涂建國
、概述
HDJD-200W架空線小電流接地故障定位儀,適用于小電流接地系統(tǒng)架空線路,在線路發(fā)生單相接地故障而停運(yùn)后,可用本設(shè)備對接地點(diǎn)進(jìn)行定位,HDJD-200W架空線小電流接地故障定位儀是一套便攜設(shè)備,可進(jìn)行多條線路的故障定位。整套設(shè)備由發(fā)射機(jī)、傳感器、接收機(jī)及附件組成。在故障線路停運(yùn)后,由發(fā)射機(jī)向線路施加超低頻高壓信號(hào)使故障重現(xiàn),在線路沿途用絕緣桿將傳感器掛在線路上檢測信號(hào),并通過無線方式向地面上的接收機(jī)傳輸數(shù)據(jù),接收機(jī)顯示測量結(jié)果。在故障點(diǎn)前,電流持續(xù)存在,故障點(diǎn)后,電流消失??上冗M(jìn)行粗略分段,再定點(diǎn),從而快速確定故障位置。
二、功能特點(diǎn)
1. 適用于小電流接地系統(tǒng)配電網(wǎng),檢測架空線路的單相金屬性接地、經(jīng)電弧接地、經(jīng)過渡電阻接地等多種故障。
2. 在線路停運(yùn)后進(jìn)行定位,特別適用于有電纜分支的故障線路。
3. 施加高壓信號(hào)使故障重現(xiàn),電流信號(hào)穩(wěn)定,易于檢測。
4. 超低頻信號(hào)避免系統(tǒng)分布電容影響,能對高阻值故障進(jìn)行定位。
5. 發(fā)射機(jī)安全特性:高壓啟動(dòng)閉鎖功能、輸出允許直接短路。
6. 傳感器使用高靈敏度傳感器,開口設(shè)計(jì),無需閉合,方便在線路上掛接。
7. 傳感器和接收機(jī)無線通訊傳輸,安全可靠。
8. 發(fā)射機(jī)可使用市電、發(fā)電機(jī)供電,傳感器和接收機(jī)干電池供電。
9. 發(fā)射機(jī)體積小,重量輕;傳感器為體積重量小化設(shè)計(jì),方便沿線掛接;接收機(jī)為手持式設(shè)計(jì)。
10. 接收機(jī)采用大屏幕液晶顯示器,顯示傳感器狀態(tài)、電流波形和電流值。
三、技術(shù)指標(biāo)
1. 定位精度:0.2米。
2. 發(fā)射機(jī)輸出特性:
(1) 輸出頻率1Hz
(2) 開路電壓: 基波有效值0~2800V,
(脈動(dòng)直流,峰值8kV,相當(dāng)于10kV線路的相電壓峰值);
(3) 短路電流: 基波有效值0~35mA(脈動(dòng)直流,峰值100mA)
3. 傳感器與接收機(jī)的無線通訊距離:不小于100m。
4. 發(fā)射機(jī)電源:AC 220V市電,可接發(fā)電機(jī)(輸出功率≥1500W)。
5. 發(fā)射機(jī)功率:功率900W。
6. 傳感器電源:3節(jié)5號(hào)堿性干電池。
7. 接收機(jī)電源:5節(jié)5號(hào)堿性干電池。
8. 體積:
發(fā)射機(jī)417×234×318mm;傳感器180×100×35mm;接收機(jī)205 ×100×35mm
9. 質(zhì)量:發(fā)射機(jī)16.8kg;傳感器0.45kg;接收機(jī)0.45 kg
10. 使用條件:溫度:-10℃-40℃,濕度5-90%RH,海拔<4500m。
第二章 設(shè)備組成
本設(shè)備包括發(fā)射機(jī)、傳感器、接收機(jī)及相關(guān)附件:發(fā)射機(jī)的接線盤、輸出連接線、掛線桿、電源線及保護(hù)地線,傳感器的掛線桿等組成。
一、發(fā)射機(jī)
發(fā)射機(jī)用于向故障線路施加超低頻脈動(dòng)直流信號(hào)使接地故障復(fù)現(xiàn),電流由發(fā)射機(jī)輸出,流經(jīng)故障線路,在接地點(diǎn)入地并返回發(fā)射機(jī)。
其中:
1. 電源插座、保險(xiǎn)管、電源開關(guān):用于連接220V電源線,更換保險(xiǎn)管,以及進(jìn)行電源的開關(guān)。
2. 高壓合按鈕:電源開關(guān)打開之后,需要電壓調(diào)整在零位時(shí),按“高壓合”按鈕,設(shè)備才有高壓信號(hào)輸出。
3. 高壓分按鈕:用于停止設(shè)備輸出。
4. 零位指示:用于指示調(diào)壓旋鈕處在零位。
