CN201892718U - 放电式电缆故障检测装置 - Google Patents

Abstract

一种放电式电缆故障检测装置，包括有控制单元和与控制单元的输出相连的升压装置，升压装置的输出连接保护单元，保护单元的输出连接储能单元，储能单元的输出连接被检测电缆三相中的被测相，控制单元、升压装置、储能单元以及被检测电缆另外两相均连接接地体。控制单元采用可调变压器，可调变压器的初级线圈接220V电源，可调变压器的输出连接升压装置。升压装置包括有升压变压器和电压表，升压变压器初级线圈连接控制单元的输出，第一次级工作线圈连接保护单元，第二次级测量线圈连接电压表。本实用新型能够快速、准确的找到电缆故障点，能够及时的排除电缆故障。

Description

放电式电缆故障检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种电缆故障检测。特别是涉及一种能够快速、准确的找到电缆故障点的放电式电缆故障检测装置。

背景技术

在现时大规模工业化生产时代，作为现代工厂的主要能源和动力的电能，它的安全与稳定有着举足轻重的作用。如果电能供应突然中断，对于一些必须连续生产企业将会造成无法挽回的重大损失。在工厂中，电能通过高压电缆、架空高压线路输送到车间变电所，或者直接输送到高压用电设备。高压电缆、架空高压线就成为了电能传输的介质和路径，一般来说，工厂中35Kv电压等级以下电能的输送基本上由高压电缆来完成的。而电缆一般长度较长，而且电缆敷设路径复杂，电缆沟、电缆隧道、桥架、穿管、直埋等等都有可能出现在电缆路径中，电缆故障的排除一直是一个难题。因此在施工或生产过程中，如何快速确定电缆的故障点有着深远的意义。

目前高压电缆的种类及常见故障如下：

1、高压电缆的种类

按高压电缆安装绝缘材料来分，有油浸纸绝缘高压电缆和橡塑材料绝缘高压电缆。油浸纸绝缘高压电缆的绝缘性能主要决定于纸和浸渍剂(绝缘油)的性能以及生产制造工艺。橡塑材料绝缘高压电缆的绝缘性能主要决定于材料性质和制作工艺。现在油浸纸绝缘高压电缆在工业现场已经不再使用，而橡塑绝缘高压电缆以交联聚乙烯为基材的绝缘材料(简称XLPE)是目前高压电缆应用的主流。

2、高压电缆的常见故障

在工业现场中高压电缆作为电能的传输路径和介质，高压电缆头也是高压电缆的一个组成部分，一个完整的传输路径由高压电缆、高压电缆头、铜连接端子组成。因此高压电缆的常见故障有导电不良、绝缘不良、短路故障、断路故障。

造成导电不良的原因一般是铜连接端子与电缆线径不匹配，铜连接端子压接力不够，连接螺栓紧固力不够等，一般此类问题出现在配电柜或设备端，较易检查解决。短路故障一般由于电缆本体的绝缘老化、外力损坏等原因造成。断线故障一般由于短路电流、外力损坏造成。

造成绝缘不良的原因一般有电缆、高压电缆头绝缘材料或工艺缺陷；机械损伤引起的，例如：电缆敷设时不小心造成的机械损伤、靠近电缆施工造成的机械损伤、冲击性负荷(如：车辆压轧等)造成地下电缆的铠装裂损等。有时如果损伤不严重，要几个月甚至几年才会导致损伤部位彻底击穿形成故障；电缆的制造缺陷，如由于电缆长期过负荷运行，电缆的温度会随之升高，尤其在炎热的夏季，电缆的温升，常常导致电缆薄弱处和对接接头处首先被击穿；电缆本体制造原因，一般在电缆生产过程中容易出现的问题有绝缘偏心、绝缘屏蔽厚度不均匀、绝缘内有杂质、内外屏蔽有突起、交联度不均匀、电缆受潮、电缆金属护套密封不良等，有些情况比较严重可能在竣工试验中或投运后不久出现故障，大部分在电缆***中以缺陷形式存在，对电缆长期安全运行造成严重隐患；电缆接头制造原因，高压电缆接头以前用绕包型、模铸型、模塑型等类型，需要现场制作的工作量大，并且因为现场条件的限制和制作工艺的原因，绝缘带层间不可避免地会有气隙和杂质，所以容易发生问题。

总之，电缆故障基本上是因为绝缘不良或绝缘层损毁造成的，这样的故障可以通过恢复被破坏的电缆绝缘层来进行故障处理，所以电缆绝缘故障点的确认就成为解决问题的关键所在。

三、高压电缆绝缘故障故障点的确认

常用的方法有电桥法、低压脉冲法、高压放电法等。

电桥法，是利用回路电桥平衡法对电缆故障点测寻。其最大优点是精度高。

低压脉冲法，是在电缆线芯上加一脉冲波，当脉冲波遇到故障点被反射回来，通过波形分析得出故障点距离。低压脉冲法的最大优点是使用方便。但以上2种方法确认故障点在现场应用是有很大局限性，在工业现场中存在着各种电磁干扰，这些电磁干扰大大的影响了以上两种方法中所使用的仪表，以及测量中会出现大量的杂波干扰信号，这些都会直接影响故障点的确认。

高压放电法，是给故障电缆加上一个幅度足够高的冲击电压，使故障点发生闪络放电，产生相当大的“啪、啪”放电声，同时，会在电缆的外皮与大地形成的回路中感应出环流来，这一环流在电缆周围产生脉冲磁场。

检测方法有两种，一是使用仪器检测，用一个包含接地麦克风接受器和耳机的听音装置在地面探测。故障点离麦克风的距离越近，闪络声就越大。在监听声音信号的同时，接收到脉冲磁场信号，即可判断该声音是由故障点放电产生的，故障点就在附近，否则可认为是干扰。在故障点位置处能探测到闪络声的最大值。

当遇到电缆本体内闪络或故障点附近有共振的情况，放电时，声音会在一大段电缆内部都能听见，且大小相同，就很难做到精确定位。鉴于目前尚未有更好的技术，能够完善的解决定点的问题，只有根据预定位距离和电缆资料，打开电缆沟盖板或挖开直埋段的路面，直接在电缆本体上进行定点工作。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够快速、准确的找到电缆故障点的放电式电缆故障检测装置。

本实用新型所采用的技术方案是：一种放电式电缆故障检测装置，包括有控制单元和与控制单元的输出相连的升压装置，所述的升压装置的输出连接保护单元，所述的保护单元的输出连接储能单元，所述的储能单元的输出连接被检测电缆三相中的被测相，所述的控制单元、升压装置、储能单元以及被检测电缆另外两相均连接接地体。

所述的控制单元采用可调变压器，所述的可调变压器的初级线圈接220V电源，所述的可调变压器的输出连接升压装置。

所述的升压装置包括有升压变压器和电压表的测量部分，所述的升压变压器初级线圈连接控制单元的输出，第一次级工作线圈连接保护单元，第二次级测量线圈连接电压表的测量部分。

所述的保护单元包括有第一电阻、第二电阻、二极管和第一电容器，其中，所述的二极管的负极连接升压装置的第一次级线圈，所述二极管的正极、第一电阻、第二电阻以及第一电容依次串联，所述的第一电容的另一端接地，所述的第一电阻与第二电阻的连接点连接储能单元。

所述的储能单元采用第二电容器，所述的第二电容器的一端连接保护单元中的第一电阻与第二电阻的连接点，并构成放电式电缆故障检测装置的输出端，用于连接被被测电缆，所述的第二电容器的另一端接地。

本实用新型的电缆故障点的放电式电缆故障检测装置，不仅能听到啪啪的放电声音，同时还能看到放电所产生的弧光，更能够快速、准确的找到电缆故障点，能够及时的排除电缆故障，对施工现场下一步送电试车，乃至整个工期保证有着很大的意义。

附图说明

图1是本实用新型的电路框图；

图2是本实用新型的整体电路原理图。

1：控制单元    2：升压装置

3：保护单元    4：储能单元

5：接地体        6：被检测电缆

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型的放电式电缆故障检测装置做出详细说明。

如图1所示，本实用新型的放电式电缆故障检测装置，包括有控制单元1和与控制单元1的输出相连的升压装置2，所述的升压装置2的输出连接保护单元3，所述的保护单元3的输出连接储能单元4，所述的储能单元4的输出连接被检测电缆6三相中的被测相，所述的控制单元1、升压装置2、储能单元4以及被检测电缆6另外两相均连接接地体5。

如图2所示，所述的控制单元1采用可调变压器T1，所述的可调变压器T1的初级线圈接220V电源，所述的可调变压器T1的输出连接升压装置2。

在本实用新型的实施例中控制单元采用XX-KZX-XC-6型调压控制装置，基本参数如下：

其工作原理是：通过调整自耦变压器输出电压，来实现输出端电压的连续调整，电压输出范围为0-200V。同时控制装置中装有高压输出电压表V的显示部分，低压输入电流表及过流保护电路。可以与升压装置配合使用，方便的读出升压装置高压侧电压值，并能可靠地保护设备因过载而损坏。

所述的升压装置2包括有升压变压器T2和电压表V的测量部分，所述的升压变压器T2初级线圈连接控制单元1的输出，第一次级工作线圈V1连接保护单元3，第二次级测量线圈V2连接电压表V的测量部分。

