加同步輸出脈沖；

第三步，低壓脈沖產生器即刻產生低壓輸出脈沖，通過第五端口輸出，經貯能電容器C、放電球隙Js后加到電纜故障相，當故障點仍處于電弧短路狀態時，則出現二次脈沖反射波形；

第四步，高速A/D將采集到的二次脈沖反射波形數據經CPU處理，通過CPU多功能輸出接口輸出測試波形，該測試波形剔除了t′₁～t′₂時間段的來回反射波，保留了t₁～t₂時間段的抗干擾、識別性強的脈沖波形，最終檢測出電纜的各種高阻故障。

上述方法中，所述低壓輸出脈沖為80-100伏、寬度為0.1～10μs。所述電位器可并聯有一次脈沖過電壓保護的壓敏電阻器R、以及用于阻抗匹配的固定電阻器R0。所述CPU多功能輸出接口包括顯示接口和通訊打印接口。

本發明方法與現有測試方法相比，其優點是，它將現有的高低壓兩種脈沖方法有機的結合在一起，在給電纜各種高阻故障加直流高壓時，不是記錄故障點本身產生的來回反射波，而是利用故障點在高壓作用下產生放電，并形成短路故障且維持一段時間(一段在幾十μs～幾百ms)這一物理原理，在該段時間通過將二次低壓脈沖再加到電纜故障相，而形成類似于低壓法的干擾小、識別性強的測試波形，有效的檢測出電纜的各種高阻故障。

硬件方面，本發明將二次脈沖發生單元及測試單元串接在高壓電容C的接地端與地之間，使測試裝置處于很低的電壓狀態，非常安全可靠，同時它們與球隙Js二者合二為一，體積很小，重量只有2～3Kg，其測試單元通過功能接口即可方便的與外部輸入輸出設備連接，便攜、操作簡單，功率消耗最大為10％，最小可乎略不計。

附圖說明