DLQ-02电缆故障定位高压电桥

DLQ-02 电缆故障定位高压电桥
概述
DLQ-02 电缆故障定位高压电桥，是配合 DLQ-01 电缆故障烧穿器附属产品,不能单独使用。DLQ-02 电缆故障定位高压电桥，系采用先进的直流电阻法进行电力电缆外护层以及主绝缘故障距离测试的仪器.具 有操作简单、测量速度快、精度高、抗干扰能力强等优点，是线路维护人员减小劳动强度、提高工作效率 的得力工具。
缓慢旋转“高压调整”旋钮，将发生器输出电压缓慢降为零，按下“高压分闸”按钮，关闭电源开关， 对电缆充分放电后（即借助放电棒对电缆放电），做故障测距接线准备。
注意： 1. 此时不要关闭数据采集单元与 APP 软件。
§3.4.1.2 电缆护层故障测距
第一步：电缆护层测试接线： 操作界面显示故障相测试接线图，如图 3-5 所示。请严格按照接线图所示，各颜色卡钳分别接到标示 指定位置，确认接线准确无误后，点击<下一步>，等待进入下一界面；
产品特点
产品经过不断的开发创新，具备如下各项特点： 1. 通过先进的直流电阻法，可准确测试高压单芯高压电缆的护层故障和接地电阻较小的主绝缘故障、接 头故障。 2. APP 引导接线，测试，出具报告，智能化程度高。 3. 采集单元测试引导线分别用不同颜色的线夹与端子，结合 APP 接线图，便于引导用户正确接线。 4. 采集单元测试回路具有过压保护，将耐压等级提高至直流 45kV，保证仪器的可靠性； 5. 采集单元具有欠压报警功能； 6. 仪器体积小，重量轻，便于携带。 7. 采集单元与平板电脑之间通过蓝牙连接，隔离高压，安全、便捷； 8. 人机界面友好，易于操作； 9. 采用专属 APP，集测试引导，测试，汇总于一体。
显示单元
仪器的显示单元采用平板电脑。在平板上设计专属的 APP 后台操作软件，通过蓝牙接收采集单元传送 的测试信号，主要实现的功能包括：
信号接收 操作步骤提示 数据存储 结果显示 生成测试报告
测试步骤
首先打开 APP 后台程序后，首先进入选择界面。在界面上设置两个不同的子窗口登录，两个子窗口分 别为：电缆护层故障测试和电缆主绝缘故障测试。用户可以根据不同的电缆故障类型选择相对应的子窗口 进行操作。
R1
M
L源自文库
V
M
R1
R3
R2
Lx
N
E
Rf
R2
R4
N
-E+
图2-1 电桥法示意图和等效图 仔细调节 R2 数值，可使电桥平衡，即 NM 间的电位差为 0，无电流流过检流计，此时根据电桥平衡原 理可得：
R3 = R1 R4 R2
其中 R1 和 R2 为已知电阻，设： R1 R2 = K R ，则：
R3 R4
数据采集单元 面板构成
面板及按键说明
面板左侧 4 个插座 面板四个插座边上分别标有：辅助线（黑色）、故障相（黄色）、高压（红色）和故障相（绿色）的字 样，它们分别接故障电缆芯线、故障电缆护层、高压发生器负极插孔、故障电缆护层。每个接线插座分别 选用不同的颜色，请参照 APP 接线图各颜色的标示位置接线。 注：①因高压发生器多为负极性，所以在测试时注意线路连接，不管如何改变接线方式，都要注意按 APP 的接线图，每种颜色按照图示方式接线。 ②在护层故障测距时护层上所接的两个点不能接在一起。 “开关”键控制仪器的工作状态。按一下“开关”键，打开电源，“电源指示”灯亮，仪器开始 工作，再按一下“开关”键，则关闭电源，仪器停止工作。 充电插座：电池欠压时，充电时,将充电电源的电源插头接交流 220V 插座，输出插头接仪器面 板的“充电”插孔，充电器的“充电指示”灯指示充电状态：红灯亮时表示正在快速充电，绿灯亮时表示 已经充满。 蓝牙指示灯：当开机后，蓝牙指示灯处于闪烁模式，等待连接配对；若配对成功，指示灯处于 常亮模式。
技术指标
1. 工作方式：电缆护层故障测试、电缆主绝缘故障测试 2. 电流量程： 0~150mA 3. 电流分辨率： 10µA 4. 测试精度：±1m 5. 电压测试量程： 0~50mV 6. 电压测试分辨率： 10µV 7. 电压精度： (U±20)µV 8. 蓝牙通讯：10 米 9. 电源：聚合物锂离子电池组，标称电压 7.4V。 10. 充电器：输入 AC220V，50Hz，充电电流 2A，充电时间 8 小时。 11. 体积：216mm×152mm×95mm 12. 质量：2kg
图 3-5 故障相测试接线界面 接线说明： 1. 接线之前首先确认高压电源已关闭，并将高压电缆充分放电。 2. 将测试辅助线（故障电缆的芯线或者另一电缆的完好护层）与故障相护层在远端用线短接； 3. 将电流测量的高压端口（红色卡钳）接高压发生器负极插孔； 4. 将电流测量的故障相端口（绿色卡钳）接故障相护层的近端； 5. 将电压测量的辅助线端口（黑色卡钳）接辅助线近端（电缆芯线）； 6. 将电压测量的故障相端口（黄色卡钳）接故障相护层近端。 注意： 1. 接线之前首先将高压电缆充分放电，方可进行接线操作； 2. 将测试的辅助线（故障相芯线或另一完好护层）与故障护层在对端用测试线短接。 第二步：故障相测距： 按上一节所示高压操作要求缓慢提升输出的直流高压，测试电流为 50~100mA 为宜。在图 3-6 所示界 面上，实时显示“测试电流值”和“故障段电压值”，仪器自动计算出“故障段电阻”；“电缆电阻率”采用 的是第二步计算得到的数值，自动显示，自动计算出“故障距离”。
= KR
由于电缆直流电阻与长度成正比，设电缆导体电阻率为 R0，L 代表电缆全长，LX 和 L0 分别为电缆故 障点到测量端及末端的距离，则 R3 可用(L+L0)·R0 代替，R4 可用 LX ·R0 代替，根据上式可推出：
L + L0 = K R LX
而 L0=L-LX，所以：
LX
=
2L KR +1
假定电缆护层每公里长度的电阻值为ρ0（Ω/km），求出故障距离：
L= R1 / ρ0
芯线或良好护层
mV
U1
I
mA
E
故障护层 RF
图2-2 护层故障测距原理接线图
仪器的结构和使用
整机构成
整套仪器是由数据采集单元、显示单元两部分组成。
数据采集单元
安卓平板电脑（显示单元）
测试导引线

充电电源
接线支架 接地支架 背包
35kV 及以下电压等级的电力电缆通常为三芯电缆，这类高压电缆的绝缘层相对较厚，发生的主绝缘故 障绝大多数都是高阻故障或闪络性故障。测试故障距离主要考虑脉冲法（包括低压脉冲和多种高压脉冲法）。 脉冲法测试成功的前提是故障点能够击穿，并要求测试人员具有较强的区别波形的能力。例如电缆某处的 表皮受到破坏，使电缆内进入了大面积潮气，天长日久，电缆的铜屏蔽就会因被氧化而生锈。用高压信号 发生器向这种故障电缆中施加脉冲电压时，很难击穿，因此对于这种电缆故障的测试，脉冲法不再适用， 需要用电桥法进行测距。
图 3-6 故障测距界面
图 3-3 护层故障接线图界面 接线说明： 1. 接线之前首先将高压电缆断电。 2. 将测试辅助线（故障电缆的芯线或者另一电缆的完好护层）与完好相护层在远端用线短接； 3. 将电流测量的高压端口（红色卡钳）接高压发生器负极插孔； 4. 将电流测量的故障相端口（绿色卡钳）接完好相护层的近端； 5. 将电压测量的辅助线端口（黑色卡钳）接辅助线近端（电缆芯线）； 6. 将电压测量的故障相端口（黄色卡钳）接完好相护层近端； 7. 将高压发生器正极插孔接电缆工作地； 8. 接好高压发生器的“保护地”。 9. 高压发生器保护地和电缆工作地要分开，并要保证两者可靠接地。 注意： 1. 接护层的测量卡钳应分别直接连接到待测线缆。
随着城市建设的发展，我国将会越来越多地采用各类高压电缆，伴随着护层故障、主绝缘故障探测的 问题日益突出，而目前已有的电桥测距方法和仪器在使用中还存在改进的空间。
电桥法
电桥法是用导线在电缆远端将故障护层与平行敷设的另一个完好电缆的护层连接在一起，电桥的两臂 分别接故障电缆金属屏蔽层 N 点与完好电缆金属屏蔽层（或者故障相的金属芯线）C 点，等效电路如图 2-1 所示。
使用条件
1. 工作温度 -25～+50℃
