[发明专利]一种基于二次脉冲方式测试电力电缆故障的方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电缆故障的检测方法，特别涉及一种基于二次脉冲方式检测电力电缆故障的方法。

背景技术

在检测电力电缆故障时，现有成熟的技术是依据行波理论(即雷达反射原理)的脉冲反射原理。通常的方法有两种：低压脉冲法；高压脉冲法(闪络法)。低压脉冲法主要用来检测电缆中出现的断线开路故障和低阻短路故障，但这两类故障在实际中比较少见，因此低压脉冲法对故障种类的适用性较差。高压脉冲法主要用来检测除上述两类故障以外的其它各种类型的高阻值故障，即通过外加直流高压(几Kv～几百Kv)给电缆故障相，通过电缆中的故障点瞬间放电，故障点放电后自身产生一个瞬间高压脉冲在故障点与电缆的测试端之间来回反射，这样在测试端可通过检测仪器，记录下故障点来回反射波，通过路程公式S＝vt，以及相邻两次反射波时间，即可计算出故障点到测试端的距离，典型的一种高压脉冲法测试线路如图1所示。由于电缆故障的复杂性以及给电缆故障点所加的电压很高且无定量的规律性(根据经验)等因素。故障点的高压脉冲反射波形往往比较复杂，干扰成分较多，无现场操经验的工作人员很难掌握这一技术。

相比较而言，低压脉冲法则是由电缆故障测试仪器(记录测试仪)本身发射一个几十伏左右的脉冲给故障电缆。对低阻短路故障而言，其测试波形干扰小，相对规矩，比较好识别。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于二次脉冲方式的电缆故障检测方法，利用球隙放电产生一次高压脉冲使电缆故障点短路形成延迟，再将二次低压脉冲加到电缆故障相形成干扰小、识别性强的测试波形，有效的检测出电缆的各种高阻故障。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种基于二次脉冲方式测试电力电缆故障的方法，包括下述步骤：

第一步，在典型高压脉冲测试线路的贮能电容C的接地端与地之间串接一个包括电位器、同步触发电路和低压脉冲产生器的二次脉冲发生单元，该二次脉冲发生单元通过第三接口、第四接口和第六接口与一个包括CPU及与其连接的输入电路和高速A/D的二次脉冲测试单元双向信号连接；

第二步，在t₀时刻，将贮能电容器C中所贮直流高压能量击穿放电球隙Js，把瞬间高压通过测试端a加到电缆故障相，电缆中的故障点在高压作用放电后产生t′₁至t′₂定向的来回反射波；

在t₀时刻，同步触发电路产生一个同步触发脉冲经第三端口给CPU，CPU延迟|t′₁～t′₂|时间，之后在t₁时刻一路给高速A/D，启动高速A/D开始采集测试波形，另一路通过第四端口给低压脉冲产生器施加同步输出脉冲；

第三步，低压脉冲产生器即刻产生低压输出脉冲，通过第五端口输出，经贮能电容器C、放电球隙Js后加到电缆故障相，当故障点仍处于电弧短路状态时，则出现二次脉冲反射波形；

第四步，高速A/D将采集到的二次脉冲反射波形数据经CPU处理，通过CPU多功能输出接口输出测试波形，该测试波形剔除了t′₁～t′₂时间段的来回反射波，保留了t₁～t₂时间段的抗干扰、识别性强的脉冲波形，最终检测出电缆的各种高阻故障。

上述方法中，所述低压输出脉冲为80-100伏、宽度为0.1～10μs。所述电位器可并联有一次脉冲过电压保护的压敏电阻器R、以及用于阻抗匹配的固定电阻器R0。所述CPU多功能输出接口包括显示接口和通讯打印接口。

本发明方法与现有测试方法相比，其优点是，它将现有的高低压两种脉冲方法有机的结合在一起，在给电缆各种高阻故障加直流高压时，不是记录故障点本身产生的来回反射波，而是利用故障点在高压作用下产生放电，并形成短路故障且维持一段时间(一段在几十μs～几百ms)这一物理原理，在该段时间通过将二次低压脉冲再加到电缆故障相，而形成类似于低压法的干扰小、识别性强的测试波形，有效的检测出电缆的各种高阻故障。

硬件方面，本发明将二次脉冲发生单元及测试单元串接在高压电容C的接地端与地之间，使测试装置处于很低的电压状态，非常安全可靠，同时它们与球隙Js二者合二为一，体积很小，重量只有2～3Kg，其测试单元通过功能接口即可方便的与外部输入输出设备连接，便携、操作简单，功率消耗最大为10％，最小可乎略不计。

附图说明