5. 保護(hù)指示:用于指示設(shè)備進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。該指示燈亮?xí)r,表示設(shè)備處于保護(hù)閉鎖狀態(tài),設(shè)備停止信號(hào)輸出。調(diào)整“輸出調(diào)整”旋鈕至零位,復(fù)位該指示燈。
6. 輸出調(diào)整旋鈕:用于調(diào)整輸出電流、電壓大小。該旋鈕只有在零位時(shí)(零位指示燈亮),才能按“高壓合”按鈕啟動(dòng)發(fā)射機(jī)正常輸出信號(hào)。
7. 保護(hù)電流:用于指示設(shè)備輸入電流的大小,如輸入電流大于保護(hù)定值4A,則內(nèi)部保護(hù)電路動(dòng)作,設(shè)備停止工作。此時(shí)需要將電壓調(diào)整旋鈕調(diào)至零位后復(fù)位保護(hù)電路,然后重新調(diào)整電流大小。
8. 輸出電壓:用于指示設(shè)備輸出電壓的大小
9. 保護(hù)地端子:用于連接保護(hù)地線,接大地網(wǎng)。
10. 高壓輸出插座:用于連接故障線路。根據(jù)現(xiàn)場情況,可使用短連接線夾在開關(guān)柜的線路側(cè);若必須接在架空的線路上,則選用接線盤裝的長連接線,并用掛線桿掛在故障線路上。
11. 測試地插座:接工作接地線,接大地網(wǎng)。
二、傳感器
傳感器用于掛在故障線路的沿線檢測電流信號(hào),并通過無線方式向地面上的接收機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。
三、接收機(jī)
接收機(jī)用于在地面接收傳感器的無線傳輸數(shù)據(jù),并在液晶屏上顯示測量結(jié)果。
第三章 使用方法
一、工作原理
在故障線路停運(yùn)后,首先由發(fā)射機(jī)向線路施加電壓使故障重現(xiàn)。電流由發(fā)射機(jī)發(fā)出,流經(jīng)故障線路,在接地點(diǎn)入地并通過大地返回發(fā)射機(jī)。
發(fā)射機(jī)輸出為脈動(dòng)直流信號(hào),頻率為超低頻1Hz,頻率越低則受系統(tǒng)分布電容的影響越小。理論上講純直流信號(hào)抗分布電容影響的能力強(qiáng),但使用純直流信號(hào)很難避免地磁影響,經(jīng)過理論計(jì)算和實(shí)際驗(yàn)證,1Hz信號(hào)已能滿足絕大多數(shù)現(xiàn)場測試需求。
發(fā)射機(jī)的輸出限制電壓為8kV,相當(dāng)于10kV線路的相電壓峰值。若電壓過高則超過線路耐壓等級,可能損壞線路(尤其是接入的分支電纜)的主絕緣;過低則可能無法使故障復(fù)現(xiàn)。此限壓值可根據(jù)用戶特殊要求進(jìn)行工廠整定。
在線路沿線,將傳感器通過絕緣桿掛接在線路上檢測電流。傳感器采用高靈敏度傳感器,其磁路無需閉合,在很大程度上方便了掛、取操作。傳感器檢測線路上的電流,自動(dòng)進(jìn)行調(diào)零操作,將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)成數(shù)字信號(hào)后通過無線方式向外傳送。
在地面上的接收機(jī)接收傳感器發(fā)送的無線信號(hào),在液晶屏上直觀顯示測量結(jié)果。在故障點(diǎn)前,電流持續(xù)存在,故障點(diǎn)后,電流消失??上冗M(jìn)行粗略分段,再定點(diǎn),從而快速確定故障位置。
二、發(fā)射機(jī)操作
1. 接線:
首先將故障線路的開關(guān)斷開;發(fā)射機(jī)電源接220V市電;保護(hù)地線接“保護(hù)地”端子和大地網(wǎng);測試地線(帶黑色夾鉗的高壓導(dǎo)線)接“測試地”插座和大地網(wǎng);至于接故障線路的輸出線,可根據(jù)現(xiàn)場情況,使用短連接線(帶紅色夾鉗的高壓導(dǎo)線)接“線路”端子和開關(guān)柜的線路側(cè),若必須接在架空的線路上,則選用接線盤裝的長連接線,其高壓插頭接“線路”端子,其另一端的線鼻壓接在絕緣掛線桿的接線柱上,再將掛線桿掛在故障線路上。
注意:在需要測試的故障線路全長范圍內(nèi),均不能掛接地線!
