線路負載及故障檢測裝置原理

1. 電纜故障測試儀都有哪些原理

YDL-208二次脈沖 電纜故障測試儀

一、概述：
本測試儀用於檢測各種動力電纜的高阻泄漏故障、閃絡性故障、低阻接地和斷路故障。
由於本儀器採用目前國際上最先進的「二次脈沖法」技術，加之自主開發的測試技術和高頻高壓數據信號處理裝置，使其具有最好的電纜故障波形判斷能力和最簡單方便的操作系統。本儀器具有獨立的知識產權，是國內率先研製成功、國內獨一無二的「二次脈沖法」電纜故障測試儀。
二次脈沖法的先進之處在於使現場測得的故障波形得到大大簡化，將復雜的高壓沖擊閃絡波形變成了非常容易判讀的類似於低壓脈沖法的短路故障波形。降低了對操作人員的技術要求和經驗要求。極大地提高了現場故障的判斷准確率。任何人都能方便、准確地判讀波形，標定故障距離，達到快速准確測試電纜故障的目的。YDL-208電纜故障測試儀的整體技術可以和國外同類產品媲美，其性能價格比也大大優於國內外同類產品。
YDL-208電纜故障測試儀採用真彩顯示觸摸屏幕，波形顯示特別清晰。由於採用定義清晰的屏幕模擬按鍵，使得操作也十分簡單。
二、儀器功能與特點：
1． 可測35KV以下等級所有電纜的高、低阻故障，適應面廣。
2． 採用國際最先進的「二次脈沖法」測試技術。同時還有傳統的沖擊高壓閃絡法和低壓脈沖法。
3． 任何高阻故障均呈現類似低壓脈沖法測試短路故障的波形特徵，極易判讀。
4． 具有方便用戶的軟體和全中文菜單以及熒屏觸摸按鍵操作。按鍵定義簡單明了。
5． 大液晶屏作為顯示終端，儀器具有強大的數據處理能力和友好的顯示界面。
6． 具有極安全的采樣高壓保護措施。測試儀器在沖擊高壓環境中不會死機和損壞。
7． 具有標准列印機介面。
8． 無測試盲區。
9． 內置電源，可在無電源環境下測試電纜的開路及低阻短路故障。
三、主要性能指標：
1．測試方法：二次脈沖法；沖擊高壓電流取樣法；低壓脈沖法.
2．沖擊高壓：低於35KV
3．數據采樣速率: 48MHz、24 MHz、12MHz、6 MHz
4．測試距離：＞16Km
5．讀數解析度：1m
6．系統測試精度小於20cm
7．測試電纜長度設有：短距離（＜1Km ）； 中距離（＜3Km）；
長距離（＞3 Km）三種
測試脈沖幅度：約400VPP
8． 二次脈沖發送及故障反射信號的自動顯示，使得故障特徵波形的表示極為簡單。所有的高阻故障波形僅有一種，即類似低壓脈沖法測試的短路故障波形。
9．具有測試波形儲存功能：能將現場測試到的波形按規定順序方便地儲存於儀器內，供隨時調用觀察。可以儲存大量的現場測試波形。
10．能將測得的故障點波形與好相的全長開路波形同時顯示在屏幕上進行同屏對比和疊加對比。使得故障距離的判斷更加准確。
11．內置電源：充滿電後可連續工作1小時，亦可外接交流電源工作。
12．工作條件: 溫度-10℃～+45℃，相對濕度 90%，大氣壓力750±30mmHg。

2. 電纜故障測試儀應用的原理有哪些

電纜故障測試儀（又稱地下電纜故障檢測儀）可以有效解決了地埋電纜故障點查找難的問題，因此，在城市、工廠、礦區等大型企業單位得到了廣泛的應用。大家都知道電纜故障測試儀是由電纜故障測距儀、電纜故障定點儀等主要設備組成，滿足現代電纜檢測中的各種故障檢測需求。
目前，大多數電纜故障測試儀的工作原理，都是採用域反射法（TDR）,指脈沖反射儀在不通過高壓沖擊器的情況下,獨立測量電纜的低阻與斷路故障，通過向故障電纜發射脈沖信號，在脈沖信號傳輸中，並把電纜數據實時傳輸到檢測主機，形成電纜波形數據圖，通過波形數據分析，來確定電纜故障點到測試端的距離。

在確定電纜故障點的距離後，明確電纜路徑的情況下，就可以直接使用電纜故障定點儀來確定電纜故障點的位置，如果電纜路徑情況不明，那就需要使用電纜路徑儀設備來查找電纜路徑後，在進行電纜故障精準定點；目前，市場上電纜故障定點儀常用的定點技術是聲磁同步、電壓跨步法居多。

以上就是電纜故障測試儀設備的配套設備及工作原理介紹，不過以上這些設備只能檢測電纜的低阻故障。如果查找電纜的高阻故障，還要配套高壓設備，才能進行電纜故障查找。
回復者：華天電力

3. 誰能告訴我線路故障指示器發展史!

配電網線路故障指示器的發展史，主要可以分為兩個階段，第一代就是90年代之前基於「過流法」設計的短路故障指示器，第二代就是90年代出現的基於」電流突變法」。有的廠家採用「電流跳變率法」（電路突變數與突變時間的比值），其實質採用的也是」電流突變法」設計的。雖然最近幾年出現了所謂的「二合一」故障指示器即接地短路故障指示器，但這些產品的檢測技術仍然是第二代設計技術。

第二代故障指示器的短路故障檢測原理在一定程度上突破了第一代產品採用「過流法」的局限性，目前幾乎所有故障指示器的短路故障檢測原理都是採用」電流突變法」。這個原理的核心就是通過檢測到輸配電線路的電流出現一個突變增量，線路跳閘停電（電流為零）從而判定為線路短路故障的發生，這個突變增量是一個常量或者在一定范圍內是一個常量。這一短路故障檢測方法雖然從一定程度上解決了過流法存在的誤報警、漏報警的局限性，但解決得不徹底，因為不同結構的線路、同一線路不同的運行管理方式、不同的地理環境、甚至不同的運行時刻都會導致短路故障電流突變增量的不同，因此以一個常數化的電流突變數作為短路故障判斷依據顯然存在局限性，不可避免會出現誤判或漏判。而且，第二代故障指示器判斷線路跳閘停電的主要依據是線路電流為「零」，姑且不說故障指示器在電流信號檢測方面的靈敏度（目前大多數第二代故障指示器的電流檢測靈敏度在5A以上），僅將線路電流為「零」作為跳閘停電的判據是不充分的，因為許多負載輕的線路即使沒有停電而當負載退出運行時，線路電流卻已經為零或很小，因此線路電流為零並不能必然得出跳閘停電的結論，只有線路電壓為零才能作為跳閘停電的充分必要條件，因此第二代故障指示器在判斷線路跳閘停電時採用的方法存在先天不足，無法准確判斷線路跳閘停電的現象，因此也就無法准確判斷短路故障。另一方面，第一代和第二代故障因為需要根據不同線路或同一線路的不同位置需要分別整定電流值或電流突變增量值，不易於規模化生產，現在普遍的做法就是自行確定一個經驗值或者根據客戶提出的特別需求來進行生產，這反過來又嚴重影響了故障檢測的可靠性。

這幾年國內出現了所謂的二合一故障指示器，就是在第二代短路故障指示器基礎上增加了中性點非接地系統單相接地故障的檢測功能，即同時具備短路故障檢測、接地故障檢測功能的故障指示器，這些故障指示器檢測接地故障的原理比較有代表性的有兩類，第一類以暫態量大小為接地故障的主要依據（即暫態量法），另一類以線路電容電流信號與線路接地故障時的電壓首半波信號相位一致作為接地故障的主要依據（即首半波法）。對於暫態量法，由於線路負荷性質各種各樣，各種高頻信號極容易干擾暫態量信號的檢測；對於首半波法，這個原理基於接地故障發生在電壓峰值，這個依據是不充分的，因為大多數接地故障並不發生在電壓峰值，甚至會發生在電壓過零點，因此首半波法無法准確檢測接地故障。

隨著國民經濟發展，電網改造、新網建設的規模越來越大，結構越來越復雜，線路運行管理方式、負載、環境千變萬化，第一代、第二代故障指示器的故障檢測技術已無法適應電網的發展趨勢，顯然也越來越無法適應用戶對供電可靠性的需求，因此一種不受線路結構、運行管理方式、地理環境、負載變化、甚至運行時刻影響的新一代故障指示器成為廣大供用電客戶的迫切需求，這就是第三代故障指示器——智能故障指示器。

智能故障指示器突破了第一代和第二代故障指示器在故障檢測方面的局限性。在短路故障檢測方面，將微機保護原理引入故障指示器的設計技術中，採用檢測電流變比率If/I0（故障電流與負荷電流的比值）突變值的方法並結合線路跳閘停電來檢測短路故障，這個變比率突變值按照故障指示器內置的曲線演算法並根據負荷電流的大小自動動態整定，克服了」電流突變法」採用的電流突變值靜態固定不變的缺陷，因此不受線路結構、運行管理方式、地理環境、甚至運行時刻的影響，從根本上克服了目前市場上基於過流法或」電流突變法」設計原理的故障指示器存在的誤報警或漏報警的缺陷，因此短路故障檢測准確可靠。

相對於第二代故障指示器來講，智能故障指示器對線路跳閘停電的判斷依據也做了徹底的改進，將線路電壓為零作為跳閘停電的主要依據，因為線路電壓為零是線路跳閘停電的充分必要條件，這是相對於第二代故障指示器的另一個重要發明。

在中性點非接地系統單相接地故障檢測方面，智能故障指示器發明了暫態量突變法。這個方法主要是利用線路接地故障發生瞬間線路暫態量各信號頻率分量（300Hz～4000Hz的信號分量）均方根值發生突變這一特徵，檢測這些信號的均方根值的突變增量，並將這個突變增量結合線路電壓（對地電壓）下降的現象作為檢測接地故障的主要依據。因為接地瞬間的突變數，不受線路存在的各高頻干擾信號以及線路勵磁涌流影響，易於可靠檢測，因此採用這個方法克服了目前市場上以暫態量大小為判據的接地故障檢測方法的局限性，也克服了首半波法的不準確性，抗干擾能力強，故障檢測准確可靠。

智能故障指示器採用的故障檢測技術，是對目前第二代故障指示器技術質的飛躍。可根據各種實際線路自動動態整定故障特徵值，不受線路結構、運行管理方式、地理環境、負載變化、運行時刻的影響，適用范圍廣，真正滿足了不同用戶的需要，並且易於大規模生產，是檢測、定位配電線路短路或接地故障的第三代故障指示器產品，是真正意義上的智能故障指示器，並正式宣告了第三代故障指示器即智能故障指示器時代的到來。

答案摘自：http://www.tsh-ep.com/show.php?contentid=106

4. 線路保護測控裝置的保護原理說明

2.1 方向元件2.1.1本裝置的相間方向元件採用90°接線方式，按相起動，各相電流元件僅受表中所示相應方向元件的控制。為消除死區，方向元件帶有記憶功能。 相間方向元件 I U A IA UBC B IB UCA C IC UAB 表1 方向元件的對應關系
本裝置Arg(I/U)=-30°～90°，邊緣稍有模糊，誤差<±5°。
圖1-1 相間方向元件動作區域
2.1.2 本裝置的零序方向元件動作區為Arg(3U0/3I0)=-180°～-120°及120°～180°，3U0為自產，外部3I0端子接線不需倒向。邊緣誤差角度<±5°
圖1-2 零序方向元件動作區域
說明：在現場條件不具備時，方向動作區由軟體保證可以不作校驗，但模擬量相序要作校驗。
2.2 低電壓元件低電壓元件在三個線電壓(Uab、Ubc、Uca)中的任意一個低於低電壓定值時動作，開放被閉鎖保護元件。利用此元件，可以保證裝置在電機反充電等非故障情況下不出現誤動作。
2.3 過電流元件裝置實時計算並進行三段過流判別。為了躲開線路避雷器的放電時間，本裝置中I段也設置了可以獨立整定的延時時間。裝置在執行三段過流判別時，各段判別邏輯一致。裝置在執行三段過流判別時，各段判別邏輯一致，其動作條件如下：
In為n段電流定值，Ia,b,c為相電流
2.4 零序過電流元件零序過電流元件的實現方式基本與過流元件相同，滿足以下條件時出口跳閘：
1)3I0>I0n ；I0n： 接地N段定值
2)T>T0n ；T0n： 接地N段延時定值
3)相應的方向條件滿足（若需要）
本功能通過壓板實現投退,帶方向的選擇由控制字選定，零序三段可設為反時限。
2.5 反時限元件反時限保護元件是動作時限與被保護線路中電流大小自然配合的保護元件，通過平移動作曲線，可以非常方便地實現全線的配合。常見的反時限特性解析式大約分為三類，即標准反時限、非常反時限、極端反時限，本裝置中反時限特性由整定值中反時限指數整定。各反時限特性公式如下：
a.一般反時限(整定范圍是0.007～0.14)
b.非常反時限(整定范圍是0.675～13.5)
c.極端反時限(整定范圍是4～80)
其中： tp為時間系數，范圍是（0.05~1）
Ip為電流基準值
I為故障電流
t為跳閘時間
注意：整定值部分反時限時間為上面表達式中分子的乘積值，單位是秒。
本裝置相間電流及零序電流均帶有定、反時限保護功能，通過設置控制字的相關位可選擇定時限或反時限方式。當選擇反時限方式後，自動退出定時限II、III段過流及II、III段零流元件，相間電流III段和零序電流III段的功能壓板分別變為相間電流反時限及零序電流反時限功能投退壓板。
2.6 充電保護本裝置用作充電保護時（如母聯或分段開關中），只需投入加速壓板、整定加速電流及時間定
值，加速方式由控制字選擇為後加速方式即可實現該功能。斷路器處於分位大於 30 秒後該功能投
入，充電保護功能在斷路器合上後擴展到 3 秒左右。
2.7 加速本裝置的加速迴路包括手合加速及保護加速兩種，加速功能設置了獨立的投退壓板。
本裝置的手合加速迴路不需由外部手動合閘把手的觸點來起動，此舉主要是考慮到目前許多變電站採用綜合自動化系統後，已取消了控制屏，在現場不再安裝手動操作把手，或僅安裝簡易的操作把手。本裝置的不對應啟動重合閘迴路也作了同樣的考慮，詳見後述。
手合加速迴路的啟動條件為：
a) 斷路器在分閘位置的時間超過30秒
b) 斷路器由分閘變為合閘，加速允許時間擴展3秒
保護加速分為前加速或重合後加速方式，可由控制字選擇其中一種加速方式。
本裝置設置了獨立的過流及零流加速段電流定值及相應的時間定值，與傳統保護相比，此種做法使保護配置更趨靈活。本裝置的過流加速段還可選擇帶低電壓閉鎖，但所有加速段均不考慮方向閉鎖。
2.8 三相重合閘本系列所有型號的裝置都設有三相重合閘功能，此功能可由壓板投退。
2.8.1 啟動迴路
a) 保護跳閘啟動
b) 開關位置不對應啟動
在不對應啟動重合閘迴路中，僅利用TWJ觸點監視斷路器位置。考慮許多新設計的變電站，尤其是綜合自動化站，可能沒有手動操作把手，本裝置在設計中注意避免使用手動操作把手的觸點，手跳時利用裝置跳閘板上的STJ動合觸點來實現重合閘的閉鎖。
2.8.2 閉鎖條件
斷路器合位時重合充電時間為15秒；充電過程中重合綠燈發閃光，充電滿後發常綠光，不再閃爍。本系列的裝置設置的重合閘「放電」條件有：
a) 控制迴路斷線後，重合閘延時10秒自動「放電」
b) 彈簧未儲能端子高電位，重合閘延時2秒自動「放電」
c) 閉鎖重合閘端子高電位，重合閘立即「放電」
2.8.3 手動捕捉准同期(選配)
有手合（4x3）或遙合開入量輸入，檢查是否滿足准同期條件，滿足即提前一個導前時間發出合閘令，將開關合上，否則不合閘。母線或線路抽取電壓過低，則不再檢測准同期條件。准同期方式及同期電壓相別選擇同重合閘，可參見整定值。准同期專用出口為備用出口二（4x15-4x16），准同期條件包括：
a)母線與線路抽取電壓差小於整定值。
b)頻率差小於整定值
c)加速度小於整定值
d)導前角度小於整定值，且（母線與線路抽取電壓的夾角－導前角度 ）< 15度
e)斷路器在分閘位置
f)手合或遙合開入量輸入
2.8.4 兩次重合閘（選配）
保護瞬動後一次重合，如果燃弧仍存在，一次重合不成功再次跳開，允許經過一段較長延時等燃弧燒盡後再二次重合。
2.9 低周減載利用這一元件，可以實現分散式的頻率控制，當系統頻率低於整定頻率時，此元件就能自動判定是否切除負荷。
低頻減載功能邏輯中設有一個滑差閉鎖元件以區分故障情況、電機反充電和真正的有功缺額。
考慮低頻減載功能只在穩態時作用，故取AB相間電壓進行計算，試驗時仍需加三相平衡電壓。當此電壓（UAB）低於閉鎖頻率計算電壓時，低周減載元件將自動退出。
說明：現場試驗條件不具備時，該試驗可免做。模擬量正確，則精度由軟體保證。
2.10 低壓解列適用於發電廠和系統間的聯絡線保護，可以實現低壓控制，當系統電壓低於整定電壓時，此元件就能自動判定是否切除負荷。
低壓解列的判據為：
1)三相平衡電壓，U相<UDY
2)dV/dt<V/T
3)T>Tudy
4)負序線電壓<5V
5)本線路有載(負荷電流>0.1In)
本功能通過控制字實現投退,PT斷線時閉鎖低壓保護。
2.11 過負荷元件過負荷元件監視三相的電流，其動作條件為：
1)MAX(IF)>Ifh
2)T>Tgfhgj：告警
3)T>Tgfhtz：跳閘
其中Ifh為過負荷電流定值。
本功能通過壓板實現投退,過負荷告警與跳閘的選擇由控制字選定。
2.12 PT斷線檢測在下面三個條件之一得到滿足的時候，裝置報發「PT斷線」信息並點亮告警燈：
1)三相電壓均小於8V，某相(a或c相)電流大於0.25A，判為三相失壓。
2)三相電壓和大於8V，最小線電壓小於16V，判為兩相或單相PT斷線。
3)三相電壓和大於8V，最大線電壓與最小線電壓差大於16V，判為兩相或單相PT斷線。
裝置在檢測到PT斷線後，可根據控制字選擇，或者退出帶方向元件、電壓元件的各段保護，或者退出方向、電壓元件。PT斷線檢測功能可以通過控制字（KG1.15）投退。
2.13 小電流接地選線小電流接地選跳系統由WDP210D裝置和WDP2000監控主站構成。當系統發生接地時，3U0抬高。當裝置感受到自產3U0有突變且大於10V，即記錄當前的3U0，3I0。與此同時，母線開口三角電壓監視點向主站報送接地信號。主站則在接到接地信號後調取各裝置內記錄的3U0,3I0量，計算後給出接地點策略。
無主站系統時，單裝置接地試跳判據為：合位時3U0大於18V，試跳分位後3U0小於18V，即判為本線路接地。
2.14 數據記錄本裝置具備故障錄波功能。可記錄的模擬量為Ia、Ib、Ic、3I0、Ua、Ub、Uc、Ux、Ii0，可記錄的狀態量為斷路器位置、保護跳閘合閘命令。所有數據記錄信息數據存入FLASH RAM中，可被PC機讀取。可記錄的錄波報告為8個以上，每次錄波數據總時間容量為1S，分兩段記錄，動態捕捉並調整記錄時間。可記錄的事件不少於1000次。本裝置除記錄系統擾動數據外，還記錄裝置的操作事件、狀態輸入量變位事件、更改定值事件及裝置告警事件等。
2.15 遙信、遙測、遙控功能 遙控功能主要有三種：正常遙控跳閘操作和合閘操作，接地選線遙控跳閘操作。
遙測量主要有：IAc、(IBc)、ICc、UA、UB、UC、UAB、UBC、UCA、COS￠、P、Q、F 和電度。所有這些量都在當地實時計算，實時累加，三相有功無功的計算消除了由於系統電壓不對稱而產生的誤差，且計算完全不依賴於網路，精度達到 0.5 級。
遙信量主要有：16 路遙信開入、裝置變位遙信及事故遙信，並作事件順序記錄，遙信解析度小於2ms。

5. 接地故障檢測原理是什麼

接地故障檢測原理：
一.被動式檢測法
通過檢測和捕捉接地故障瞬間，配網系統各項數值變化，來判斷故障發生和故障位置、故障相。
主要包括：
1）5次諧波法：檢測線路電流的5 次諧波的變化情況，當5 次諧波突然增大，同時系統電壓下降，則判斷為發生接地。
缺陷：可靠性低。
2）電容電流脈沖幅值法：
1、在接地故障的瞬間，接地點出現一個頻率很高幅值很大的暫態電流，暫態電流分量的幅值比流過同一點的電容電流的穩態值大幾倍到幾十倍；
2、在接地瞬間故障相電容電荷通過故障相線路向故障點放電，而故障線路分布電容、分布電感和電阻對高頻率的暫態分量具有衰減性；
3、由於所有非故障線路的暫態電流均流向故障線路，經故障點回到大地，導致故障線路從變電站到故障點之間的暫態電流幅值最大。
缺陷：可靠性低。
3）首半波法：
在發生單相接地的瞬間，故障相的對地電容會對接地點放電，從而產生一個放電的電流脈沖，電容電流脈沖幅值法不同的是，該方法不是比較幅值大小，而是采樣接地瞬間的電容電流首半波與電壓波形，比較其相位。當采樣接地瞬間的電容電流首半波與接地瞬間的電壓同相，同時導線對地電壓降低，則判斷線路發生接地。缺陷：可靠性60%~70%，主要在於雷擊故障會造成誤判斷。
二.主動檢測法：
不對稱電流法:
不對稱電流法檢測單接地故障的原理就是按照小電流接地系統單相接地故障的特點，通過檢測使故障線路上產生的不對稱電流信號的特徵來實現故障選線和故障點定位的。當線路上任何一點發生單相接地故障時，裝在變電站內或線路上的不對稱電流源檢測到故障信息後,首先判斷出故障相,然後對故障相施加特定信號，安裝在線路上的故障檢測裝置檢測流過本線路的特定信號，若滿足故障特徵則故障檢測裝置給出報警，從而指示出故障位置。
故障發生瞬間，不對稱電流源檢測到開口三角電壓升高，准電子pt檢測到故障發生，並確認故障特徵持續事件大於5秒，即控制內部高壓交流接觸器，發出脈動信號。
優點：
1.安全性高 ：不對稱電流源產生的信號不影響 變電站主變、接地變、消弧線圈及線路的正常運行（相當於一個 阻性負荷投入和退出），不對稱電流源在系統正常運行時與一次線路完全隔離。同時由於不對稱電流源產生的信號是低頻純阻性的 ， 還可以消除諧振 ，抑制過電壓 ，降低過電壓對系統的危害。
2.准確性高：不對稱電流源使故障線路上流過具有明顯特徵的電流信號 ，掛在線路上的指示器檢測到該特殊信號後才會給出故障指示 ，因此該檢測方法不受系統運行方式、拓撲結構、中性點接地方式的影響 ，准確性極高。

6. 架空線路型故障指示器工作原理

架空線路型故障指示器工作原理如下：在白天發生線路故障時，指示器進行翻牌顯示。夜晚天黑時，光電管阻值變大，故導通單片機，翻牌復位，同時導通發光管工作。當天亮時，由於故障指示器預定復位時間未到，光電管接收到光線阻值減小，單片機進行復位，截止發光管工作，導通翻牌機構，故又恢復翻牌指示。

