电桥回线法在电缆故障测距中的应用

2012-03-22 15:53:42来源: 互联网
电力电缆故障测距定位方法很多,目前最常用和最有效的方法,是电桥回线法和脉冲反射法。相对于脉冲反射法,使用电桥回线法具有测试设备价格便宜、操作简单的特点,因此,电桥回线法至今仍然是广泛被应用的一种主要测距手段。

  但是,电力电缆常常发生三相短路及对地故障,这种故障性质,不能满足使用电桥回线法时被测电缆应有一个完好相的要求。因此使得电桥回线法在这种情况下的测距工作,受到条件的限制。为了解决这一问题,本文对使用电桥回线法测试电缆故障距离的有关问题,作了比较深入的分析,以期电桥回线法在对电缆故障测距定位中,能在更宽的条件范围内得到应用。

  1 电桥回线法测量原理

  电桥回线法主要用于电力电缆单相接地、相间短路或短路接地的故障距离测试,根据电缆故障短路接地电阻值的不同,可分别选用高压电桥回线法和低压电桥回线法。这种测距方法是基于电缆沿线均匀,电缆长度与缆芯电阻成正比的特点。并根据惠斯登电桥的原理,将电缆短路接地故障点两侧的环线电阻引入电桥回路,测量其比值。由测得的比值和已知的电缆全长,计算出测量端到故障点的距离。其测量原理及等效电路如图1所示。

  

 

  图中RL是电缆全长的单芯电阻,Rx是始端到故障点的电阻,Rd是电缆故障接地电阻。

  2 单相接地故障的测量

  使用电桥回线法测量电缆单相接地故障的原理接线如图2所示。按图将电桥的测量端子X1和X2分别接往电缆的故障相(C)和完好相(B),B、C相的另一端用跨接线短接构成环线。于是电桥本身有R1、R2两个桥臂,故障点(d)两侧的环线电阻构成电桥的另两个桥臂。

  

 

  若设电缆长度为L,故障点d到测试端的距离为LX,电缆的全部芯线截面积和导体材料相同。调节R1、R2,当电桥平衡时,有如下关系:

  

 

3 两相短路接地的故障测量

  如果电力电缆发生两相短路或短路接地故障时,可利用电缆唯一的完好相芯线与其中一个故障相芯线在对应端连接,故障测量方法与单相接地时基本相同。所不同的是,在电缆两相短路故障时的电桥测量电流,不是经过地线成回路,而是经过相问故障点成回路,因此此时应将另一故障相与电桥电源E直接串联。当电桥平衡时,可由计算单相接地的计算公式计算出测量端到故障点的距离LX。此外,若遇两相在不同地点接地形成的短路故障时,应调换跨接线,分别测出其故障距离。

  4 采用辅助电缆构成的电桥测试回路及方法

  (1)分析图2可知,在利用电桥回线法测试电缆故障时,电力电缆必须要有一完好相,即按照其接线原理,将电缆故障点两侧的电缆环线电阻引入电桥回路,否则不能形成电缆故障的电桥测试回路。

  然而,在实际工作中,我们常常会遇到电缆三相短路接地故障的测距问题。电缆发生三相短路接地故障,意味着被测电缆没有完好相。为解决没有完好相引出的电缆故障测试问题,我们可尝试采用辅助电缆的方法,借助于辅助电缆构成电桥测试回路。由此可为解决三相短路接地的电缆故障测试问题,打开一个方便之门。

  (2)如果被测电缆没有完好相,可采用已知长度、截面积、导体材料与被测电缆相一致的辅助电缆,构成电桥测试回路。同时也不难发现,这种条件下形成的电桥测试回路及其测算方法,实际上与单相接地(包括两相短路接地)的情况是一样的。

  (3)如果采用的辅助电缆与被测电缆的截面积、导体材料不同,电缆故障点到测试端的距离LX的测算公式,可按电桥平衡条件式推导得出。

  由图2可知,当电桥平衡时,存在如下关系:

  

 

  

 

  式中:S1、ρ1—分别为辅助电缆的芯线截面积和导体材料电阻率;

  S2、ρ2—分别为被测电缆的截面积和导体材料电阻率。

  (4)从式(6)关系式中可以看出,在电桥测试回路采用辅助电缆的条件下,故障距离LX不仅与电缆长度L及电桥本身的可调电阻R1、R2有关,而且与辅助电缆和被测电缆的截面积、导体材料有关。若采用的辅助电缆与被测电缆的截面积和导体材料均相同时,故障距离LX的计算公式与电缆单相接地时的形式是完全一样的。

  若采用的辅助电缆与被测电缆截面积、导体材料不同时,则可在计算公式中引入两种电缆已知的截面积和电阻系数。因此,同样可以方便地测算出被测电缆的故障距离。

  (5)同时,上述关系式还表明,这种测试方法采用的辅助电缆,可以借助于与被测电缆并行的其它电缆线路,也可以是装设的临时电缆线路,甚至还可以是被测电缆(三相四线制)的完好零线等。

  5 结论性意见

  综上所述,当遇到三相短路接地的电缆故障测距问题时,由于电缆没有完好相,我们可以采用辅助电缆构成的电桥测试回路进行故障测试。若采用的辅助电缆与被测电缆的截面积、导体材料不同时,由于在故障距离的测算公式中引入两者的截面积(S)和电阻系数(ρ),因此可以较好地解决被测电缆没有完好相的故障测试问题。同时也为拓宽电桥回线法在电缆故障测距中的应用范围,提供了一种便捷的方法和途径。

关键字:电桥  回线法  电缆故障  测距

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0322/article_15347.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
电桥
回线法
电缆故障
测距

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved