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國(guó)家電網(wǎng)：電力電纜故障探測(cè)培訓(xùn)教程是高壓閃絡(luò)法
一、 高壓脈沖電流法（也叫高壓閃絡(luò)法－電流取樣）介紹
電纜的高阻泄漏性故障與高阻閃絡(luò)性故障，由于故障點(diǎn)電阻較大（大于10倍的電纜特性阻抗），低壓脈沖在故障點(diǎn)沒(méi)有明顯的反射（反射脈沖幅度小于5%），故不能用低壓脈沖反射法測(cè)距。
高壓脈沖電流法，是將電纜故障點(diǎn)用高電壓擊穿，使用儀器采集并記錄下故障點(diǎn)擊穿產(chǎn)生的電流行波信號(hào)，通過(guò)分析判斷電流行波信號(hào)在測(cè)量端與故障點(diǎn)往返一趟的時(shí)間來(lái)計(jì)算故障距離。脈沖電流法采用線(xiàn)性電流耦合器采集電纜中的電流行波信號(hào)。
圖1 沖擊高壓閃絡(luò)測(cè)試的接線(xiàn)示意圖
圖1是沖擊高壓閃絡(luò)測(cè)試的接線(xiàn)示意圖，電流耦合器L放置在儲(chǔ)能電容C接電纜外皮的接地引線(xiàn)旁。L實(shí)際上是一個(gè)空心線(xiàn)圈，與地線(xiàn)中的磁場(chǎng)相匝鏈。設(shè)時(shí)間t2與t1時(shí)電流分別為i2與i1,t1小于t2但接近t2,根據(jù)電磁感應(yīng)定律求出線(xiàn)圈的輸出電壓：
V＝K(i2－i1)/(t2－t1)＝KΔi/Δt
其中參數(shù)K是一取決于線(xiàn)圈匝數(shù)、形狀及與地線(xiàn)相對(duì)位置的常數(shù)，電流變化量:
Δi＝i2－i1，時(shí)間變化量:Δt＝t2－t1。通過(guò)計(jì)算公式說(shuō)明，線(xiàn)性電流耦合器的輸出電壓與地線(xiàn)電流的變化率成正比，而不是與地線(xiàn)中電流本身成正比。
圖2 a.地線(xiàn)中的電流 b. 電流取樣合器的輸出
圖2給出了地線(xiàn)中的電流與對(duì)應(yīng)的電流取樣器的輸出，可以看出電流取樣器在地線(xiàn)中電流開(kāi)始上升時(shí)，輸出是一個(gè)尖脈沖，而在地線(xiàn)中電流趨于平穩(wěn)后，輸出為零。因此，在故障點(diǎn)擊穿產(chǎn)生的電流行波到達(dá)后，線(xiàn)性電流耦合器輸出一脈沖信號(hào)，可以從電流耦合取樣器有無(wú)脈沖信號(hào)輸出，判斷測(cè)量點(diǎn)是否有電流行波出現(xiàn)。
與脈沖電壓法使用電阻、電容分壓器進(jìn)行電壓取樣不同，脈沖電流法使用的電流耦合取樣器平行地放置在低壓側(cè)地線(xiàn)旁，與高壓回路無(wú)直接的電氣連接，對(duì)記錄儀器與操作人員來(lái)說(shuō)，特別安全、方便。
實(shí)際測(cè)試中，電流取樣器有采用空心線(xiàn)圈的，放置在地線(xiàn)旁邊，優(yōu)點(diǎn)是方便，缺點(diǎn)是放置的位置，遠(yuǎn)近影響成采集脈沖波形的大小。也有采用高頻磁芯的電流取樣器，直接串接在地線(xiàn)中， 優(yōu)點(diǎn)是采集波形穩(wěn)定，缺點(diǎn)是接線(xiàn)稍微比空心線(xiàn)圈的復(fù)雜一些。圖3是幾種電流取樣耦合器的外型圖：
圖3a 感應(yīng)式空心線(xiàn)圈取樣器 b 高頻磁芯串接式取樣器
圖4是高頻磁芯串接式取樣器與高壓脈沖電容器的連接圖，圖中，將取樣器與放電間隙直接與脈沖電容器連接，簡(jiǎn)化了高壓接線(xiàn)，高壓脈沖波形比較正規(guī)容易識(shí)別，本培訓(xùn)教程中的實(shí)測(cè)波形，大都是用這種取樣方式取得的。
圖4 串接式取樣器連接示意圖
二、 沖擊高壓閃絡(luò)測(cè)試法（簡(jiǎn)稱(chēng) 沖閃法）
1、沖閃法 應(yīng)用范圍：
在故障點(diǎn)電阻不很高時(shí)，因直流泄漏電流較大，電壓幾乎全降到了高壓試驗(yàn)設(shè)備的內(nèi)阻上去了，電纜上電壓很小，故障點(diǎn)形不成閃絡(luò)，必須使用沖擊高壓閃絡(luò)測(cè)試法，簡(jiǎn)稱(chēng)沖閃法。沖閃法亦適用于測(cè)試大部分閃絡(luò)性故障。當(dāng)然，由于直閃法波形相對(duì)簡(jiǎn)單，容易獲得較準(zhǔn)確的結(jié)果，有使用條件時(shí)，應(yīng)盡量使用直閃法測(cè)試。
在實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作中，符合直閃法使用條件的機(jī)會(huì)很少，我們一般都是在電壓脈沖測(cè)試完畢后，直接用沖閃法測(cè)試 。
2. 沖閃法接線(xiàn)：
沖閃法接法如圖5所示，它與直閃法接線(xiàn)基本相同，不同的是在儲(chǔ)能電容C與電纜之間串入一球形間隙G。首先，通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)壓升壓器對(duì)電容C充電，當(dāng)電容C上電壓足夠高時(shí)，球形間隙G擊穿，電容C對(duì)電纜放電，這一過(guò)程相當(dāng)于把直流電源電壓突然加到電纜上去。
圖5 沖閃法測(cè)試接線(xiàn)（感應(yīng)式取樣器)
圖6是一款電纜故障閃絡(luò)測(cè)試儀說(shuō)明書(shū)中，使用串接式電流取樣器時(shí)，沖閃法接線(xiàn)圖：
圖6 電流取樣沖閃法接線(xiàn)圖（取樣器串接）
從圖5、圖6看，接線(xiàn)基本相同，就是取樣器接線(xiàn)方法不同。還有，就是圖6沒(méi)有標(biāo)示大功率限流電阻R以及毫安表。 實(shí)際測(cè)試工作中，由于使用的交直流試驗(yàn)變壓器過(guò)負(fù)荷能力高，控制操作箱低壓測(cè)也有電流表顯示，所以限流電阻、毫安表大都可以不接進(jìn)行沖閃法測(cè)