電纜故障的測試方法
2023-04-26 03:30:31
專利名稱：電纜故障的測試方法
一種用於電纜故障的測試方法，屬電工測量技術領域。
已有的電纜故障測試方法，一般有二種，一種是用惠斯頓電橋的電纜故障測試方法其缺點是只能測試多芯電纜中有一根電纜芯是完好的情況下，測量才準確，另一種用雷達原理，測量電纜中的入射波和反射波的時間差，其缺點是對電纜故障點對地電阻值有一定限制，如果該電阻值大於1.5K歐，就難以分辨故障點反射波和線路上的接頭、彎道等地的反射波，而且對於短距離電纜，測量精度很差。
本發明的目的是設計一種能對多芯電纜全部故障或一根電纜芯線故障都能進行準確測量的測試方法。
本發明的特徵是先在故障電纜兩根芯線的始端加一個可調的直流電流源，在故障電纜的終端把該兩根芯線短接，在短接線和另一根故障芯線之間連接一個電流放大器P，設此時電流源S的電流為I1，放大器P測得徑放大後電流為i1，然後把電流源S從電纜始端移至終端，並接在原來兩根電纜芯線之間，並把放大器P從電纜終端移至始端，把始端電纜的兩根芯線短接，在短接線和另一根芯線之間接入電流放大器P，調節電流源S的電流為I2，使放大器兩次測得的電流i1＝i2，從而可測得故障電纜的故障點距電纜始端的距離 L1= (I1)/(I1+ I2) ·LL為電纜的全長，為了測量方便，也可以把電流源S和放大器P同時放在被測電纜的一端，此時在兩個故障電纜芯線之間並接兩個等值電阻RmRn，在兩個電阻的連接點和另一根芯線之間串接放大器P，第二次測量時，同時把電流源與放大器P及電阻Rm和Rn從一端移至另一端，連接方法相同，使兩次測得的i1＝i2，這樣可測得電纜故障點距離電纜始端的距離 L1= (I1)/(I1+ I2) ·L
本發明的優點是能夠對多芯電纜中的一芯、二芯或全部芯線都有故障情況下進行精確的測量，對故障點對地短路電阻要求很低，適應範圍從幾十歐到幾百K歐姆。
本發明有以下附圖附
圖1是本發明測量三芯電纜故障的電路及其連接線路示意圖。
附圖2是本發明的電流源S電路原理圖。
附圖3是本發明的電流放大器P電路原理圖。
附圖4是在測量端並接有電阻Rm和Rn的電路連接圖。
附圖5是本發明測量只有一根電纜芯線故障的電路連接圖。
下面結合附圖詳細敘述本發明的實施例。
附圖1中的M芯線W芯線和N芯線為三根故障電纜芯線，R1和R2分別表示靠近始端和終端的芯線電阻，RAB和RBC分別表示兩根電纜故障點對地的電阻，首先在兩根電纜芯線的始端A點和C點並接一個直流電流源S，其電流為I1，在電纜的終端A2點和C2點連接一根短路線，在短路線的K點和W芯線之間串接一個電流放大器P，電流I1流徑M芯線和N芯線上的R1和R2，同時電流流徑放大器P，放大後測得為i1，此時線路上電壓關係有UA1c1=2I1R2，UB1c1=UA1c1(RBC)/(RAB+ RBC) =UA1C1·mm = (RBC)/(RAB+ RBC) ，UKC1=I1R2，UKB1＝UKC1-UB1C1＝I1R2-2I1R2·m＝I1R2(1-2m)… … …(1)然後把電流源S從電纜始端移至終端，把終端短路線拆除，在A2、C2點並接進電流源S，把放大器P移至始端，把始端的A點C點短接，在短接線K1點和W芯線之間串接放大器P，調節電流源的電流為I2，使放大器P的讀數i2＝i1，和前述原理一樣，線路上電壓關係可得到UK1B1＝I2R1(1-2m)… … … … … … … …(2)因為電流i1＝i2，即UKB1＝UK1B1，使上述式子(1)和(2)兩邊分別相除，得到 (I1R2)/(I2R1) = (UKB1)/(UK1B1) = 1
