电流信号取样耦合器的制作

摘要:在进行电缆高阻故障测试时，锤击(脉冲)法是一种最有效的测试手段，但经常出现烧坏测试仪器和设备的现象，制作一个电流波的取样线圈，将故障电缆中在故障点击穿放电时的瞬间电流波通过耦合的方式输送给测试主机，变原来的测试主机与故障电缆直接连接为磁耦合连接。

关键词：电缆故障 耦合 制作

Abstract: in the cable high resistance fault testing, hammer ( pulse ) method is one of the most effective means of testing, but often burn out test instruments and equipment, making a current wave sampling coil, the fault cable in fault click through the discharge when the instantaneous current wave through the coupling way delivery to the test host computer, changes the original test host and fault cable connected directly for magnetic coupling.

Key words: Cable fault；Coupling；Make

中图分类号：TM246

1 问题的提出

在电缆高阻故障测试时，主要采用直流高电压产生冲击电波使电缆故障点闪络放电，这个高电压冲击电波就会在故障电缆的测试端与故障点之间来回反射，测试端的仪器（主机）就会接收到故障波形，以便分析故障距离，给故障定点带来方便。由于故障点的测试端接收电压信号的主机是通过R1（50ｋΩ）、R2（500Ω）两只串联电阻分压得到的。为了说明测试仪器在测试接收信号的过程中承受的电压的关系，现假定给电缆加20ｋV的电压，如图1－1所示：

根据串联电阻分压原理，R2两端即测试仪（主机）两端承受的电压U2为：U2= U R2/ (R1 +R2)

=20×103×500/(50×103+500)

≈198(V)

那么，测试仪接收信号的输入端所承受的电压就是近200V。在采集故障波形的过程中，主机始终通过R1与故障电缆保持高压电的联系，一旦出现分压电阻R1击穿加在故障电缆上的直流高压就会全部加在测试主机上使主机损坏。如接地线接触不良，主机外壳带电就会给操作者带来间接触电的危险，1997年，在测试中原油田采油二厂的电缆故障时，因电缆接地不良直流高电压冲闪时，造成主机和操作箱严重损坏，修理费用就达2.7万元。2001年在查找采油二厂电缆故障时，因分压电阻R1击穿，造成测试仪损坏，主机操作人员有一种瞬间触电感。测试仪修理费用1.89万元。

2 技术改造方案

利用电磁感应原理，制作一个电流波的取样线圈，将故障电缆中在故障点击穿放电时的瞬间电流波通过耦合的方式输送给测试主机，再根据故障点放电时产生的放电电流波在测试端与故障点间的来回反射波形，反映在主机上，以便分析故障距离，变测试主机与故障电缆直接电的联系为磁耦合形式，即变直流电压取样法为直流电流取样法。如图1－2所示。

3 实施效果

采用电流信号取样耦合器后，测试仪与测试电缆完全脱离了电的直接联系，既避免了因接地线接触不良和击穿R1电阻而造成测试设备或主机损坏的现象，又节约了调试时间。

2003年4月，采油二厂家属区电流信号取样耦合器内有1条50mm2油浸纸绝缘电力电缆，长320m，故障点在260m处，电缆出现两相对地短路故障。我们采用电流取样法，测出波形为如图1-4所示的负向高压脉冲波形，波形拐点明显、清晰，波形易分析，为测试故障距离提供了准确数据。

图1-3电流信号取样耦合器图1-3电流信号取样耦合器线圈

而2007年11月，查找采油二厂家属区1条长830m的电缆三相短路故障时，采用直流高压冲闪电压取样，故障距离在684m的高压冲闪波形如图1-5所示，该波形属电压取样法较规范的波形，波形前沿较明显，后沿却不易判断，给精确确定故障点带来了很大麻烦。

图1-4负向高压脉冲波形 图1-5高压冲闪取样波形

显然，直流高压冲闪电压取样波形拐点不是十分明显，分析判断故障有时易产生较大误差，而电流取样波形拐点明显，易于分析判断故障距离，误差较小。对直流电压取样和直流电流取样法进行综合分析得出改造前后成果对比表。

改造前后成果对比表

4 结束语

电流信号取样耦合器制作后的应用，较好地解决了生产实际碰到的问题，对故障的有效判断，工作效率的提高起到了很大的作用，今后将在制作工艺完善的基础上不断增加应用范围。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。