涂建國
、概述
HDJD-200W架空線小電流接地故障定位儀,適用于小電流接地系統架空線路,在線路發生單相接地故障而停運后,可用本設備對接地點進行定位,HDJD-200W架空線小電流接地故障定位儀是一套便攜設備,可進行多條線路的故障定位。整套設備由發射機、傳感器、接收機及附件組成。在故障線路停運后,由發射機向線路施加超低頻高壓信號使故障重現,在線路沿途用絕緣桿將傳感器掛在線路上檢測信號,并通過無線方式向地面上的接收機傳輸數據,接收機顯示測量結果。在故障點前,電流持續存在,故障點后,電流消失。可先進行粗略分段,再定點,從而快速確定故障位置。
二、功能特點
1. 適用于小電流接地系統配電網,檢測架空線路的單相金屬性接地、經電弧接地、經過渡電阻接地等多種故障。
2. 在線路停運后進行定位,特別適用于有電纜分支的故障線路。
3. 施加高壓信號使故障重現,電流信號穩定,易于檢測。
4. 超低頻信號避免系統分布電容影響,能對高阻值故障進行定位。
5. 發射機安全特性:高壓啟動閉鎖功能、輸出允許直接短路。
6. 傳感器使用高靈敏度傳感器,開口設計,無需閉合,方便在線路上掛接。
7. 傳感器和接收機無線通訊傳輸,安全可靠。
8. 發射機可使用市電、發電機供電,傳感器和接收機干電池供電。
9. 發射機體積小,重量輕;傳感器為體積重量小化設計,方便沿線掛接;接收機為手持式設計。
10. 接收機采用大屏幕液晶顯示器,顯示傳感器狀態、電流波形和電流值。
三、技術指標
1. 定位精度:0.2米。
2. 發射機輸出特性:
(1) 輸出頻率1Hz
(2) 開路電壓: 基波有效值0~2800V,
(脈動直流,峰值8kV,相當于10kV線路的相電壓峰值);
(3) 短路電流: 基波有效值0~35mA(脈動直流,峰值100mA)
3. 傳感器與接收機的無線通訊距離:不小于100m。
4. 發射機電源:AC 220V市電,可接發電機(輸出功率≥1500W)。
5. 發射機功率:功率900W。
6. 傳感器電源:3節5號堿性干電池。
7. 接收機電源:5節5號堿性干電池。
8. 體積:
發射機417×234×318mm;傳感器180×100×35mm;接收機205 ×100×35mm
9. 質量:發射機16.8kg;傳感器0.45kg;接收機0.45 kg
10. 使用條件:溫度:-10℃-40℃,濕度5-90%RH,海拔<4500m。
第二章 設備組成
本設備包括發射機、傳感器、接收機及相關附件:發射機的接線盤、輸出連接線、掛線桿、電源線及保護地線,傳感器的掛線桿等組成。
一、發射機
發射機用于向故障線路施加超低頻脈動直流信號使接地故障復現,電流由發射機輸出,流經故障線路,在接地點入地并返回發射機。
其中:
1. 電源插座、保險管、電源開關:用于連接220V電源線,更換保險管,以及進行電源的開關。
2. 高壓合按鈕:電源開關打開之后,需要電壓調整在零位時,按“高壓合”按鈕,設備才有高壓信號輸出。
3. 高壓分按鈕:用于停止設備輸出。
4. 零位指示:用于指示調壓旋鈕處在零位。
5. 保護指示:用于指示設備進入保護狀態。該指示燈亮時,表示設備處于保護閉鎖狀態,設備停止信號輸出。調整“輸出調整”旋鈕至零位,復位該指示燈。
6. 輸出調整旋鈕:用于調整輸出電流、電壓大小。該旋鈕只有在零位時(零位指示燈亮),才能按“高壓合”按鈕啟動發射機正常輸出信號。
7. 保護電流:用于指示設備輸入電流的大小,如輸入電流大于保護定值4A,則內部保護電路動作,設備停止工作。此時需要將電壓調整旋鈕調至零位后復位保護電路,然后重新調整電流大小。
8. 輸出電壓:用于指示設備輸出電壓的大小
9. 保護地端子:用于連接保護地線,接大地網。
10. 高壓輸出插座:用于連接故障線路。根據現場情況,可使用短連接線夾在開關柜的線路側;若必須接在架空的線路上,則選用接線盤裝的長連接線,并用掛線桿掛在故障線路上。
11. 測試地插座:接工作接地線,接大地網。
二、傳感器
傳感器用于掛在故障線路的沿線檢測電流信號,并通過無線方式向地面上的接收機傳輸數據。
三、接收機
接收機用于在地面接收傳感器的無線傳輸數據,并在液晶屏上顯示測量結果。
第三章 使用方法
一、工作原理
在故障線路停運后,首先由發射機向線路施加電壓使故障重現。電流由發射機發出,流經故障線路,在接地點入地并通過大地返回發射機。
發射機輸出為脈動直流信號,頻率為超低頻1Hz,頻率越低則受系統分布電容的影響越小。理論上講純直流信號抗分布電容影響的能力強,但使用純直流信號很難避免地磁影響,經過理論計算和實際驗證,1Hz信號已能滿足絕大多數現場測試需求。
發射機的輸出限制電壓為8kV,相當于10kV線路的相電壓峰值。若電壓過高則超過線路耐壓等級,可能損壞線路(尤其是接入的分支電纜)的主絕緣;過低則可能無法使故障復現。此限壓值可根據用戶特殊要求進行工廠整定。
在線路沿線,將傳感器通過絕緣桿掛接在線路上檢測電流。傳感器采用高靈敏度傳感器,其磁路無需閉合,在很大程度上方便了掛、取操作。傳感器檢測線路上的電流,自動進行調零操作,將模擬信號轉成數字信號后通過無線方式向外傳送。
在地面上的接收機接收傳感器發送的無線信號,在液晶屏上直觀顯示測量結果。在故障點前,電流持續存在,故障點后,電流消失。可先進行粗略分段,再定點,從而快速確定故障位置。
二、發射機操作
1. 接線:
首先將故障線路的開關斷開;發射機電源接220V市電;保護地線接“保護地”端子和大地網;測試地線(帶黑色夾鉗的高壓導線)接“測試地”插座和大地網;至于接故障線路的輸出線,可根據現場情況,使用短連接線(帶紅色夾鉗的高壓導線)接“線路”端子和開關柜的線路側,若必須接在架空的線路上,則選用接線盤裝的長連接線,其高壓插頭接“線路”端子,其另一端的線鼻壓接在絕緣掛線桿的接線柱上,再將掛線桿掛在故障線路上。
注意:在需要測試的故障線路全長范圍內,均不能掛接地線!