7. 電纜故障定位儀的工作原理

電力電纜故障測試儀由電力電纜故障測試儀主機、電纜故障定位儀、電纜路徑儀三個主要部分組成。電纜故障測試儀主機用於測量電纜故障故障性質，全長及電纜故障點距測試端的大致位置。電纜故障定點儀是在電纜故障測試儀主機確定電纜故障點的大致位置的基礎上來確定電纜故障點的精確位置。對於未知走向的埋地電纜，需使用路徑儀來確定電纜的地下走向。電力電纜故障進行測試的基本方法是通過對故障電力電纜施加高壓脈沖，在電纜故障點處產生擊穿，電纜故障擊穿點放電的同時對外產生電磁波並同時發出聲音。 許多電力公司採用錘擊(脈沖)法。這種技術在一個簡單的電纜系統中探測高阻故障是最有效的。錘擊法包括採用一個脈沖或沖擊電壓來沖擊停電的電纜，當一個有效的高壓脈沖擊中故障區域時，故障點就閃絡，並產生一個操作人員可聽見的沿電纜表面傳輸的錘擊聲。但探測電纜故障往往需要幾次錘擊，多次重復沖擊可能會損壞電纜。
不過據美國西雅圖市照明公司負責電氣安裝和維修的治理人員DennisMinier說，由於這種方法簡便易行，因此他們一直採用錘擊法來探測電纜故障。 (TDR)是一種在電纜結構上通過改變所產生的脈沖反射來顯示的低壓電弧反射技術。這種脈沖反射是記錄在TDR的屏幕上，並且同特性圖形(在故障前進行和記錄的特性圖形)相比較，或者與同一條電纜線路上的健全相所作出的特性圖形相比較。故障點的距離是由圖形散射點來確定的。TDR法是探測低阻故障最有效的方法之一。問題是TDR的圖形分析需要經培訓過的和有經驗的操作員來進行分析操作。
高阻故障和復雜的系統，就要求設備具有更高的能量等級。高壓電弧反射的一些方法，例如數字式電弧反射法和差異電弧反射法，均要求非凡的設備和經嚴格培訓過的操作員操作。 由於電弧反射法十分復雜，使得錘擊法仍然是最通用的應用技術。這種技術比較簡單，無需非凡的儀器，也不要求熟練的分析人員。而新儀器具有多功能性，用於錘擊法可以使電纜的潛在損壞減少到最小。
在電纜上使用脈沖的時間盡量短，且能提高故障探測效率，是許多電力公司共同追求的目標。在地下直埋電纜和簡單的地下住宅配電系統中，目前有兩種裝置可以達到以上兩個目標。 一種裝置是由美國加州帕洛阿爾托市的美國電力研究協會開發的，叫做快速故障探測器(FFF)。這種FFF可探測迴路斷電之前，當電纜第一次燃弧時由故障發射出的波形，而被捕捉的波形，經處理儲存在FFF監視器中，而監視器是連接在URD系統中通常的斷開點。這種裝置有兩個感測器，以便監視一個迴路兩半邊的暫態故障。當故障發生時，兩個暫態峰值之間的時間間隔給出了到故障點的距離。FFF能自動地工作，並且無需嚴格培訓的操作人員。這種廉價的裝置，完全可以安裝在URD迴路中，作為永久性的監測儀器，以探查所發生的故障。或者說在故障發生之後，該裝置可以作為探測工具使用。由於該裝置在故障之後採用電纜額定值或低於額定值的電壓脈沖進行一次性的沖擊，而且放電只進行一次，因此對電纜損壞的機會最小。
每一單相的開式輻射形或環形迴路，僅需要一台FFF，而3相系統則每相均需安裝一台裝置，通過RS-232介面可把故障位置信息發送到電力公司總部快速響應的遙控通信計算機中心。 另一種裝置叫做第一響應(FirstResponse)裝置，是一種電池供電的錘擊物高壓耦合器同一種單錘擊來組成隔離變壓器之間故障電纜段的電纜雷達系統，並能測量到故障點的距離。該裝置採用數字式電弧反射技術，探測時需要高能量的濾波器。在復雜系統中的高阻故障，常產生干擾信號，這些信號通過一些接頭和星形連接的分接頭，干擾探測，因此需要更高的能量來快速而准確地查明故障。專用的送電線路和復雜的網路系統，通常設有人孔和管道，而這些人孔和管道可能積聚大量的水，因而在城市和工業區里，這些復雜的網路系統往往產生許多由水導致的電纜故障。由於水的特性象緣絕體，因此探測水故障是很困難的，也就是說要探測到閃絡的准確故障點是困難的。為了探測閃絡，其電壓能級或脈沖發生器的電容必須提高到能引起擊穿為止。要查明紙絕緣的鉛包電纜(PILC)和擠壓絕緣電纜的水故障，使其引起閃絡的能級就需要高達5400J，這比探測URN故障所需能量高好幾倍。這就相應地要求裝設濾波器以便有效地保護儀器和操作人員免受來自高壓的危險。
位於美國馬里蘭州中部的巴爾的摩市煤氣和電力公司(BGE)，正在應用一種由AVO公司製造的先進的故障/電纜分析系統--BiddleDART-6000，獲得了十分顯著的成效。該裝置可應用於許多種類型電纜中，能十分有效地提高故障探測效率，並可使沖擊時間最短。
BGE公司自1963年以來，已應用了雷達技術。對直線電纜的低阻故障、斷線故障及短路故障和許多干紙/鉛包電纜故障，採用TDR法均能清楚地探明故障點。但是，TDR法有某些固有的限制，並且不能始終作為單獨的儀器和方法來探測擠壓絕緣電纜的高阻故障，及紙絕緣鉛包電纜的高阻水故障。另外，在探測多種星形連接的饋電線和充油輸電電纜的一些故障時，TDR的操作員也面臨著一些難以判定的問題。
早期的電弧反射技術，由於對電離故障僅要求低能脈沖，因此反射技術似乎符合探測URD系統的高阻擠壓電纜故障的要求。但是，當故障特性表明需要更高能級來擊穿故障時，就必須有一種更大和更好的濾波器，以保護儀器和操作員免遭高壓的危險。
BiddleDART-6000採用計算機分析數據，用雷達探測，可適用常規的TDR法、電弧反射法、沖擊法(電流沖擊)和衰減法(電壓沖擊)等探測方法。差異電弧反射技術是由AVO公司的首席科學家JPSteiner提出的，用來幫助操作員作出判定。DART技術通過沖擊前和沖擊時，凍結TDR的一些軌跡(圖形)來提高標準的電弧反射法的探測能力。這一技術排除了那些無關的和干擾的反射，僅留下由故障引起的TDR反射。這種探測方法可應用於探測復雜系統，並且簡化了TDR的信號判定過程。
DART-6000系統配有大功率濾波器，可承受3000000J/h的沖擊，完全能與大型脈沖發生器相匹配。該設備答應把高達1000A的電流輸送到故障點。Biddle濾波器對BGE公司所用脈沖發生器(錘擊器)無非凡限制。因此該設備為使用者提供了在探測各種電纜故障狀態時，僅需一台設備就能完成多種工作的可能性。
自DART-6000投入市場以來，逐漸顯出它的優越性能。在探測地埋擠壓絕緣電纜故障時，其成功率高達99.5。在探測其他電纜系統的故障時，例如電網饋電線、配電饋電線、PILC故障和某些水故障方面，其探測成功率也達70以上。目前，DART-6000與BGE公司製造的20kV/30-Mfd、40kV/12-Mfd及25kV/12-Mfd的錘擊器(脈沖發生器)相結合的探測設備，相繼投入了市場，獲得了較高的市場佔有率。

8. 電纜故障指示器原理是什麼

四信智慧電力電纜故障指示器是一種能夠根據電網線路中電流、電壓的變化來對電網運行故障進行智能判斷、檢測以及定位的重要設備儀器。它通常被安裝在電力輸送網路之中，主要用來監視檢測線路可能出現的短路以及單相接地等故障，當電力網路中發生短路現象，則線路中的電流值瞬間突變，此時的故障電流在通過指示器時就會觸動指示器的翻牌或閃光動作，而非故障電流則不會影響其正常顯示。同時故障指示器大都配備了自動延時復位功能，當故障排除之後，恢復電力輸送，故障指示器會自動復位，為下一次的檢測做好准備，這使得電網日常的檢測維護更加方便快捷。

