一种电桥法电缆故障定位仪的校准装置及校准方法与流程

1.发明涉及仪器校准技术领域，具体是一种电桥法电缆故障定位仪的校准装置及校准方法。


背景技术：

2.电力电缆线路系统在制造使用过程中不可避免的会出现例如击穿、接地、绝缘降低、闪络放电等各种故障，其中出现故障概率最高的是电缆相间击穿或相线对地击穿，绝大多数的故障电缆在故障点处的外观往往很完好，给精确的判断查找击穿点带来困难。由于电缆线路造价昂贵，恢复供电时间急迫，不允许对故障电缆线路采用“中间截断逐段查找法”方式查找故障点。为快速排除故障降低停电损失，首先需要准确的测量出故障点的位置。快速、准确的故障定位是迅速恢复供电的前提，否则将会对国计民生造成重大的经济损失和不良的社会影响。
3.目前使用范围最广的是属于电桥法的电缆故障定位仪，作为一种有源电子设备，其性能参数不可避免的会发生时效变化，为确保定位仪特性指标符合使用要求，应定期的对其进行校准检查。但由于电缆故障定位仪属于特殊专业用途，目前尚没有一种对其进行校准的实用方法。


技术实现要素：

4.本技术的第一目的是解决现有技术中所存在的一些问题，开发了一种能够对电桥法电缆故障定位仪进行有效校准判定的电桥法电缆故障定位仪的校准装置；
5.本技术的第二目的是为了提供一种电桥法电缆故障定位仪的校准方法。
6.发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
7.为了实现本技术的第一目的：
8.发明的一种电桥法电缆故障定位仪的校准装置，包括第一电阻箱、第二电阻箱、开关、电流表和电源；待测电缆故障定位仪的c1端和p1端与第一电阻箱的一端连接，所述待测电缆故障定位仪的c2端和p2端与第二电阻箱的一端连接，所述第一电阻箱、第二电阻箱的另一端并接后依次通过开关、电流表、电源后与电缆故障定位仪的接地端连接。
9.为了实现本发明的第二目的，本发明所采用的技术方案如下：
10.一种利用上述校准装置的校准方法，包括以下方法：
11.s1、待测电缆故障定位仪检流计调整好电气零位；
12.s2、直流电源的输出电压调至最低，第一电阻箱、第二电阻箱的测量盘设置为任意值，合上开关k，然后逐渐升高输出电压，观察回路电流至预设的电流值；
13.s3、调整电缆故障定位仪的比例调节器，直至电缆故障定位仪的检流计指示平衡；
14.s4、记录第一电阻箱、第二电阻箱读数值r1和r2及待测电缆故障定位仪的比例调节器的读数值k1，计算电缆故障定位仪的示值误差δ1；
15.s5、判断示值误差δ1是否不大于预设值，若是，判断电缆故障定位仪合格。
16.同样地，步骤s4中，计算电缆故障定位仪的示值误差方法如下：
[0017][0018]
同样地，步骤s5中，δ1预设值是
±
0.5％。
[0019]
同样地，所述步骤s1中待测电缆故障定位仪的灵敏度旋钮置中部位置。
[0020]
同样地，步骤s2中预设的电流值应小于第一电阻箱和第二电阻箱的额定工作电流。
[0021]
同样地，步骤s4和s5之间还进行电缆故障定位仪的验证性校准测试；所述校准测试包括以下步骤：
[0022]
s41、维持s2步骤中第一电阻箱、第二电阻箱的电阻值不变，只将第一电阻箱和第二电阻箱调换位置,重新执行步骤s2至步骤s3，之后执行步骤s42；
[0023]
s42、记录第一电阻箱、第二电阻箱读数值r1和r2及待测电缆故障定位仪的比例调节器的读数值k2，按下式计算电缆故障定位仪的示值误差δ2。
[0024][0025]
所述步骤s5中判断步骤s42中的示值误差δ1(δ2)是否均不大于预设值，若是，判断电缆故障定位仪的该项指标合格。
[0026]
为评定电缆故障定位仪的其它特性，步骤s1之前还进行电压示值精度校准，具体包括：将定位仪的高压输出端正确连接至数字千伏表，对试验电压指示仪表最高电压量程范围内的带数字刻度线(或将量程分为3～5等分)进行校准，每一分度值正、反行程各校准一次，取平均值，按下式计算试验电压示值的相对误差：