I1R2＝I2R，兩邊加R1I1後R1(I1+I2)=I1(R1+R2)， (I1)/(I1+ I2) = (R1)/(R1+ R2)因電纜芯線電阻值與芯線長度成正比，設電纜總長度為L，則電纜始端與故障點A1之間的距離L1= (R1)/(R1+ R2) ·L = (I1)/(I1+ I2) · L為了測量方便，可以把電流源S、放大器P放在同一端測量，在電纜始端與電流S同時並接兩個等值電阻Rm和Rn，其阻值在幾K～幾十K歐姆，在Rm、Rn之間的K2點和W芯線之間串接放大器P，電纜終端的M芯線和N芯線短接，此時電流源S的電流為I1，放大器P的微安表讀數為i1，第二次測量時把電纜始端的M芯線和N芯線短接，電流源S、放大器P、電阻Rm、Rn全部移到終端，連接方法和第一次相同，調節電流源S的電流I2，使放大器P微安表的第二次續數i2＝i1，同樣可以測得電纜的故障點，計算式子相同。
所以使用本發明測量故障電纜時，只須分別在電纜始端和終端各測量一次，把電流源S的兩次電流I1和I2讀數記下，便可準確測得故障電纜的故障點。
附圖2是本發明的電流源S的電路原理圖，圖中(1)是自耦變壓器，(2)是變壓器，(3)是橋式整流器，輸出直流電流徑電流表(4)到被測電纜的芯線，輸給自耦變壓器(1)的是市電220V，附圖3是電流放大器P的原理圖，圖中(5)是差分放大器，(6)是放大器，(7)是微安表，附圖5是測量只有一根電纜芯線故障的電路原理圖，圖中A芯線為故障芯線，C芯線為良好芯線，附圖4是在測量端並接有Rm和Rn並把電流放大器，電流源S都置於一端測量時電路連接圖。
權利要求
1.一種測量電纜故障的方法，其特徵是a，先在電纜的始端，在兩根故障芯線M和N的A、C點施加一個可調的直流電流源S，電流為I1，在電纜的終端，把M和N芯線的A2、C2點短接，在短接線的K點和另一根故障芯線W的B2點之間串接一個電流放大器P，電流放大器P測得經放大後的電流為i1然後把直流電流源移到電纜的終端，電流放大器P移到電纜的始端，與第一次連接方法相同，調整電流源S電流為I2，使電流放大器P測得經放大後的電流i2=i1，從而可測得電纜芯線故障點A1距始端的距離。L1= (I1)/(I1+ I2) ·L L為電纜的全長，或者b，先在電纜始端兩根故障芯線M和N的A、C點之間並接二個等阻值的電阻Rm和Rn阻值在幾K到幾十K歐姆之間，在兩個電阻的連接點K2點和另一個故障芯線W的B點之間串接電流放大器P，直流電流源S也並接在A、C點之間，電流為I1，在電纜的終端把芯線M和N的A2、C2點短接，電流放大器測得經放大的電流為i1，然後把電流源S、電流放大器P，並接電阻Rm和Rn都移到電纜的終端，連接方法和第一次相同，電纜始端的A、C點短接，調整電流源S的電流為I2，使放大器P測得的經放大的電流i2=i1，同樣可測得 L1= (I1)/(I1+ I2) ·L
全文摘要
一種測量電纜故障的方法，屬電工測量領域。其特徵是用一個直流電流源並接在兩根電纜的輸入端，在兩根電纜的終端，把電纜芯線短接，在短接線和另一根電纜芯線之間串接一個電流放大器，測量終端芯線流經放大器的電流，然後再把電流源移到電纜終端，電流放大器移到電纜的始端，用同樣方法測量流經放大器的電流，使兩次測得的電流相等，便可測得始端與故障點之間距離。
文檔編號G01R31/08GK1097253SQ9311248
公開日1995年1月11日 申請日期1993年7月9日 優先權日1993年7月9日
發明者張國安, 謝毓厚 申請人:張國安, 上海交通大學電力設備廠