升压装置采用XX-YD-6/50型高压升压变压器，基本参数如下：

通过调节控制单元输出，随着升压装置输入电压的升高，升压装置输出端电压也随之升高，升压装置输入电压变化范围0-200V，所对应的升压装置输出电压为0-50KV。

所述的保护单元3包括有第一电阻R1、第二电阻R2、二极管D1和第一电容器C1，其中，所述的二极管D1的负极连接升压装置2的第一次级工作线圈V1，所述二极管D1的正极、第一电阻R1、第二电阻R2以及第一电容C1依次串联，所述的第一电容C1的另一端接地，所述的第一电阻R1与第二电阻R2的连接点连接储能单元4。

保护单元，主要保护升压装置高压侧不会出现因放电而产生的过流造成升压装置的损坏，实际上是一个限流装置，在这里我们采用电阻限流，通过选择适当阻值的水电阻或者大功率水泥电阻来起到限流保护的作用。

电阻值的选择，根据升压装置的最大输出电压与高压侧额定电流值，可以确定理论电阻最小值等于升压装置的最大输出电压除于高压侧额定电流值。而在实际应用中，放电电压因为故障点绝缘被破坏的程度不一样，实际放电电压也有所不同，大部分放电电压都是在几千伏左右，根据实际经验选择电压值为10KV，选择最大保护电流为100mA，相应的电阻值为100KΩ。

所述的储能单元4采用第二电容器C2，所述的第二电容器C2的一端连接保护单元3中的第一电阻R1与第二电阻R2的连接点，并构成放电式电缆故障检测装置的输出端，用于连接被被测电缆6，所述的第二电容器C2的另一端接地。

本实施例的储能单元为额定电压值为10KV，容量为2μF的电容器，电容器的选择应符合以下原则：一是额定电压值必须满足能够承受升压装置输出电压；二是容量足够产生一定的放电能量；三是电容器允许连续多次充放电。

下面是本实用新型的放电式电缆故障检测装置在实际中的应用。

首先将故障电缆从电气盘柜和设备上拆除，将试验端移至方便试验的试验位，将非试验端移至安全位，安全位指的是电缆线芯之间、电缆线芯与设备之间保持满足试验要求电气安全距离，非试验端应设置安全隔离区，并设有专人负责监控。

按照图1对装置与电缆进行电气连接，并由试验监控人员进行再次确认。

按照电缆实际路径和距离配置适当的监测人员和试验人员，监控人员应有对讲机，以保障通信畅通，并设置专人进行指挥。

所有人员就位后，由指挥人员发出指令，试验人员应缓慢升压，同时观察设备电流表，随着电压的升高，电缆故障点开始出现放电，当电压再升高时，放电现象加剧，电流随着放电而波动，波动频率与放电频率一致，此时监控人员应该能通过声、光来发现电缆故障点，发现后应及时与试验人员取得联系，等实验人员降低试验电压、切断设备电源、电缆充分放电后，再到电缆侧进一步进行故障确认。

Claims (5)

1.一种放电式电缆故障检测装置，其特征在于，包括有控制单元(1)和与控制单元(1)的输出相连的升压装置(2)，所述的升压装置(2)的输出连接保护单元(3)，所述的保护单元(3)的输出连接储能单元(4)，所述的储能单元(4)的输出连接被检测电缆(6)三相中的被测相，所述的控制单元(1)、升压装置(2)、储能单元(4)以及被检测电缆(6)另外两相均连接接地体(5)。

2.根据权利要求1所述的放电式电缆故障检测装置，其特征在于，所述的控制单元(1)采用可调变压器(T1)，所述的可调变压器(T1)的初级线圈接220V电源，所述的可调变压器(T1)的输出连接升压装置(2)。

3.根据权利要求1所述的放电式电缆故障检测装置，其特征在于，所述的升压装置(2)包括有升压变压器(T2)和电压表(V)的测量部分，所述的升压变压器(T2)初级线圈连接控制单元(1)的输出，第一次级工作线圈(V1)连接保护单元(3)，第二次级测量线圈(V2)连接电压表(V)的测量部分。

4.根据权利要求1所述的放电式电缆故障检测装置，其特征在于，所述的保护单元(3)包括有第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、二极管(D1)和第一电容器(C1)，其中，所述的二极管(D1)的负极连接升压装置(2)的第一次级线圈(V1)，所述二极管(D1)的正极、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)以及第一电容(C1)依次串联，所述的第一电容(C1)的另一端接地，所述的第一电阻(R1)与第二电阻(R2)的连接点连接储能单元(4)。

5.根据权利要求1所述的放电式电缆故障检测装置，其特征在于，所述的储能单元(4)采用第二电容器(C2)，所述的第二电容器(C2)的一端连接保护单元(3)中的第一电阻(R1)与第二电阻(R2)的连接点，并构成放电式电缆故障检测装置的输出端，用于连接被被测电缆(6)，所述的第二电容器(C2)的另一端接地。

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