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1、12/2/2022,1,电力电缆故障定位新技术介绍,12/2/2022,2,提 纲,电缆基本知识与分类电缆故障定位原理1:判断故障性质电缆故障定位原理2:粗测电缆故障定位原理3:精确定点电缆故障定位原理4:电缆管线定位,12/2/2022,3,电缆基本知识与分类,12/2/2022,4,6-35kV交联聚乙烯XLPE绝缘电力电缆,12/2/2022,5,380V聚氯乙烯PVC电力电缆图片,12/2/2022,6,电力电缆的基本结构,电缆 苹果导体 果核绝缘 果肉护套 果皮除1至3kV电缆外，均有屏蔽层,12/2/2022,7,电缆的护层,为使电缆适应各种使用环境的要求而在电缆上所施加的保护覆盖
2、层，叫电缆护层。内护层，外护层可大致分为：金属护层、塑料护层，复合护层、特种护层。,12/2/2022,8,电缆的分类,根据IEC国际标准，电缆定义是：用以传输电(磁)能、信息和实现电磁能转换的线材产品。电力电缆，如聚氯乙烯电力电缆，交联XLPE电缆通信电缆和通信光纤,如中移动、中国电信、联通等控制电缆,如发电厂内汽轮机和发电机控制用电缆裸导线，如架空线，铁塔、电线杆上架设绕组线，如漆包线，在变压器、电动机内油井电缆，对防油浸和机械拉力有特殊要求煤矿电缆电气装备用电线电缆，如布电线、船用电缆等,12/2/2022,9,电力电缆的品种,12/2/2022,10,电缆故障类型,低阻接地故障高阻接地
3、故障短路故障断线故障闪络性故障混合故障,12/2/2022,11,R 1 k ，低阻故障,Test or Problem,绝缘电阻测量确定故障电缆的绝缘电阻,1 k R ,高阻故障预定位脉冲反射仪配合高压单元进行测量弧反射法 （二次脉冲法）三次脉冲法衰减法脉冲电流法,低阻故障预定位无需加高压，只用脉冲反射仪测量脉冲反射测量,外护套故障预定位 （电压降法、电桥法）,故障电缆或接头试验,对接头进行0.1Hz试验,对故障电缆进行DC试验确定故障点的击穿电压,电缆投入运行,通过试验,12/2/2022,12,精确定点,修复电缆,电缆路径测寻,高阻故障距离法声音和磁场的时间差,低阻和死接地故障音频绞合法
4、和最小扭曲法,外护套故障跨步电压法,电缆识别（多根并行敷设的运行电缆中找出故障电缆）,12/2/2022,13,电缆故障定位原理1:判断故障性质,需要仪表：万用表和摇表（高阻计）各一只，最好是指针式用摇表分别测量线芯对地绝缘电阻和相间绝缘电阻，单位：兆欧在电缆远端将三相短路，在近端用万用表测量相间导体电阻，单位：欧姆,12/2/2022,14,电缆故障定位原理2:粗测,粗测，又称电缆故障测距，在电缆的一端使用仪器确定电缆故障点距离常用的方法有电桥法和波反射法电桥法：低压电桥法和高压电桥法波反射法TDR：一次脉冲法（低压脉冲法）、二次脉冲法、三次脉冲法,12/2/2022,15,惠斯通电桥的基本
5、原理,利用故障点两侧的电缆线芯电阻与比例电阻构成Whitestone/Murray电桥，是传统，经典的定位方法,12/2/2022,16,电桥的等效电路,设被测电缆两端至击穿点的距离为L1和L2，电缆全长为L，它们对应的线芯电阻为R1，R2 显然 L1/L2=R1/R2 接入电桥后构成如右电路 图中r1+r2=r0 为比例电位器，其电阻值对应于刻度盘读数P 平衡后有L1/L2=R1/R2 =r1/r2 L1/L=r1/r0=P%（百分之P） 因此L1=P % L,12/2/2022,17,电桥法的特点,利用故障点两侧的电缆线芯电阻与比例电阻构成Murray电桥，是传统，经典的定位方法。设备价格
