電纜故障高壓脈沖參數(shù)的確定|華意電力
發(fā)布時(shí)間:2017-04-19 09:00:00
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? 華意電力是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)電纜故障測(cè)試儀的廠家,本公司生產(chǎn)的電纜故障測(cè)試儀設(shè)備在行業(yè)內(nèi)都廣受好評(píng),以打造最具權(quán)威的“電纜故障測(cè)試儀“高壓設(shè)備供應(yīng)商而努力。

? 高壓脈沖源在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該選擇合適的脈沖信號(hào),其注入方式和強(qiáng)度等參數(shù)決定了能否有效的定位。如果注入的脈沖信號(hào)很弱,那么其在沿電纜傳播時(shí)易被噪聲埋沒,不易檢測(cè),也不易使故障點(diǎn)放電,但是注入的信號(hào)太強(qiáng)也可能會(huì)影響電網(wǎng)的正常工作。因此對(duì)于注入的脈沖信號(hào),需要先選擇出合適的幅值、形狀和脈沖寬度。
(1)脈沖的幅值
? 合適的脈沖幅值能夠在不影響故障定位性能的情況下,盡可能的延長(zhǎng)故障可定位距離。在電纜故障中,高阻故障和閃絡(luò)性故障出現(xiàn)頻率最高,在這類型故障定位時(shí),注入的脈沖幅值需要達(dá)到一定的高度,才有足夠的能量能讓故障點(diǎn)放電、產(chǎn)生放電脈沖回波。但是如果發(fā)射脈沖的幅值選擇的太大,可能會(huì)超出被測(cè)量的電纜能夠承受的最高電壓,所用儀器內(nèi)部器件、電路的設(shè)計(jì)也會(huì)受到很大限制。而由線路本身不均勻而產(chǎn)生的干擾會(huì)不利于故障定位,因?yàn)榫€路阻抗不均勻處也會(huì)產(chǎn)生反射脈沖,當(dāng)發(fā)射脈沖幅值加大時(shí),這種脈沖也會(huì)增大,故障點(diǎn)返回的脈沖與干擾反射脈沖都被接收,使定位變的復(fù)雜。因此,應(yīng)選擇幅值合適的脈沖,使系統(tǒng)能夠達(dá)到理想的測(cè)量范圍,讓定位性能更好。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)我們針對(duì) 10KV 配電網(wǎng),選擇幅值為 10KV 的脈沖信號(hào)。
(2)脈沖形狀的選擇
? 脈沖指的是一種沖擊信號(hào),它只是在一段很短的時(shí)間有最大的瞬時(shí)值,其他時(shí)間的瞬時(shí)值都為零。電纜故障定位時(shí)可選擇的電壓脈沖形狀有正(余)脈沖、三角形脈沖、矩形脈沖等。在電纜中傳輸時(shí),沒有高頻分量的正(余)弦脈沖損耗最小,它是各種波形的基波。是若選用這種波形作為測(cè)試脈沖,由于電纜中有各種噪聲干擾,反射波形會(huì)嚴(yán)重失真,所以不能選用這種波形作為測(cè)試脈沖。高壓脈沖源要求注入脈沖具有快速上升沿及下降沿,而三角脈沖邊沿傾斜,不滿足這個(gè)要求,在噪聲干擾下,可能會(huì)有平頂現(xiàn)象產(chǎn)生。雖然矩形脈沖也有高頻分量,但是它的上升沿及下降沿陡峭,在接收到反射信號(hào)后,可以很方便直觀的比較反射脈沖與發(fā)射脈沖時(shí)間差,產(chǎn)生脈沖的電路也容易實(shí)現(xiàn),因此本文采用矩形脈沖作為故障定位系統(tǒng)中高壓脈沖源的輸出脈沖。
(3)脈沖的寬度
? 脈沖的寬度就是脈沖持續(xù)時(shí)間寬度,若脈沖發(fā)送端與故障點(diǎn)之間的距離很短,我們接收到的反射脈沖與注入脈沖會(huì)重疊在一起,無法測(cè)量時(shí)間差找到故障點(diǎn)距離,這段距離為定位盲區(qū),但是在實(shí)際應(yīng)用于電網(wǎng)的電纜故障定位中時(shí),電纜長(zhǎng)度都比較長(zhǎng),所以脈沖的選擇一般不用考慮盲區(qū)距離。
? 信號(hào)傳播的距離和質(zhì)量在電纜線路衰耗的影響下就會(huì)下降,脈沖信號(hào)可以看作是由無數(shù)不同頻率的正弦信號(hào)組成,其含有豐富的頻率成分,矩形脈沖信號(hào)注入電纜后,脈沖信號(hào)中的高頻成分受線路衰減影響大,衰減更多。定位距離較短時(shí),高頻成分先到達(dá)線路終端,因?yàn)楦哳l成分波速較快。但距離長(zhǎng)時(shí),高頻衰耗增加,低頻成分更易保留下來。脈沖寬度設(shè)定的越窄,它所包含的高頻成分越多,在損耗的影響下,脈沖會(huì)嚴(yán)重畸變,幅值變小,定位效果變差。為了減小這種影響,脈沖源在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該將脈沖寬度設(shè)為可調(diào),這樣對(duì)于不同的電纜長(zhǎng)度,我們可以通過 1us至 10us 脈寬的調(diào)節(jié)來找出合適的脈寬。
高壓脈沖源硬件設(shè)計(jì)
? 在高壓脈沖源的硬件設(shè)計(jì)時(shí),電路中需要選擇適合的元件實(shí)現(xiàn)不同功能,在高壓脈沖源的系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖中,使用橋式整流電路將輸入的 220V 交流電整流,整流后的輸出電壓雖然是直流的形式,但是這是一個(gè)單向脈動(dòng)直流電壓,含有較大波紋,需要使用濾波電容將電壓較大的波紋濾除,得到平滑的直流電壓。如果我們選擇的濾波電容容量不夠,貯存的電荷量不夠多,在放電時(shí)電壓下降較多,波形不夠平滑。電容容量足夠大,才能達(dá)到平滑直流壓的要求。我們?cè)趯?shí)際電路中選用的是 100μF 的電容,耐壓為 450V。在變壓器一次側(cè)并聯(lián)的二極管有保護(hù)的作用,當(dāng)電源突然關(guān)閉時(shí),變壓器一次側(cè)線圈中的電流消失,就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),可由線圈和二極管回路釋放,避免其他元件不被擊穿或燒壞,保護(hù)電路的安全。
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