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电缆故障精确定位之-声磁同步接收法
时间: 2022-07-11 09:24
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在向故障电缆中加高压脉冲信号使故障点放电时，故障点处会产生声音信号，同时放电电流会在电缆周围产生脉冲磁场信号;通过感应线圈和振动传感器，用现代微电子技术可以把脉冲磁
通过分辨探测传感器接收到的放电时产生的声音信号和磁场信号的时间差来找到故障点的方法称为声磁同步接收法，简称为声磁同步法，这是为了对声测法扬长避短而研究出的新方法。
声磁同步法定点的原理图
1. 声磁同步接收法应用范围
同声测法一样，声磁同步法可以测试除金属性短路以外的所有加高压脉冲信号后故障点能发出放电声音的故障。所不同的是，用声磁同步法定点时，除了接收放电的声音信号外，还同步接收放电电流产生的脉冲磁场信号。
2.声磁同步接收法测试原理
在向故障电缆中加高压脉冲信号使故障点放电时，故障点处会产生声音信号，同时放电电流会在电缆周围产生脉冲磁场信号;通过感应线圈和振动传感器，用现代微电子技术可以把脉冲磁场信号和声音信号记录下来;如果在记录磁场信号的同时触发仪器接收外界声音信号，由于磁场信号是电磁波，传播速度极快，一般从故障点传播到仪器探头放置处所用的时间可忽略不计，而声波的传播速度则相对慢得多(传播时间为毫秒级)，这样同一个放电脉冲产生的声音信号和磁场信号传到探头时就会有一个时间差，其值就能代表故障点距离的远近，找到时间差最小的点，就是故障点的正上方，换句话说，探头所对应的下方就是故障点。
利用现代技术，可以同时把声音信号波形和磁场信号波形在同一屏幕上显示出来，图2-1所示的就是声磁同步法查找故障点的屏幕显示。屏幕上半部分显示磁场波形，下半部分显 示声音波形;通过磁场波形的正负查找电缆的路径，使测试人员定点时不至于偏离电缆;由于在接收到脉冲磁场后和接收到放电声音前的这段声磁 时间差内，外界是相对安静的，这段时间内的声音波形近似为直线，直线的长度就代表时间差的长短。如图2-3所示，放电声音波形前面的(虚光标左边的)直线部分代表的就是声磁时间差，通过比较这段直线的长短就可以查找到故障点;这段直线最短时，探头所在位置的正下方就是故障点。
图2-1 声磁同步法定点的液晶显示
需要注意的是:由于周围填埋物不同以及埋设的松软程度不同等原因，很难确切知道声音在电缆周围介质中的传播速度，所以不太容易根据磁、声信号的时间差，准确地知道故障点与探头之间的距离。
3.声磁同步接收法各种故障形式的接线方式
用声磁同步法进行故障定点的必要条件是:测试探头必须接收到脉冲磁场信号和故障点放电的声音信号。
由于用声磁同步法进行故障定位时，是通过先接收到的脉冲磁场信号触发仪器后开始接收记录地下传来的声音信号的。所以对故障电缆进行施加脉冲电压使故障点放电时，故障电缆能否发出较强烈的、能被仪器接收到的脉冲磁场信号，是能否继续进行故障定点的前提。那么连接高压信号发生器对故障电缆施加冲击电压时，在接线方式上一定想办法使金属护层参与到放电的两者之间，护层两端的接地线要接好，这样在电缆的周围，就能收到比较强的脉冲磁场信号(在第一节已经论述)。
(1)单相或多相接地故障这种故障占6kV及以上等级电缆主绝缘故障的95%以上。接地故障的冲击高压是加在故障相与电缆的金属护层之间的，故障间隙放电产生的振动，通过护层传到了地面上，容易被接收下来;多相接地时，虽然相间也有故障，也要把冲击高压加在故障相与金属护层之间，不应加在两相之间。
(2)相间故障6kV及以上等级的电缆几乎不存在这种故障，低压电缆中这种故障相对多一些，但大部分是发生在芯线和零线之间。相间故障时，冲击高压加到两故相之间，故障间隙放电产生的振动被电缆外绝缘层和金属护层屏蔽，地面受到的地波较弱;有金属护层的低压电缆，运行时金属护层两端一般不接地，也不裸露出来，故障测试时要把金属护层露出来，并同位于低电位的那一相(一般为零相)连接后再和工作地连接到一起，以保证电缆能产生较强烈的脉冲磁场信号。
(3)开路故障开路而不接地的故障极少发生。对这类故障测试时，要在对端把故障相和电缆金属护层连接并接到工作地上，使冲击高压加在故障相与电缆金属护层之间，把故障当成闪络性故障测试，因为电缆绝缘和护层阻隔了开路处间隙放电的机械振动，地面上接收到的地震波较弱，如果电缆开路的同时又发生了接地现象，可参照（电缆故障检测设备厂家谈故障电缆的精确定位）来处理。
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