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外獲得越來越廣泛的使用。尤其在高壓輸電領(lǐng)域更取得了巨大的進(jìn)展。與充油電纜相比,交聯(lián)電纜敷設(shè)安裝方便,運(yùn)行維護(hù)簡單,不存在油的淌流問題。但是,近年來的運(yùn)行和研究表明,交聯(lián)聚乙烯電纜的絕緣在運(yùn)行中易產(chǎn)生樹枝化放電,造成絕緣老化破壞,嚴(yán)重地影響了交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的使用壽命。因此,充分認(rèn)識(shí)交聯(lián)電纜的絕緣特性,及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)和預(yù)防絕緣中存在的某些缺陷,對保障設(shè)備乃至系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有十分重要的意義。闡述了影響交聯(lián)電纜絕緣的主要因素以及電纜的交接試驗(yàn)原理,認(rèn)為在現(xiàn)場對交聯(lián)電纜實(shí)施交流耐壓試驗(yàn)是必要和可行的。
1 影響絕緣的主要因素
交聯(lián)電纜內(nèi)部存在的絕緣缺陷易產(chǎn)生樹枝化放電現(xiàn)象,其結(jié)果影響電纜的絕緣性能。樹枝化放電據(jù)其形態(tài)和生成機(jī)理不同主要分為電樹枝和水樹枝。
1.1 電樹枝
主要是由于絕緣內(nèi)部放電產(chǎn)生的細(xì)微開裂,形成細(xì)小的通道,其通道內(nèi)空,管壁上有放電產(chǎn)生的碳粒痕跡。分枝少而清晰,呈冬天的樹枝狀。電樹枝按產(chǎn)生的機(jī)理分為以下幾種類型:
1)由于機(jī)械應(yīng)力的破壞使交聯(lián)聚乙烯絕緣產(chǎn)生應(yīng)變造成氣隙和裂紋,引發(fā)電樹枝放電。機(jī)械應(yīng)力一方面是因?yàn)殡娏﹄娎|生產(chǎn)、敷設(shè)運(yùn)行中不可避免地彎曲、拉伸等外力產(chǎn)生應(yīng)力,另一方面是由于電纜在運(yùn)行中電動(dòng)力對絕緣產(chǎn)生的應(yīng)力。
2)氣隙放電造成電樹枝的發(fā)展?,F(xiàn)代的生產(chǎn)工藝盡管可以消除交聯(lián)電纜生產(chǎn)線中某些宏觀的氣隙,但仍有1~10μm或少量的20~30μm的氣隙形成的微觀多孔結(jié)構(gòu)。多孔結(jié)構(gòu)中的放電形式主要以電暈放電為主。通道中的放電所產(chǎn)生的氣體壓力增加,導(dǎo)致了樹枝的擴(kuò)展和形狀的變化。
3)場致發(fā)射效應(yīng)導(dǎo)致樹枝性放電。在高電場作用下,電極發(fā)射的電子由于隧道效應(yīng)注入絕緣介質(zhì),電子在注入過程中獲得足夠的動(dòng)能,使電子不斷地與介質(zhì)碰撞引起介質(zhì)破壞,導(dǎo)致樹枝放電。
4)缺陷。缺陷主要是導(dǎo)體屏蔽上的節(jié)疤和絕緣屏蔽中的毛刺以及絕緣內(nèi)的雜質(zhì)和空穴。這些缺陷使絕緣內(nèi)的電場集中,局部場強(qiáng)提高。引起場致發(fā)射,導(dǎo)致樹枝性放電。
1.2 水樹枝
主要是由于水分浸入交聯(lián)聚乙烯絕緣,在電場作用下形成樹枝狀物。水樹枝的特點(diǎn)是引發(fā)樹枝的空隙含有水分,且在較低的場強(qiáng)下發(fā)生。水樹枝的產(chǎn)生,將會(huì)使介質(zhì)損耗增加,絕緣電阻和擊穿電壓下降,電纜的壽命明顯縮短。目前國內(nèi)外對水樹枝的南昌市架空線小電流接地故障定位儀報(bào)價(jià)南昌市架空線小電流接地故障定位儀報(bào)價(jià)生長研究尚不完善。一般認(rèn)為,水樹枝的發(fā)展過程有以下幾種形式:
1)剩余應(yīng)變使水樹枝增長。當(dāng)電纜在外加電壓下,若絕緣中含有水分,導(dǎo)體附近的絕緣材料中剩余的應(yīng)變就會(huì)增加,而應(yīng)變較大的局部區(qū)域便會(huì)生成水樹枝。
2)電場下的化學(xué)作用發(fā)展了水樹枝。
3)電泳與擴(kuò)散力的作用使水樹枝生長。介質(zhì)電泳可以認(rèn)為是不帶電荷的,但是已經(jīng)極化的粒子或分子在畸變的電場中運(yùn)動(dòng),若絕緣中含有帶水分的雜質(zhì),這些雜質(zhì)會(huì)向?qū)щ娋€芯附近的高電場區(qū)聚集。這一區(qū)域的溫度相對偏高,水分因此而膨脹,形成較大的壓力,使間隙擴(kuò)大,引起水樹枝的擴(kuò)大和發(fā)展。
電樹枝往往在絕緣內(nèi)部產(chǎn)生細(xì)微開裂,形成細(xì)小的通道,并在放電通道的管壁上產(chǎn)生放電后的碳化顆粒。水樹枝的產(chǎn)生,將會(huì)使介質(zhì)損耗增加,絕緣電阻和擊穿電壓下降。因此,電纜中的電樹枝和水樹枝對電纜的電氣性能將會(huì)帶來嚴(yán)重的故障隱患。 1n
2 電纜試驗(yàn)
為了保證電纜安全可靠運(yùn)行,有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)對電纜的各種試驗(yàn)做了明確的規(guī)定。主要試驗(yàn)項(xiàng)目包括: