使用电桥测量技术来查找电缆故障的难点

                        对于中压或高压电缆中发生的故障，传统上使用的设备将高压电涌发生器或，击器与时域反射仪（TDR）测量设备结合使用，尽管使用TDR和th击器定位故障是定位电缆中故障的绝佳工具，但它们确实带来了一些缺点，尤其是在基于TDR的技术存在信号传播问题时。在同轴电缆系统中，如果电缆护套在覆盖电缆直径的点被损坏，从而导致护套的“电缆切割”，或者如果护套严重腐蚀，则信号传播将变得极为困难。TDR信号需要两个导体的平行路径，如果信号传播受到阻碍，将导致误导结果和错误图表。

一个很好的替代解决方案是使用故障定位设备电缆故障测试仪，其中故障定位基于穆雷和格拉泽的测量电桥原理。大多数人认为该仪器纯粹是护套测试仪和护套故障定位仪。但是，借助其10 kV高压电源，测量电桥还能够定位发生在芯线和护套之间的低电阻或高电阻电缆故障。到故障的距离是通过测量和平衡电缆的电阻来确定的。



ESP电缆在井眼环境中会经受非常恶劣的条件，例如极高的温度，流体渗透，快速减压或设备磨合期间的冲击损坏。当电缆确实发生故障时，必须将其拉出并通过电缆故障定位仪程序进行测试，以尝试尽快找到故障根源，以确定维修后电缆是否可以重复使用。考虑到腐蚀的程度和恶劣的条件，ESP电缆会遇到困难，或者当您使用未屏蔽的多芯电缆时，使用a击器/ TDR进行故障定位非常困难。当电缆的屏蔽层受到大量腐蚀时，信号传播变得越来越困难，使用传统的电缆故障定位技术会产生误导性的结果。

根据绝缘电阻测量，确定阶段1（L1）存在电缆故障。对于铁心到护套的电阻故障，夏拉允许使用穆雷和格拉泽桥方法进行两种不同的测量。根据穆雷的测量电桥方法适用于除断层芯外还需要一根横截面和导体材料相同的健康芯的布置。必须在出现故障的芯线与正常芯线之间的电缆端创建一个连接桥。当使用根据格拉泽的测量电桥方法时，需要2个横截面和导体材料相等的健康磁芯。此方法需要在每个正常核心与故障核心之间放置2个链接桥。下图显示了使用穆雷和格拉泽桥桥接方法时夏拉的常规设置。



夏拉的另一个优点是，当电缆位于卷筒上并且两个电缆末端都可以触及时，可以通过直接在电缆末端进行连接来使用格拉泽方法，而无需使用连接桥。如上所示，在所有相都沿电缆的某个点包含故障的情况下，此方法特别有利，这意味着没有健康的磁芯可用于连接。电缆卷筒上的格拉泽连接如下所示。



所有这三种方法都用于确定电缆第一阶段的故障距离。在电缆鼓法上使用穆雷，穆雷和格拉泽时，每种方法的结果分别为1245 ft，1229 ft和1256 ft。那时，将电缆绕线到1250英尺，并连接了一个节拍器。可以听到明显的声音故障，并且被精确定位在1264英尺的距离处。因此，夏拉成功快速地找到了电缆故障的位置，操作人员以前无法使用传统的th击器/ TDR方法进行定位。


无论使用哪种电缆故障定位方法，都很难找到位于T分支网络中的电缆故障。最好使用的一种方法是差分脉冲电流方法或差分衰减方法，该设备需要特殊的耦合器并且相当大，因此通常将其安装在专用的电缆测试车中。使用传统的方法（例如，节流器和TDR）在T分支网络中定位故障非常困难，因为您将获得与故障的距离，但无法确切知道其起源。多次重击电缆以尝试定位故障也有损于电缆，因为在较长的时间内会进一步损坏电缆的健康部分。

夏拉内的电桥测量技术可以帮助定位这些难以发现的故障，而不必施加非常高的电压或不必要的重击。下面是一个示例，其中T分支网络的阶段3（L3）中存在故障。使用上图所示的格拉泽方法连接夏拉，其中在仪器的健康L1和L2上进行连接，并且在主链的短路桥（由夏拉提供）的末端由L1和L2连到L3 。然后进行的测量将提供T的位置，在该位置，泄漏电流会引出主线。



然后，在第二步中，将短路桥更改为从包含故障相的T出来的电缆。之后，将进行另一次测量并确定故障的长度。此时，如果从T引出的电缆与主绞线不同，则还可以输入不同电缆的不同横截面，长度和电缆材料。这有助于补偿不同的电阻，提高测量精度。