脈沖電流法與線性電流耦合器

電纜的高阻與閃絡性故障由于故障點電阻較大（大于10倍的電纜波阻抗），低壓脈沖在故障點沒有明顯的反射（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用高電壓擊穿，使用儀器采集并記錄下故障點擊穿產生的電流行波信號，通過分析判斷電流行波信號在測量端與故障點往返一趟的時間來計算故障距離。脈沖電流法采用線性電流耦合器采集電纜中的電流行波信號。

圖4.1  線性電流耦合器應用示意圖

圖4.1是沖擊高壓閃絡測試的接線示意圖，線性電流耦合器L放置在儲能電容C接電纜外皮的接地引線旁。L實際上是一個空心線圈，與地線中電流產生的磁場相匝鏈。設時間t2與t1時電流分別為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是一取決于線圈匝數、形狀及與地線相對位置的常數，電流變化量:

     Δi＝i2－i1，

時間變化量:

         Δt＝t2－t1。

式（4.1）說明，線性電流耦合器的輸出電壓與地線電流的變化率成正比，而不是與地線中電流本身成正比。

(a)

                      (b)

圖4.2   a.地線中的電流

b. 線性電流耦合器的輸出

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

與脈沖電壓法使用電阻、電容分壓器進行電壓取樣不同，脈沖電流法使用的線性電流耦合器平行地放置在低壓側地線旁，與高壓回路無直接的電氣連接，對記錄儀器與操作人員來說，特別安全、方便。

脈沖電流分直流高壓閃絡與沖擊高壓閃絡兩種測試方法，下面將分別予以介紹。

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