問題:脈沖電流法與線性電流耦合器
回答:電纜的高阻與閃絡(luò)性故障由于故障點(diǎn)電阻較大(大于10倍的電纜波阻抗),低壓脈沖在故障點(diǎn)沒有明顯的反射(反射脈沖幅度小于5%),故不能用低壓脈沖反射法測距。脈沖電流法是將電纜故障點(diǎn)用高電壓擊穿,使用儀器采集并記錄下故障點(diǎn)擊穿產(chǎn)生的電流行波信號,通過分析判斷電流行波信號在測量端與故障點(diǎn)往返一趟的時(shí)間來計(jì)算故障距離。脈沖電流法采用線性電流耦合器采集電纜中的電流行波信號。
線性電流耦合器應(yīng)用示意圖
是沖擊高壓閃絡(luò)測試的接線示意圖,線性電流耦合器L放置在儲能電容C接電纜外皮的接地引線旁。L實(shí)際上是一個(gè)空心線圈,與地線中電流產(chǎn)生的磁場相匝鏈。設(shè)時(shí)間t2與t1時(shí)電流分別為i2與i1,t1小于t2但接近t2,根據(jù)電磁感應(yīng)定律求出線圈的輸出電壓:
V=K(i2-i1)/(t2-t1)=KΔi/Δt (4.1)
其中參數(shù)K是一取決于線圈匝數(shù)、形狀及與地線相對位置的常數(shù),電流變化量: Δi=i2-i1,
時(shí)間變化量:Δt=t2-t1。
式(4.1)說明,線性電流耦合器的輸出電壓與地線電流的變化率成正比,而不是與地線中電流本身成正比。
a.地線中的電流
b. 線性電流耦合器的輸出
給出了地線中的電流與對應(yīng)的線性電流耦合器的輸出,可以看出線性電流耦合器在地線中電流開始上升時(shí),輸出是一個(gè)尖脈沖,而在地線中電流趨于平穩(wěn)后,輸出為零。因此,在故障點(diǎn)擊穿產(chǎn)生的電流行波到達(dá)后,線性電流耦合器輸出一脈沖信號,可以從線性電流耦合器有無脈沖信號輸出,判斷測量點(diǎn)是否有電流行波出現(xiàn)。
與脈沖電壓法使用電阻、電容分壓器進(jìn)行電壓取樣不同,脈沖電流法使用的線性電流耦合器平行地放置在低壓側(cè)地線旁,與高壓回路無直接的電氣連接,對記錄儀器與操作人員來說,特別安全、方便。
脈沖電流分直流高壓閃絡(luò)與沖擊高壓閃絡(luò)兩種測試方法,下面將分別予以介紹。
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