脈沖電流法與線(xiàn)性電流耦合器

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(méi)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(guò)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(lái)計算故障距離。脈沖電流法采用線(xiàn)性電流耦合器采集電纜中的電流行波信號。

圖4.1  線(xiàn)性電流耦合器應用示意圖

圖4.1是沖擊高壓閃絡(luò )測試的接線(xiàn)示意圖，線(xiàn)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(xiàn)旁。L實(shí)際上是一個(gè)空心線(xiàn)圈，與地線(xiàn)中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)相匝鏈。設時(shí)間t2與t1時(shí)電流分別為i2與i1,t1小于t2但接近t2,根據電磁感應定律求出線(xiàn)圈的輸出電壓：

     V＝K(i2－i1)/(t2－t1)＝KΔi/Δt        (4.1)

其中參數K是一取決于線(xiàn)圈匝數、形狀及與地線(xiàn)相對位置的常數，電流變化量:

     Δi＝i2－i1，

時(shí)間變化量:

         Δt＝t2－t1。

式（4.1）說(shuō)明，線(xiàn)性電流耦合器的輸出電壓與地線(xiàn)電流的變化率成正比，而不是與地線(xiàn)中電流本身成正比。

(a)

                      (b)

圖4.2   a.地線(xiàn)中的電流

b. 線(xiàn)性電流耦合器的輸出

圖4.2給出了地線(xiàn)中的電流與對應的線(xiàn)性電流耦合器的輸出，可以看出線(xiàn)性電流耦合器在地線(xiàn)中電流開(kāi)始上升時(shí)，輸出是一個(gè)尖脈沖，而在地線(xiàn)中電流趨于平穩后，輸出為零。因此，在故障點(diǎn)擊穿產(chǎn)生的電流行波到達后，線(xiàn)性電流耦合器輸出一脈沖信號，可以從線(xiàn)性電流耦合器有無(wú)脈沖信號輸出，判斷測量點(diǎn)是否有電流行波出現。

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(xiàn)性電流耦合器平行地放置在低壓側地線(xiàn)旁，與高壓回路無(wú)直接的電氣連接，對記錄儀器與操作人員來(lái)說(shuō)，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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