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電纜故障精確定位之-聲磁同步接收法
時間: 2022-07-11 09:24
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在向故障電纜中加高壓脈沖信號使故障點(diǎn)放電時，故障點(diǎn)處會產(chǎn)生聲音信號，同時放電電流會在電纜周圍產(chǎn)生脈沖磁場信號;通過感應(yīng)線圈和振動傳感器，用現(xiàn)代微電子技術(shù)可以把脈沖磁
通過分辨探測傳感器接收到的放電時產(chǎn)生的聲音信號和磁場信號的時間差來找到故障點(diǎn)的方法稱為聲磁同步接收法，簡稱為聲磁同步法，這是為了對聲測法揚(yáng)長避短而研究出的新方法。
聲磁同步法定點(diǎn)的原理圖
1. 聲磁同步接收法應(yīng)用范圍
同聲測法一樣，聲磁同步法可以測試除金屬性短路以外的所有加高壓脈沖信號后故障點(diǎn)能發(fā)出放電聲音的故障。所不同的是，用聲磁同步法定點(diǎn)時，除了接收放電的聲音信號外，還同步接收放電電流產(chǎn)生的脈沖磁場信號。
2.聲磁同步接收法測試原理
在向故障電纜中加高壓脈沖信號使故障點(diǎn)放電時，故障點(diǎn)處會產(chǎn)生聲音信號，同時放電電流會在電纜周圍產(chǎn)生脈沖磁場信號;通過感應(yīng)線圈和振動傳感器，用現(xiàn)代微電子技術(shù)可以把脈沖磁場信號和聲音信號記錄下來;如果在記錄磁場信號的同時觸發(fā)儀器接收外界聲音信號，由于磁場信號是電磁波，傳播速度極快，一般從故障點(diǎn)傳播到儀器探頭放置處所用的時間可忽略不計(jì)，而聲波的傳播速度則相對慢得多(傳播時間為毫秒級)，這樣同一個放電脈沖產(chǎn)生的聲音信號和磁場信號傳到探頭時就會有一個時間差，其值就能代表故障點(diǎn)距離的遠(yuǎn)近，找到時間差最小的點(diǎn)，就是故障點(diǎn)的正上方，換句話說，探頭所對應(yīng)的下方就是故障點(diǎn)。
利用現(xiàn)代技術(shù)，可以同時把聲音信號波形和磁場信號波形在同一屏幕上顯示出來，圖2-1所示的就是聲磁同步法查找故障點(diǎn)的屏幕顯示。屏幕上半部分顯示磁場波形，下半部分顯 示聲音波形;通過磁場波形的正負(fù)查找電纜的路徑，使測試人員定點(diǎn)時不至于偏離電纜;由于在接收到脈沖磁場后和接收到放電聲音前的這段聲磁 時間差內(nèi)，外界是相對安靜的，這段時間內(nèi)的聲音波形近似為直線，直線的長度就代表時間差的長短。如圖2-3所示，放電聲音波形前面的(虛光標(biāo)左邊的)直線部分代表的就是聲磁時間差，通過比較這段直線的長短就可以查找到故障點(diǎn);這段直線最短時，探頭所在位置的正下方就是故障點(diǎn)。
圖2-1 聲磁同步法定點(diǎn)的液晶顯示
需要注意的是:由于周圍填埋物不同以及埋設(shè)的松軟程度不同等原因，很難確切知道聲音在電纜周圍介質(zhì)中的傳播速度，所以不太容易根據(jù)磁、聲信號的時間差，準(zhǔn)確地知道故障點(diǎn)與探頭之間的距離。
3.聲磁同步接收法各種故障形式的接線方式
用聲磁同步法進(jìn)行故障定點(diǎn)的必要條件是:測試探頭必須接收到脈沖磁場信號和故障點(diǎn)放電的聲音信號。
由于用聲磁同步法進(jìn)行故障定位時，是通過先接收到的脈沖磁場信號觸發(fā)儀器后開始接收記錄地下傳來的聲音信號的。所以對故障電纜進(jìn)行施加脈沖電壓使故障點(diǎn)放電時，故障電纜能否發(fā)出較強(qiáng)烈的、能被儀器接收到的脈沖磁場信號，是能否繼續(xù)進(jìn)行故障定點(diǎn)的前提。那么連接高壓信號發(fā)生器對故障電纜施加沖擊電壓時，在接線方式上一定想辦法使金屬護(hù)層參與到放電的兩者之間，護(hù)層兩端的接地線要接好，這樣在電纜的周圍，就能收到比較強(qiáng)的脈沖磁場信號(在第一節(jié)已經(jīng)論述)。
(1)單相或多相接地故障這種故障占6kV及以上等級電纜主絕緣故障的95%以上。接地故障的沖擊高壓是加在故障相與電纜的金屬護(hù)層之間的，故障間隙放電產(chǎn)生的振動，通過護(hù)層傳到了地面上，容易被接收下來;多相接地時，雖然相間也有故障，也要把沖擊高壓加在故障相與金屬護(hù)層之間，不應(yīng)加在兩相之間。
(2)相間故障6kV及以上等級的電纜幾乎不存在這種故障，低壓電纜中這種故障相對多一些，但大部分是發(fā)生在芯線和零線之間。相間故障時，沖擊高壓加到兩故相之間，故障間隙放電產(chǎn)生的振動被電纜外絕緣層和金屬護(hù)層屏蔽，地面受到的地波較弱;有金屬護(hù)層的低壓電纜，運(yùn)行時金屬護(hù)層兩端一般不接地，也不裸露出來，故障測試時要把金屬護(hù)層露出來，并同位于低電位的那一相(一般為零相)連接后再和工作地連接到一起，以保證電纜能產(chǎn)生較強(qiáng)烈的脈沖磁場信號。
(3)開路故障開路而不接地的故障極少發(fā)生。對這類故障測試時，要在對端把故障相和電纜金屬護(hù)層連接并接到工作地上，使沖擊高壓加在故障相與電纜金屬護(hù)層之間，把故障當(dāng)成閃絡(luò)性故障測試，因?yàn)殡娎|絕緣和護(hù)層阻隔了開路處間隙放電的機(jī)械振動，地面上接收到的地震波較弱，如果電纜開路的同時又發(fā)生了接地現(xiàn)象，可參照（電纜故障檢測設(shè)備廠家談故障電纜的精確定位）來處理。
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