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電纜故障粗測方法之脈沖反射法的前世今生
時間: 2023-03-18 20:15
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電纜故障檢測過程中的行波法也叫脈沖反射法，采用這一原理進行電力電纜故障測試，目前在國內外已得到非常廣泛的應用。
電纜故障粗測方法之脈沖反射法的前世今生
電纜故障檢測過程中的行波法也叫脈沖反射法，采用這一原理進行電力電纜故障測試，目前在國內外已得到非常廣泛的應用。其主要特點是，它對電纜故障的可測率相當高，據不完全統計，95%以上的電力電纜故障都能采用這種方法進行有效且滿意地測試;測試速度快，通常大部分故障可在數分鐘以內用儀器顯示出故障點的位置;測試范圍寬，一種測試儀器可以有效地測試所有類型的電纜故障;安全性能好，整個測試過程對被測電纜無損傷，由于新技術的進一步應用，也使得操作人員在測試過程中更加安全。
這種方法可以追溯到1939 年，當時國外有一篇題為《電纜中擊穿故障點之探測》的論文，揭示了高阻故障點的某種基本物理特性，之后便出現了一種叫“電纜擊穿點探測儀”的儀器，其原理是使電纜在高電壓作用下讓故障點瞬間擊穿放電形成回路電流，然后采用沖擊式電流表來確定故障點的位置。
隨著科學技術的進一步發展以及人們對電纜故障點的物理特性進一步研究，發現電纜故障點在高電壓作用下的“行波反射特性”，在20世紀60年代左右，英國便生產了一種“電纜故障探測儀”，其原理是使各種電纜高阻故障點在高電壓作用下產生閃絡放電，形成瞬間短路，并應用傳輸線的反射特性，把在測試端產生的反射波形通過示波管顯示，然后用高速照相的辦法，將測試波形記錄下來，最后分析測試波形并計算出故障點的位置。而這種儀器主要是用來測試不能通過高電壓大電流燒穿降阻的“閃絡性高阻故障”。
到20 世紀60年代后期，我國開始研究采用行波理論來測試電纜故障。在1971年由西安電子科技大學與西安供電局共同研制成功一整套電力電纜故障測試儀器。其代表儀器為“DGC-711 型電纜故障閃測儀”。相比英國的同類產品，本儀器有兩個非常關鍵的技術突破。
(1)利用貯存示波管對瞬態波形的記錄儲存特性顯示故障點的波形特性，而不是用高速照相的辦法。現場使用非常方便，故障測試過程變得非常快速。
(2)開發的直流高壓沖擊閃絡放電的方法(后面將介紹的“沖閃法”)可對任何性質的故障進行快速測試，而無需像過去那樣對高阻故障，特別是對閃絡性高阻故障進行燒穿降阻等輔助做法。這一方法在目前仍為國內外最普及且行之有效的一種方法。在以后的實際應用中，人們發現儲存示波管型的電纜故障閃測儀存在以下不足:
(1)故障點放電形成的特性反射波形在儲存示波管顯示停留的時間太短，只有十幾秒，最多只有 1min 左右，測試人員還沒有來得及計算出故障點位置，測試波形便消失了。
(2)有相當一部分電纜故障，在整個很長的測試過程中，只有偶然的一次放電過程。由于操作不當以及儀器的短暫顯示缺陷，從而失去一次很好的測試機會，故障可測率相對較低。
(3)儀器的抗振性能較差。隨著數字化技術以及計算機技術的快速發展，最早在 20 世紀 80 年代的英國，便出現了智能型的電纜故障測試儀，其原理仍然是“行波反射法”。在 1987 年我國才開始著手研制采用計算機技術及高速 A/D轉換技術的智能型電纜故障測試儀器，并于 20 世紀 90 年代初研制成功我國第一套智能型電纜故障閃測儀。
但由于以下幾個因素，使得電力電纜故障的測試技術發展及普及應用受到很大的影響。
(1)相比電橋法、行波法相對技術難度較大，對使用者來說需要有一定的經驗和一定的技術培訓，僅憑著操作說明書及有關資料要完成一次較復雜的故障測試比較困難。
(2)由于儀器種類較多，同一種測試原理的儀器型號也很多，產品質量良莠不齊，使用戶對電纜故障的測試原理及方法產生較大的懷疑。
(3)由于電力電纜故障的隨機性出現，一些用戶間隔很長時間才使用一次儀器，要正確使用儀器達到最佳效果比較困難，因此對于電力電纜故障測試技術本身來講，做好良好的技術服務跟蹤對用戶來說非常重要。
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