[0027][0028]
其中，r表示直流电压示值的相对误差，v1表示电缆故障定位仪电压指示值，v2表示数字千伏表读数，直流电压示值相对误差应不大于
±
3％。
[0029]
同样地，步骤s1之前还应进行电流示值精度的校准；将定位仪的高压输出端串接标准直流电流表后与电缆故障定位仪接地端连接，缓慢升高输出电压，此时有回路电流指示，对电流指示表的主刻度线或将量程分为3～5等分实施校准，每一分度值正、反行程各校准一次，取平均值，按下式计算电流示值的相对误差：
[0030][0031]
f电流示值相对误差，i1表示电缆故障定位仪电流指示值，i2表示标准直流电流表指示值，直流电流示值相对误差应不大于
±
3％。
[0032]
发明提出的主要有益效果是：采用上述校准方法对电桥法电缆故障定位仪进行校准后，通过实验室模拟故障点的测试和电缆故障现场对电缆故障实际测量对比等方式，均验证了该校准方法的可行性和有效性。可完全保证在故障定位过程中测试数据的准确可靠，还可以对其校准过程的异常数值进行实时分析。对于故障电缆线路的准确定位及电缆生产过程中不良电缆缺陷点的准确查找，减少因测试不准错误截取电缆所造成较大的经济损失，有重大的现实意义。
附图说明
[0033]
为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]
图1是本发明中电桥法电缆故障定位仪的校准装置的结构示意图；
[0035]
图2是本发明中电桥法电缆故障定位仪的校准方法的方法原理图。
具体实施方式
[0036]
下面结合附图对发明的优选实施例进行详细阐述，以使发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0037]
参阅图1所示，发明的一种电桥法电缆故障定位仪的校准装置，包括第一电阻箱(r1)、第二电阻箱(r2)、开关(k)、电流表(a)和电源(e)；待测电缆故障定位仪的c1端和p1端与第一电阻箱r1的一端连接，所述待测电缆故障定位仪的c2端和p1端与第二电阻箱的一端连接，所述第一电阻箱(r1)的另一端、第二电阻箱(r2)的另一端并接后依次通过开关(k)、电流表(a)、电源(e)后与待测电缆故障定位仪的接地端连接。通过该装置可以方便的检测电缆故障定位仪的各项指标的精度，确定电缆故障定位仪是否符合标准要求。
[0038]
为了实现本发明的第二目的，本发明所采用的技术方案如下：
[0039]
一种利用上述校准装置的校准方法，包括以下方法：
[0040]
首先用导线将第一电阻箱(r1)、第二电阻箱(r2)、电流表(a)及直流电源(e)按上述电缆故障定位仪的校准装置连接方式正确连接；在本实施例中，环境和设备参数的示例性建议如下：
[0041]
1.环境温度：(20
±
15)℃；
[0042]
2.相对湿度：小于85％rh
[0043]
3.数字高压千伏表：测量范围(0
‑
50kv)，dc精度0.5级；
[0044]
4.直流电流表：(0
‑
50)ma 0.5级；
[0045]
5.直流电阻箱：(0
‑
10)kω 0.1级；2只
[0046]
6.可调直流稳压电源：(0
‑
30)v；
[0047]
7.绝缘电阻测量仪：(500)v。
[0048]
然后进行一般检查，要求各功能指示灯指示正常，试验电压、电流指示仪表清晰，接地放电附件齐全。检流计功能正常。零位起动及过压保护(如具备)灵敏可靠。
[0049]
s1、待测电缆故障定位仪调整至电缆故障定位仪的电气零位；
[0050]
s2、将第一电阻箱(r1)、第二电阻箱(r2)的测量盘读数为任意值，直流电源(e)的输出电压调至最低，合上开关k，然后逐渐升高输出电压，观察回路电流至预设的电流值；密切观察电流至5～10ma，或第一电阻箱(r1)、第二电阻箱(r2)规定的允许电流值，防止电流过大烧坏电阻箱；