2. 相对湿度 25℃ (20～90)%RH 3. 大气压 86～106kPa
工作原理
35kV 以上电缆大多数采用单芯电缆，当单芯电缆线芯通过负荷电流时，就会在护层（磁力线交链铝包 或金属屏蔽层）的两端出现感应电压。为了避免护层出现环流，造成损耗以及发热而加速电缆老化，不允 许单芯电缆护层出现多点接地情况，而只允许电缆的一端接地。单芯电缆的外护层绝缘采用塑料、橡胶等 绝缘材料制成，比较容易受到外力损伤，引起护层绝缘破坏出现接地故障。因此，高压单芯电缆的护层故 障是一个比较常见的故障现象。在测量故障距离时，使用脉冲法能测量的情况很少，所以护层故障的测距 一般借用电桥法。
2. 测试试验涉及高电压操作，为安全起见，要求要户在试验前务必详细阅读用户手册护层故障试 验操作步骤，要求试验过程遵循上述操作要求。
在进入下一界面前，APP 提示用户将打开蓝牙权限，主动搜索已配对过的 T-H200 数据采集单元，若搜 索成功，则成功进入下一界面；若无法进入，请检查确认数据采集单元已经开机，并确认已点开平板电脑 的蓝牙功能。
第二步：测量电阻率： 进入图 3-4 所示界面之后，界面将显示升压操作的注意事项，并实时的显示出“测试电流值”和“全 长电压”，仪器将自动计算出“全长电阻”。
图 3-4 电阻率测量界面 高压信号发生器的操作： ① 合上电源开关； ② 缓慢旋转“高压调整”旋钮，观察平板电脑，一般将电流调到 50～100mA 左右为好，这时停止升 压。 选择“电缆全长”选项，显示输入键盘（数字键盘），输入准确的电缆全长值，APP 自动计算“电缆电 阻率”，并作为缓存数据，在后面的故障测距时使用。然后点击<下一步>。如对上一接线图有疑问，可点击 <上一步>进行测试。如果无电阻率值，APP 提示“无电缆电阻率”值，无法进行<下一步>。 注意： 1. 全长为整数值 2. 升压过程中，缓慢升压过程中密切关注电流表，确认有电流值，若电流表没有反应，则缓慢降 压后，关闭高压输出，检查接线。 3. 为减少测试误差，可以进行多次测试，即调整高压发生器“高压调整”旋钮，改变其输出的电 流值，APP 将自动对多次测试的阻值进行数据处理，得到准确的护层电阻率。 4. 升压过程中，操作人员绝对不允许触碰采集单元。
电缆的主绝缘故障和护层故障。目前，主要用来测试高压单芯高压电缆的护层故障和接地电阻较小的主绝
缘故障、接头故障。
直流电阻法测量护层故障距离的原理接线如图 2-2 所示，用导线在电缆远端将故障电缆护层与其芯线
连接在一起。用直流电源 E（负极性）在电缆护层与大地之间注入电流 I，测得直流电压为 U1。从故障点 开始，到电缆远端，再到电缆芯线测量端部分的电路无电流流过，处于等电位状态，电压 U1 也就是故障电 缆护层从电源端到故障点之间的压降，因此，可以得到测量点与故障点之间的电阻：R1 = U1/ I
用户可以通过信号采集单元与安卓智能平板电脑，经由低功耗蓝牙连接，进行安全可靠准确的测试。 通过专属的平板 APP，指导用户现场安全，正确的接线，确保数据的准确性；引导用户按步骤进行操作， 界面简洁明了；测试完毕汇总测试信息，出具测试报告，便于用户存档记录。并且采集单元与平板电脑间 通过蓝牙连接，确保用户的安全与便捷。
电缆护层故障测试
确认电缆故障为电缆护层故障之后，选择“电缆护层故障测试”模式。进入该模式后，按提示进行下 一步操作。
§3.4.1.1 电缆护层电阻率的测量
第一步：测量护层电阻率接线： 操作界面显示测量电阻率接线图，如图 3-3 所示。请严格按照接线图所示，各颜色卡钳分别接到标示 指定位置，确认接线准确无误后，点击<下一步>，等待进入下一界面；
直流电桥法的优点是操作简单，使用方便；其缺点是测量准确度受测量导引线及对端接触电阻影响，
对测量结果产生很大的误差。
直流电阻法
直流电阻法通过测量故障点到电缆端头的直流电阻换算故障距离。相对传统的直流电桥法而言，该方
法不受接触电阻与测试对端短路线电阻的影响，测试的精度较高。直流电阻法可以用来测试绝缘电阻在的