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电缆探测设备的信号发射方法及分析
2021-03-30

华天电力专业生产电缆故障测试仪,下面为大家介绍 电缆探测设备的信号发射方法及分析。

电缆路径探测和唯一性鉴别在金属管线探测中的技术要求分厂重要,所以相对于金属管道的单一连续金属结构,电缆由数根芯线和金属铠装构成,同时结构和用途的差异造成了探测时的信号施加方式的差异,不同的接法将会产生不同的电磁场,探测效果也有所区别,下面将对电缆探测的信号发射方式进行详细的描述分析。
 
非运行电缆的信号发射方法
1、基本接线方法:芯线-大地接法
芯线-大地接法是对离线电缆(退出运行的不带电电缆)进行路径探测和鉴别的最佳接线方式,可以充分发挥本仪器的功能,并能最大程度地抗干扰。


        将电缆金属护层两端的接地线均解开,低压电缆的零线和地线的接地也应解开,将发射机的红色鳄鱼夹夹一条完好芯线,黑色鳄鱼夹夹在打入地下的接地钎上,在电缆的对端,对应芯线接打入地下的接地钎。


        注意,尽量使用接地钎,而不要直接用接地网!至少在电缆的对端必须用接地钎,接地钎还需要离开接地网一段距离,否则会在其他电缆上造成地线回流,影响探测效果,
电流自发射机流经芯线,在电缆对端进入大地,流回近端返回发射机,这种接法在地面探测时可以感应到很强的信号,而且在本条电缆上没有感应电流的影响,信号特性比较明确,可以充分利用仪器的电流方向测量功能。信号在绝缘良好的芯线上流过,不会流到邻近管线上,尤其不会流到交叉的金属管道上,最适于在复杂环境下进行路径查找,另外由于电缆接地,流经电缆的信号电压很低,不容易对邻线产生电容耦合,减少干扰,由于存在芯线和大地之间的分布电容,随距离的增加,电流会逐渐减小,但若接地良好,电容电流即很小,可以不予考虑,这种方法的缺点是需要将电缆两端的接地线全部解开,略显繁琐。

2、相线-护层接法:
发射信号加在电缆一相和护层之间,对端相线和护层短路,护层两端保持接地,如果是单条电缆敷设,信号自发射机流经芯线,再经护层和大地两个回路返回,因为护层(铠装及铜屏蔽层)由连续金属组成,电阻很小。大地回路由于存在两端接地电阻,再加土壤电阻,总阻值较大,故大部分电流将通过护层返回,少部分电流通过大地返回,由于芯线电流和护层电流反向,能在外部一定距离产生磁场信号的有效电流为其差,数值等于通过大地返回的电阻电流,另外由于芯线-护层回路和护层-大地回路存在互感,通过电磁感应也能够在护层-大地回路产生感生电流,综合效果为有效电流等于大地回路的电阻电流和感应电流的矢量和(两者存在相位差),根据现场情况的不同,有效电流可能会占总注入电流的百分之几到百分之十几,如果存在同路径敷设(两端位置均相同)的其他电缆,则返回电流主要被几条电缆的护层分流,例如三条电缆同路径,则三条电缆的护层返回电流各占1/3,有效电流正向,占注入值的2/3,邻线电流反向,占1/3。


        相线-护层法的优点在于接线简单,不需要解开接地线,缺点是当多条电缆同路径敷设时,各条电缆信号相差不大,仅靠信号幅值有时难以区分。当单线敷设时,有效电流大幅减少,信号较弱,而且有效电流中含有感应电流成分,目标电缆和邻近管线的感应信号相位相同,在使用智能模式时,有可能无法根据电流方向排除邻线干扰。
 
3、护层-大地接法:
将电缆近端的护层接地线解开,低压电缆的零线和地线的接地也应解开,对端的电缆护层保持接地,信号加在护层和接地钎之间 (不可使用接地网),电缆相线保持悬空,电流自发射机流经护层,在电缆对端进入大地,流回近端返回发射机,这种接法不存在屏蔽,因而在地面上产生的信号最 强,信号特性也比较明确,同样,由于护层-大地分布电容的存在,信号会自近向远逐渐衰减,潜在的问题:护层外部的绝缘层若有破损,部分电流将由破损点流入大地,造成破损点后的电流突然减小,减小幅度与破损点的接地电阻有关。


运行电缆的信号发射方法

1、零线/地线/护层注入法:
        这是一种对运行中的低压电缆进行探测的方法,因为许多低压电缆的护层不作接地,或护层不连续,或接地不够良好,无法使用卡钳耦合法。
本方法不需要电缆作任何改动,而且注入的是高频信号,不会对运行线路产生不良影响,在用户端,将发射机的红色鳄鱼夹接零线、地线或护层,黑色鳄鱼夹接打入地下的接地钎。


2、卡钳耦合法:
        这是一种探测运行电缆较理想的方法,不需要电缆作任何改动即可测试,并且操作远离高压,非常安全,电缆全长上都有信号,没有距离限制,电缆护层两端必须良好接地,否则耦合电流随接地电阻的增大而减小,两端未接地,或电缆护层中间断开,不能使用卡钳耦合法。


        本方法适用于普通三相统包运行电缆的探测,发射机输出接卡钳,将卡钳卡住电缆本体(注意不能卡接地线以上部分),卡钳等效为变压器的初级,电缆金属护套-大地回路等效为变压器的次级(单匝),次级耦合电流的大小与回路电阻(主要是两端的接地电阻)密切相关,电阻越小,电流越大, 电缆通过卡钳耦合得到的电流较小,为加强接收效果,可选择较大发射功率。




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