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外獲得越來越廣泛的使用。尤其在高壓輸電領域更取得了巨大的進展。與充油電纜相比,交聯電纜敷設安裝方便,運行維護簡單,不存在油的淌流問題。但是,近年來的運行和研究表明,交聯聚乙烯電纜的絕緣在運行中易產生樹枝化放電,造成絕緣老化破壞,嚴重地影響了交聯聚乙烯絕緣電力電纜的使用壽命。因此,充分認識交聯電纜的絕緣特性,及時有效地發現和預防絕緣中存在的某些缺陷,對保障設備乃至系統的安全運行具有十分重要的意義。闡述了影響交聯電纜絕緣的主要因素以及電纜的交接試驗原理,認為在現場對交聯電纜實施交流耐壓試驗是必要和可行的。
1 影響絕緣的主要因素
交聯電纜內部存在的絕緣缺陷易產生樹枝化放電現象,其結果影響電纜的絕緣性能。樹枝化放電據其形態和生成機理不同主要分為電樹枝和水樹枝。
1.1 電樹枝
主要是由于絕緣內部放電產生的細微開裂,形成細小的通道,其通道內空,管壁上有放電產生的碳粒痕跡。分枝少而清晰,呈冬天的樹枝狀。電樹枝按產生的機理分為以下幾種類型:
1)由于機械應力的破壞使交聯聚乙烯絕緣產生應變造成氣隙和裂紋,引發電樹枝放電。機械應力一方面是因為電力電纜生產、敷設運行中不可避免地彎曲、拉伸等外力產生應力,另一方面是由于電纜在運行中電動力對絕緣產生的應力。
2)氣隙放電造成電樹枝的發展。現代的生產工藝盡管可以消除交聯電纜生產線中某些宏觀的氣隙,但仍有1~10μm或少量的20~30μm的氣隙形成的微觀多孔結構。多孔結構中的放電形式主要以電暈放電為主。通道中的放電所產生的氣體壓力增加,導致了樹枝的擴展和形狀的變化。
3)場致發射效應導致樹枝性放電。在高電場作用下,電極發射的電子由于隧道效應注入絕緣介質,電子在注入過程中獲得足夠的動能,使電子不斷地與介質碰撞引起介質破壞,導致樹枝放電。
4)缺陷。缺陷主要是導體屏蔽上的節疤和絕緣屏蔽中的毛刺以及絕緣內的雜質和空穴。這些缺陷使絕緣內的電場集中,局部場強提高。引起場致發射,導致樹枝性放電。
1.2 水樹枝
主要是由于水分浸入交聯聚乙烯絕緣,在電場作用下形成樹枝狀物。水樹枝的特點是引發樹枝的空隙含有水分,且在較低的場強下發生。水樹枝的產生,將會使介質損耗增加,絕緣電阻和擊穿電壓下降,電纜的壽命明顯縮短。目前國內外對水樹枝的南昌市架空線小電流接地故障定位儀報價南昌市架空線小電流接地故障定位儀報價生長研究尚不完善。一般認為,水樹枝的發展過程有以下幾種形式:
1)剩余應變使水樹枝增長。當電纜在外加電壓下,若絕緣中含有水分,導體附近的絕緣材料中剩余的應變就會增加,而應變較大的局部區域便會生成水樹枝。
2)電場下的化學作用發展了水樹枝。
3)電泳與擴散力的作用使水樹枝生長。介質電泳可以認為是不帶電荷的,但是已經極化的粒子或分子在畸變的電場中運動,若絕緣中含有帶水分的雜質,這些雜質會向導電線芯附近的高電場區聚集。這一區域的溫度相對偏高,水分因此而膨脹,形成較大的壓力,使間隙擴大,引起水樹枝的擴大和發展。
電樹枝往往在絕緣內部產生細微開裂,形成細小的通道,并在放電通道的管壁上產生放電后的碳化顆粒。水樹枝的產生,將會使介質損耗增加,絕緣電阻和擊穿電壓下降。因此,電纜中的電樹枝和水樹枝對電纜的電氣性能將會帶來嚴重的故障隱患。 1n
2 電纜試驗
為了保證電纜安全可靠運行,有關的標準對電纜的各種試驗做了明確的規定。主要試驗項目包括: