美國阿泰克AI-TEK連接電纜故障排除

美國阿泰克AI-TEK連接電纜故障排除中的行波法測距的研究始于本世紀四十年代初，它是根據(jù)行波傳輸理論實現(xiàn)輸電線路故障測距的。現(xiàn)在行波法已經(jīng)成為研究熱點。

(1)早期行波法
美國阿泰克AI-TEK連接電纜按照故障測距原理可分為 A,B,C 三類:
① A 型故障測距裝置是利用故障點產(chǎn)生的行波到達母線端后反射到故障點,再由故障點反射后到達母線端的時間差和行波波速來確定故障點距離的。但此種方法沒有解決對故障點的反射波和對側(cè)母線端反射波在故障點的透射波加以區(qū)分的問題,所以實現(xiàn)起來比較困難。

② B 型故障測距裝置是利用記錄故障點產(chǎn)生的行波到達線路兩端的時間,然后借助于通訊實現(xiàn)測距的。由于這種測距裝置是利用故障產(chǎn)生后到達母線端的*次行波的信息,因此不存在區(qū)分故障點的反射波和對側(cè)母線端反射波在故障點的透射波的問題。但是它要求在線路兩端有通訊,而且兩邊時標要一致。這就要求利用 GPS 技術(shù)加以實現(xiàn)。

③ C 型故障測距裝置是在故障發(fā)生后由裝置發(fā)射高壓高頻或直流脈沖,根據(jù)高頻脈沖由裝置到故障點往返一次的時間進行測距。這種測距裝置原理簡單,精度也高,但要附加高頻脈沖信號發(fā)生器等部件,比較昂貴復(fù)雜。另外,測距時故障點反射脈沖往往很難與干擾相區(qū)別,并且要求輸電線路三相均有高頻信號處理和載波通道設(shè)備。
三種測距原理的比較:A 型和 C 型測距原理屬于單端測距,不需要線路兩端通信,因都需要根據(jù)裝置安裝處到故障點的往返時間來定位,故又稱回波定位法;而 B 型測距原理屬于雙端通訊, 需要雙端信息量。A 型測距原理和 B 型測距原理適用于瞬時性和持久性故障,而 C 型測距原理只適用于持久性故障。

(2)美國阿泰克AI-TEK連接線纜現(xiàn)代行波法
從某種意義上講,現(xiàn)代行波法是早期A 型行波法的發(fā)展。60年代中期以來,人們對1926年提出的輸電線路行波傳輸理論行了大量的深入的研究,在相模變換、參數(shù)頻變和暫態(tài)數(shù)值計算等方面作了大量的工作,進一步加深了對行波法測距及諸多相關(guān)因素的認識。

1)行波相關(guān)法
行波相關(guān)法所依據(jù)的原理是向故障點運動的正向電壓行波與由故障點返回的反向電壓行波之間的波形相似,極性相反,時間延遲△ t 對應(yīng)行波在母線與故障點往返一次所需要的時間。對二者進行相關(guān)分析,把正向行波倒極性并延遲 △ t 時間后,相關(guān)函數(shù)出現(xiàn)極大值。
這種方法也存在對故障點的反射波和對側(cè)母線端反射波在故障點的透射波加以區(qū)分的問題。由于在一些故障情況下存在對側(cè)端過來的透射波,它們會與故障點發(fā)生的反射波發(fā)生重疊,從而給相關(guān)法測距帶來很大困難。

美國阿泰克AI-TEK連接電纜低壓脈沖反射法工作原理
1. 應(yīng)用范圍
低壓脈沖反射法(以下簡稱低壓脈沖法)用于測量電纜的低阻、短路與斷路故障。據(jù)統(tǒng)計這類故障約占電纜故障的10%。低壓脈沖法還可用于測量電纜的長度、電磁波在電纜中的傳播速度，還可用于區(qū)分電纜的中間頭、T型接頭與終端頭等。
2. 工作原理
測試時向電纜注入一低壓脈沖，該脈沖沿電纜傳播到阻抗不匹配點，如短路點、故障點、中間接頭等，脈沖產(chǎn)生反射，回送到測量點被儀器記錄下來波形上發(fā)射脈沖與反射脈沖的時間差△t，對應(yīng)脈沖在測量點與阻抗不匹配點往返一次的時間，已知脈沖在電纜中的波速度V，則阻抗不匹配點距離，可由下式計算。L=V?△t/2 (3.1)
3.1 低壓脈沖反射原理圖
通過識別反射脈沖的極性，可以判定故障的性質(zhì)。斷路故障反射脈沖與發(fā)射脈沖極性相同，而短路故障的反射脈沖與發(fā)射脈沖極性相反。
由3.1式知道，脈沖在電纜中的波速度對于準確地計算出故障距離很關(guān)鍵。在不清楚電纜的波速度值的情況下，可用如下方法測量。如已知被測電纜的長度，根據(jù)發(fā)送脈沖與電纜終端反射脈沖之間的時間△t，可推算出電纜中的波速度：
V=2?L/△t (3.2)