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后,可用本設備對接地點進行定位,HDJD-200W架空線小電流接地故障定位儀是一套便攜設備,可進行多條線路的故障定位。整套設備由發(fā)射機、傳感器、接收機及附件組成。在故障線路停運后,由發(fā)射機向線路施加超低頻高壓信號使故障重現(xiàn),在線路沿途用絕緣桿將傳感器掛在線路上檢測信號,并通過無線方式向地面上的接收機傳輸數(shù)據(jù),接收機顯示測量結(jié)果。在故障點前,電流持續(xù)存在,故障點后,電流消失??上冗M行粗略分段,再定點,從而快速確定故障位置。
二、功能特點
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. 在線路停運后進行定位,特別適用于有電纜分支的故障線路。
3. 施加高壓信號使故障重現(xiàn),電流信號穩(wěn)定,易于檢測。
4. 超低頻信號避免系統(tǒng)分布電容影響,能對高阻值故障進行定位。
5. 發(fā)射機安全特性:高壓啟動閉鎖功能、輸出允許直接短路。
6. 傳感器使用高靈敏度傳感器,開口設計,無需閉合,方便在線路上掛接。
7. 傳感器和接收機無線通訊傳輸,安全可靠。
8. 發(fā)射機可使用市電、發(fā)電機供電,傳感器和接收機干電池供電。
9. 發(fā)射機體積小,重量輕;傳感器為體積重量小化設計,方便沿線掛接;接收機為手持式設計。
10. 接收機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
1. 定位精度:0.2米。
2. 發(fā)射機輸出特性:
(1) 輸出頻率1Hz
(2) 開路電壓: 基波有效值0~2800V,
(脈動直流,峰值8kV,相當于10kV線路的相電壓峰值);
(3) 短路電流: 基波有效值0~35mA(脈動直流,峰值100mA)
3. 傳感器與接收機的無線通訊距離:不小于100m。
4. 發(fā)射機電源:AC 220V市電,可接發(fā)電機(輸出功率≥1500W)。
5. 發(fā)射機功率:功率900W。
6. 傳感器電源:3節(jié)5號堿性干電池。
7. 接收機電源:5節(jié)5號堿性干電池。
8. 體積:
發(fā)射機417×234×318mm;傳感器180×100×35mm;接收機205 ×100×35mm
9. 質(zhì)量:發(fā)射機16.8kg;傳感器0.45kg;接收機0.45 kg
10. 使用條件:溫度:-10℃-40℃,濕度5-90%RH,海拔<4500m。
第二章 設備組成
本設備包括發(fā)射機、傳感器、接收機及相關(guān)附件:發(fā)射機的接線盤、輸出連接線、掛線桿、電源線及保護地線,傳感器的掛線桿等組成。
一、發(fā)射機
發(fā)射機用于向故障線路施加超低頻脈動直流信號使接地故障復現(xiàn),電流由發(fā)射機輸出,流經(jīng)故障線路,在接地點入地并返回發(fā)射機。
其中:
1. 電源插座、保險管、電源開關(guān):用于連接220V電源線,更換保險管,以及進行電源的開關(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,按“高壓合”按鈕,設備才有高壓信號輸出。
3. 高壓分按鈕:用于停止設備輸出。
4. 零位指示:用于指示調(diào)壓旋鈕處在零位。
5. 保護指示:用于指示設備進入保護狀態(tài)。該指示燈亮時,表示設備處于保護閉鎖狀態(tài),設備停止信號輸出。調(diào)整“輸出調(diào)整”旋鈕至零位,復位該指示燈。
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(零位指示燈亮),才能按“高壓合”按鈕啟動發(fā)射機正常輸出信號。
7. 保護電流:用于指示設備輸入電流的大小,如輸入電流大于保護定值4A,則內(nèi)部保護電路動作,設備停止工作。此時需要將電壓調(diào)整旋鈕調(diào)至零位后復位保護電路,然后重新調(diào)整電流大小。
8. 輸出電壓:用于指示設備輸出電壓的大小
9. 保護地端子:用于連接保護地線,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,并通過無線方式向地面上的接收機傳輸數(shù)據(jù)。
三、接收機
接收機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
在故障線路停運后,首先由發(fā)射機向線路施加電壓使故障重現(xiàn)。電流由發(fā)射機發(fā)出,流經(jīng)故障線路,在接地點入地并通過大地返回發(fā)射機。
發(fā)射機輸出為脈動直流信號,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抗分布電容影響的能力,但使用純直流信號很難避免地磁影響,經(jīng)過理論計算和實際驗證,1Hz信號已能滿足絕大多數(shù)現(xiàn)場測試需求。
發(fā)射機的輸出限制電壓為8kV,相當于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現(xiàn)。此限壓值可根據(jù)用戶特殊要求進行工廠整定。
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,自動進行調(diào)零操作,將模擬信號轉(zhuǎn)成數(shù)字信號后通過無線方式向外傳送。
在地面上的接收機接收傳感器發(fā)送的無線信號,在液晶屏上直觀顯示測量結(jié)果。在故障點前,電流持續(xù)存在,故障點后,電流消失??上冗M行粗略分段,再定點,從而快速確定故障位置。
二、發(fā)射機操作
1. 接線:
首先將故障線路的開關(guān)斷開;發(fā)射機電源接220V市電;保護地線接“保護地”端子和大地網(wǎng);測試地線(帶黑色夾鉗的高壓導線)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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法原理進行測試。接線圖如圖1a所示,將故障芯線與另一完好芯線組成測量回路,用電橋測量,一端用跨接線跨接,另一端接電源、電橋或檢流計,調(diào)節(jié)電橋電阻使電橋平衡,當電纜芯線材質(zhì)和截面相同時,可按下列公式計算
若損壞的線芯和良好的芯線在電橋上位置相互調(diào)換時,則有式中Z——測量端至故障點的距離m; L——電纜總長度,m; R1、R2——電橋的電阻臂。
在正常情況下,這兩種接線測量結(jié)果應相同,誤差一般為0.1%~0.2%,如果超出此范圍或者X>L/2,可將測量儀表移到線路的另一端測量。
另外,我們還可以采用連續(xù)掃描脈沖示波器法HDDL電纜故障測試儀進行測試。短路或接地故障點處反射波將為負反射,熒屏圖如圖1b所示。此時故障點距離可按下列公式計算式中X——反射時間μs; V——波速,m/μs。
(2)測量時注意的事項。
a.跨接線的截面應與電纜芯線截面接近,跨接線應盡量短,并保持良好。
b.測量回路應盡可能繞開分支箱或變、配電所,越短越好。
c.直流電源電壓應不低于1500V。
d.直流電源負極應經(jīng)電橋接到電纜導體,正極接電纜內(nèi)護層并接地。
e.操作人員應站在絕緣墊上,并將橋臂電阻、檢流計、分流器等放在絕緣墊上。
1.1.2兩相短路故障點的測試
當出現(xiàn)兩相短路故障點,測量接線方法如圖2所示。測量時可將任一故障芯線作接地線,另一故障芯線接電橋,計算公式和測量方法與單相低電阻接地故障點相同。
1.1.3三相短路故障點的測試
當發(fā)生三相短路故障時,測泉州市架空線小電流接地故障定位儀原理量時必須借用其他并行的線路或裝設臨時線路作回路,裝設臨時線路,必須精確測量該線路的電阻,接線方法如同圖2所示??砂聪率接嬎?,即式中R為臨時線的單線電阻值,其余符號的含義與式(2)相同。
1.2高電阻接地故障點
電纜的高電阻接地故障是指導體與鋁護層或?qū)w與導體之間的絕緣電阻值遠低于正常值,但大于100kΩ,而芯線連續(xù)性良好。
1.2.1用高壓電橋法尋找高阻接地故障
其接線原理如圖3a所示,由于故障點電阻大,必需使用高壓直流電源,以保證通過故障點的電流不致太小。橋臂電阻為100等分的泉州市架空線小電流接地故障定位儀原理3.5Ω左右的滑線電阻,電橋所加電壓10~200kV,微安表指示為100~20μA,故障點至測量端的距離可按下式測算,即當調(diào)換圖3中故障芯線與完好芯線的位置時則有式中X——故障點至測量的距離,m; L——電纜線路長度,m;C——滑線電橋讀數(shù)。
1.2.2一次掃描示波器(711型)法