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电缆故障定位电桥在电缆故障测距的工作原理


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  在现代化企业和城市的供配电系统中,电能大部分是由地下电缆输送的。由于各种原因,电缆本身会发生各种故障,以致造成停电停产等不利影响和经济损失。故电缆故障一经发生,应迅速准确地测定故障点的位置,这对保证电缆的及时修复有着重要的意义。
  电力电缆故障的测距定位方法很多,目前最常用和最有效的方法,是电缆故障定位电桥回线法和脉冲反射法。相对于脉冲反射法,使用电缆故障定位电桥回线法具有测试设备价格便宜、操作简单的特点,因此,电桥回线法至今仍然是广泛被应用的一种主要测距手段。
  但是,电力电缆常常发生三相短路及对地故障,这种故障性质,不能满足使用电桥回线法时被测电缆应有一个完好相的要求。因此使得电缆故障定位电桥回线法在这种情况下的测距工作,受到条件的限制。为了解决这一问题,本文对使用电桥回线法测试电缆故障距离的有关问题,作了比较深入的分析,以期电缆故障定位电桥回线法在对电缆故障测距定位中,能在更宽的条件范围内得到应用。

1 电缆故障定位电桥回线法测量原理
  电缆故障定位电桥回线法主要用于电力电缆单相接地、相间短路或短路接地的故障距离测试,根据电缆故障短路接地电阻值的不同,可分别选用高压电桥回线法和低压电桥回线法。这种测距方法是基于电缆沿线均匀,电缆长度与缆芯电阻成正比的特点。并根据惠斯登电桥的原理,将电缆短路接地故障点两侧的环线电阻引入电桥回路,测量其比值。由测得的比值和已知的电缆全长,计算出测量端到故障点的距离。其测量原理及等效电路如图1所示。


电缆故障定位电桥回线法测量原理

图中RL是电缆全长的单芯电阻,Rx是始端到故障点的电阻,Rd是电缆故障接地电阻。
2 单相接地故障的测量
使用电缆故障定位电桥回线法测量电缆单相接地故障的原理接线如图2所示。按图将电桥的测量端子X1和X2分别接往电缆的故障相(C)和完好相(B),B、C相的另一端用跨接线短接构成环线。于是电桥本身有R1、R2两个桥臂,故障点(d)两侧的环线电阻构成电桥的另两个桥臂。

单相接地故障的测量

若设电缆长度为L,故障点d到测试端的距离为LX,电缆的全部芯线截面积和导体材料相同。调节R1、R2,当电桥平衡时,有如下关系:

电桥法测试计算公式

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