9. 變頻器逆變器損壞為什麼會跳過流故障其檢測電路的原理是怎樣的

1.1 主迴路常見故障分析
主迴路主要由三相或單相整流橋、平滑電容器、濾波電容器、IPM逆變橋、限流電阻、接觸器等元件組成。其中許多常見故障是由電解電容引起。電解電容的壽命主要由加在其兩端的直流電壓和內部溫度所決定，在迴路設計時已經選定了電容器的型號，所以內部的溫度對電解電容器的壽命起決定作用。電解電容器會直接影響到變頻器的使用壽命，一般溫度每上升10 ℃，壽命減半。因此一方面在安裝時要考慮適當的環境溫度，另一方面可以採取措施減少脈動電流。採用改善功率因數的交流或直流電抗器可以減少脈動電流，從而延長電解電容器的壽命。
在電容器維護時，通常以比較輕易測量的靜電容量來判定電解電容器的劣化情況，當靜電容量低於額定值的80%，絕緣阻抗在5 MΩ以下時，應考慮更換電解電容器。
1.2 主迴路典型故障分析
故障現象：變頻器在加速、減速或正常運行時出現過電流跳閘。
首先應區分是由於負載原因，還是變頻器的原因引起的。假如是變頻器的故障，可通過歷史記錄查詢在跳閘時的電流，超過了變頻器的額定電流或電子熱繼電器的設定值，而三相電壓和電流是平衡的，則應考慮是否有過載或突變，如電機堵轉等。在負載慣性較大時，可適當延長加速時間，此過程對變頻器本身並無損壞。若跳閘時的電流，在變頻器的額定電流或在電子熱繼電器的設定范圍內，可判定是IPM模塊或相關部分發生故障。首先可以通過測量變頻器的主迴路輸出端子U、V、W， 分別與直流側的P、N端子之間的正反向電阻，來判定IPM模塊是否損壞。如模塊未損壞，則是驅動電路出了故障。假如減速時IPM模塊過流或變頻器對地短路跳閘，一般是逆變器的上半橋的模塊或其驅動電路故障;而加速時IPM模塊過流，則是下半橋的模塊或其驅動電路部分故障，發生這些故障的原因，多是由於外部灰塵進入變頻器內部或環境潮濕引起。
1.3 控制迴路故障分析
控制迴路影響變頻器壽命的是電源部分，是平滑電容器和IPM電路板中的緩沖電容器，其原理與前述相同，但這里的電容器中通過的脈動電流，是基本不受主迴路負載影響的定值，故其壽命主要由溫度和通電時間決定。由於電容器都焊接在電路板上，通過測量靜電容量來判定劣化情況比較困難，一般根據電容器環境溫度以及使用時間，來推算是否接近其使用壽命。
電源電路板給控制迴路、IPM驅動電路和表面操作顯示板以及風扇等提供電源，這些電源一般都是從主電路輸出的直流電壓，通過開關電源再分別整流而得到的。因此，某一路電源短路，除了本路的整流電路受損外，還可能影響其他部分的電源，如由於誤操作而使控制電源與公共接地短接，致使電源電路板上開關電源部分損壞，風扇電源的短路導致其他電源斷電等。一般通過觀察電源電路板就比較輕易發現。
邏輯控制電路板是變頻器的核心，它集中了CPU、MPU、RAM、EEPROM等大規模集成電路，具有很高的可靠性，本身出現故障的概率很小，但有時會因開機而使全部控制端子同時閉合，導致變頻器出現EEPROM故障，這只要對EEPROM重新復位就可以了。
IPM電路板包含驅動和緩沖電路，以及過電壓、缺相等保護電路。從邏輯控制板來的PWM信號，通過光耦合將電壓驅動信號輸入IPM模塊，因而在檢測模快的同時，還應測量IPM模塊上的光耦。
1.4 冷卻系統
冷卻系統主要包括散熱片和冷卻風扇。其中冷卻風扇壽命較短，臨近使用壽命時，風扇產生震動，雜訊增大最後停轉，變頻器出現IPM過熱跳閘。冷卻風扇的壽命受限於軸承，大約為10000～35000 h。當變頻器連續運轉時，需要2～3年更換一次風扇或軸承。為了延長風扇的壽命，一些產品的風扇只在變頻器運轉時而不是電源開啟時運行。
1.5 外部的電磁感應干擾
假如變頻器四周存在干擾源，它們將通過輻射或電源線侵入變頻器的內部，引起控制迴路誤動作，造成工作不正常或停機，嚴重時甚至損壞變頻器。減少雜訊干擾的具體方法有：變頻器四周所有繼電器、接觸器的控制線圈上，加裝防止沖擊電壓的吸收裝置，如RC浪涌吸收器，其接線不能超過20 cm;盡量縮短控制迴路的配線距離，並使其與主迴路分離;變頻器控制迴路配線絞合節距離應在15 mm以上，與主迴路保持10 cm以上的間距;變頻器距離電動機很遠時(超過100 m)，這時一方面可加大導線截面面積，保證線路壓降在2%以內，同時應加裝變頻器輸出電抗器，用來補償因長距離導線產生的分布電容的充電電流。變頻器接地端子應按規定進行接地，必須在專用接地點可靠接地，不能同電焊、動力接地混用;變頻器輸入端安裝無線電雜訊濾波器，減少輸入高次諧波，從而可降低從電源線到電子設備的雜訊影響;同時在變頻器的輸出端也安裝無線電雜訊濾波器，以降低其輸出端的線路雜訊。
1.6 安裝環境
變頻器屬於電子器件裝置，對安裝環境要求比較嚴格，在其說明書中有具體安裝使用環境的要求。在非凡情況下，若確實無法滿足這些要求，必須盡量採用相應抑制措施：振動是對電子器件造成機械損傷的主要原因，對於振動沖擊較大的場合，應採用橡膠等避振措施;潮濕、腐蝕性氣體及塵埃等將造成電子器件銹蝕、接觸不良、絕緣降低而形成短路，作為防範措施，應對控制板進行防腐防塵處理，並採用封閉式結構;溫度是影響電子器件壽命及可靠性的重要因素，非凡是半導體器件，應根據裝置要求的環境條件安裝空調或避免日光直射。
除上述幾點外，定期檢查變頻器的空氣濾清器及冷卻風扇也是非常必要的。對於非凡的高寒場合，為防止微處理器因溫度過低不能正常工作，應採取設置空氣加熱器等必要措施。
1.7 電源異常
電源異常大致分以下3種，即缺相、低電壓、停電，有時也出現它們的混合形式。這些異常現象的主要原因，多半是輸電線路因風、雪、雷擊造成的，有時也因為同一供電系統內出現對地短路及相間短路。而雷擊因地域和季節有很大差異。除電壓波動外，有些電網或自行發電的單位，也會出現頻率波動，並且這些現象有時在短時間內重復出現，為保證設備的正常運行，對變頻器供電電源也提出相應要求。
假如四周有直接啟動的電動機和電磁爐等設備，為防止這些設備投入時造成的電壓降低，其電源應和變頻器的電源分離，減小相互影響。
對於要求瞬時停電後仍能繼續運行的設備，除選擇合適價格的變頻器外，還應預先考慮電機負載的降速比例。當變頻器和外部控制迴路都採用瞬間停電補償方式時，失壓回復後，通過測速電機測速來防止在加速中的過電流。
對於要求必須連續運行的設備，應對變頻器加裝自動切換的不停電電源裝置。像帶有二極體輸入及使用單相控制電源的變頻器，雖然在缺相狀態，但也能繼續工作，但整流器中個別器件電流過大，及電容器的脈沖電流過大，若長期運行將對變頻器的壽命及可靠性造成不良影響，應及早檢查處理。
1.8 雷擊、感應雷電
雷擊或感應雷擊形成的沖擊電壓，有時也會造成變頻器的損壞。此外，當電源系統一次側帶有真空斷路器時，短路開閉會產生較高的沖擊電壓。為防止因沖擊電壓造成過電壓損壞，通常需要在變頻器的輸入端加壓敏電阻等吸收器件。真空斷路器應增加RC浪涌吸收器。若變壓器一次側有真空斷路器，應在控制時序上，保證真空斷路器動作前先將變頻器斷開。
2 變頻器本身的故障自診斷及預防功能
老型號的晶體管變頻器主要有以下缺點：輕易跳閘、不輕易再啟動、過負載能力低。由於IGBT及CPU的迅速發展，變頻器內部增加了完善的自診斷及故障防範功能，大幅度提高了變頻器的可靠性。
假如使用矢量控制變頻器中的「全領域自動轉矩補償功能」，其中的「啟動轉矩不足」、「環境條件變化造成出力下降」等故障原因，將得到很好的克服。該功能是利用變頻器內部的微型計算機的高速運算，計算出當前時刻所需要的轉矩，迅速對輸出電壓進行修正和補償，以抵消因外部條件變化而造成的變頻器輸出轉矩變化。
此外，由於變頻器的軟體開發更加完善，可以預先在變頻器的內部設置各種故障防止措施，並使故障化解後，仍能保持繼續運行，例如：對自由停車過程中的電機進行再啟動;對內部故障自動復位並保持連續運行;負載轉矩過大時，能自動調整運行曲線，能夠對機械繫統的異常轉矩進行檢測。