[0051]
s3、调整电缆故障定位仪的比例调节器，观察检流计指针偏转情况，通过减小或增大比例调节器测量盘数值，使得电缆故障定位仪检流计指零，此时即电缆故障定位仪平衡。
[0052]
s4、记录第一电阻箱(r1)、第二电阻箱(r2)读数值r1和r2及待测电缆故障定位仪的
比例调节器的读数值k1，计算电缆故障定位仪的示值误差δ1；该示值误差δ1可以通过下式计算：理想情况下应有如下的关系：(r1 r2)
×
k1＝r1(ω)；
[0053][0054]
s5、判断误差δ1是否不大于预设值。在本实施例中，当误差δ1不大于
±
0.5％时，判断电缆故障定位仪该项指标合格。
[0055]
在一优选实施例中，步骤s4和s5之间还进行故障定位仪的验证性校准测试；所述校准测试包括以下步骤：
[0056]
s41、维持s2步骤中第一电阻箱、第二电阻箱的电阻值不变，只将第一电阻箱和第二电阻箱调换位置,重新执行步骤s2至步骤s3，之后执行步骤s42；
[0057]
s42、记录第一电阻箱、第二电阻箱读数值r1和r2及待测电缆故障定位仪的比例调节器的读数值k2，按下式计算电缆故障定位仪的示值误差δ2。理想情况下应有如下的关系：(r1 r2)
×
k2＝r2(ω)；
[0058][0059]
所述步骤s5中判断步骤s42中的计算误差δ1、δ2是否均不大于预设值
±
0.5％，若是，判断电缆故障定位仪的该项指标合格。
[0060]
在另一优选实施例中，步骤s1之前还进行电压示值精度校准。具体包括：将定位仪的高压输出正确连接至数字千伏表，对试验电压指示仪表整个量程范围内的带数字刻度线(或将量程分为3～5等分)进行校准，每一分度值正、反行程各校准一次，取平均值，按下式计算试验电压示值的相对误差：
[0061][0062]
其中，r表示电压示值的相对误差，v1表示电缆故障定位仪指示电压，v2表示数字千伏表读数，直流电压示值相对误差应不大于
±
3％。
[0063]
同样地，步骤s1之前还进行电流示值精度校准；将定位仪的高压输出端串接标准直流电流表(0
‑
50)ma后与接地端连接，缓慢升高输出电压，此时有直流高压泄漏电流指示，对电流指示表的主刻度线或将量程分为3～5等分实施校准，每一分度值正、反行程各校准一次，取平均值，按下式计算试验电流示值的相对误差：
[0064][0065]
f试验电流示值相对误差，i1表示电缆故障定位仪电流指示值，i2表示标准直流电流表指示值，直流电流示值精度应不大于
±
3％。
[0066]
还可以检测电缆故障定位仪的绝缘性能，使用500v绝缘电阻测量仪，测量电缆故障定位仪的电源输入端对机箱外壳的绝缘电阻及高压电源高压端对金属外壳及地之间的绝缘电阻。在500v电压下，电缆故障定位仪电源输入端对机箱外壳的绝缘电阻不低于10mω，高压电源高压端对金属外壳及地之间的绝缘电阻不低于100mω时符合要求。
[0067]
采用上述校准方法对电桥法电缆故障定位仪进行校准后，通过实验室模拟故障点的测试和电缆故障现场对电缆故障实际测量对比等方式，均验证了该校准方法的可行性和有效性。可完全保证在电缆故障定位过程中测试数据的准确可靠，还可以对其校准过程的
异常数值进行实时分析。对于电缆线路故障点的准确定位及电缆生产过程中不良电缆缺陷点的准确查找，减少因测试不准错误截取电缆所造成较大的经济损失，有重大的现实意义。
[0068]
以上所述，仅为发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在发明的保护范围之内。因此，发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。