10. 線路故障指示器原理

1.背景
配電網故障指示器能夠檢測故障電流並根據需要指示其方向，配網自動化主站可以根據故障指示器的動作信息，可以自動定位故障區段，加快故障的定位速度。本文對故障指示器的相關功能與設計要求進行介紹，以期對產品設計以及使用有所幫助。

2.故障指示器類型
故障指示器按照適用線路可以分為架空線路型，電纜線路型， 按照監測故障的方式可以分為外施信號型，暫態和穩態信號檢測型，按照指示方式分為就地指示型和遠傳型，這幾種類型是故障指示器的不同方面劃分的，因此可以組合為架空線路就地指示外施信號型故障指示器。

架空線路型主要用在架空線路上面 ，其頂端有自動卡線機構，可以使用專用的絕緣工具帶電安裝，這種懸掛式故障指示器採用接觸器電流探頭，內置電場感測器測量線路電壓，電壓信號可以用於過流短路故障的輔助判據。

圖1 架空線遠傳型故障指示器
電纜型故障指示器可以卡在電纜線芯上，如下圖所示，與架空線路的不同，電纜線路故障指示器可以接入零序電流互感器，用零序電流電流作為檢測量，檢測接地故障。

圖2 電纜故障指示器
就地指示型故障指示器一般採用指示牌或者燈光方式，下圖是指示牌方式，當前比較主流的是採用LED燈方式，維護人員巡檢可以通過指示牌或者燈光判斷故障指示器是否動作。

圖3 就地指示型故障指示器
遠傳型故障指示器需要有遠傳裝置，如上圖1所示，與故障指示器之間採用無線連接，遠傳裝置匯集三個故障指示器的信號，通過GPRS等方式轉發到配電網自動化主站。遠傳裝置一般採用太陽能電池板或者TA取電方式，並輔以可充電電池作為輔助電源。

外施信號型需要在故障期發生後向系統注入信號，此信號源安裝在變電站接地變的中性點，如果是不接地系統，則安裝在母線上。通過零序電壓信號檢測到接地後，則信號注入裝置投入，信號的特徵如下，此信號在線路，接地點和大地之間形成迴路，接地分支迴路出線至接地故障點之間的所有故障指示器都會檢測到此注入信號，並將信息上傳到配電網自動化主站，主站根據此信息可以判斷出接地點,此種檢測可靠性比較高。