6、低，操作简单。由于过去低压电桥法仪器测量电压低，通常被认为不适宜高阻。引线采用四端子测量，可获得高精度定位比例。须将电桥置于高压侧，而操作钮安全接地，确保人身安全。高压电桥彻底解决了电桥法用于高阻定位的局限性。电桥法无盲区、精确、使用方便,12/2/2022,18,波反射法,脉冲波在电缆中以一定速度传播，在电缆击穿点或电缆端部反射，波反射法根据脉冲的时间差定位，适用范围广，可以定位未知电缆长度及断线故障。,12/2/2022,19,传播时间和距离,脉冲反射,12/2/2022,20,弧反射法ARM 的优势- 先通过高压单元瞬间击穿故障点然后T30E数码脉冲反射仪快速无盲区采集信号储能电容器上的
7、全部电压加到故障电缆上,无任何电压损失,ARM弧反射法故障定位原理图,HV - Unit Surge Unit,Teleflex,ARM弧反射法专利滤波器，纯电感线圈,Faulty Cable,12/2/2022,21,二次脉冲法 技术特点-先通过高压单元瞬间击穿故障点-必须经过一段时间延迟后才能测量到波形-储能电容器上的部分电压在300欧姆电阻上产生电压损失,无法全部加到故障电缆,二次脉冲法故障定位原理图,HV - Unit Surge Unit,Teleflex,二次脉冲法滤波器300欧姆电阻,Faulty Cable,300 ,12/2/2022,22,Peak to peak = L,
8、脉冲电流法 技术特点- 电压需要一直升压, 直到故障点击穿或高压脉冲发生器发出高压脉冲- 只能被动测量行波,波形依赖行波频率,有时清楚,有时很难辨认-通过耦合线圈得到波形,准确性降低,Surge Unit orDCTestSet,脉冲电流法,国产技术,Faulty Cable,12/2/2022,23,12/2/2022,24,弧反射法的参考波形和故障波形,12/2/2022,25,12/2/2022,26,传播时间和距离,脉冲反射,12/2/2022,27,0%,100%,窄脉冲,高衰减，传播较近的距离,原因: 包含高频元件,0%,100%,宽脉冲,脉冲反射仪,好电缆,脉冲宽度的影响,反射波
9、形 (100% 反射),低衰减，传播较远的距离,原因: 包含低频元件,12/2/2022,28,电缆故障定位原理3:精确定点,精确定点：电缆运行或检修技术人员根据电缆故障粗测的结果，在电缆故障点附近，通过仪器和设备对电缆故障点的位置进行精确定位的过程。这一步骤的结论是在0.1米的范围内指出故障点位置。基本方法是声磁同步法、跨步电压法和音频感应法,12/2/2022,29,高压脉冲发生器,声磁同步法精确定点,12/2/2022,30,管道中电缆故障的定位,举例: t1 = 38,4, t2 = 10,3, lg = 50 m,38,4,38,4,10,3,+,lx,=,50 ,= 39,4 m,
10、t1,t2,l1,l2,12/2/2022,31,Surge coil,故障,音频绞接法给相间死接地故障精确定点,12/2/2022,32,音频绞接法对单相死接地故障精确定点,故障,Surge coil,12/2/2022,33,最小扭曲法3,12/2/2022,34,最小扭曲法4,12/2/2022,35,电缆故障定位原理4:电缆管线定位,并非必须步骤，如电缆档案齐全则省略本环节解决问题：城市改造频繁，图纸中的参照物消失；用户没有电缆资料保管意识，竣工后没有保存电缆路径资料由于电力电缆运行时具有高压，按照电力规程，除定出管线位置外，还需进行电缆准确识别，确保锯电缆时的人身和设备安全,12/2
11、/2022,36,音频发生器的连接,两种方法,选择最适合的方法 !,接收信号随距离减弱,最佳连接方式,直接连接,不可能使用在运行电缆上,音频发生器输出功率3W至 500 W,优点和缺点,感应耦合,12/2/2022,37,路径测寻（最大值法）,测寻线圈在水平位置,音频电流产生的磁场,信号和音量的强度,音频发生器,12/2/2022,38,测寻线圈在垂直位置,路径测寻（最小值法）,音频电流产生的磁场,信号和音量的强度,音频发生器,12/2/2022,39,路径测寻（极大值法SuperMaximum）,最小值法,最大值法,反向的最小值,Super Maximum极大值法,X,12/2/2022,4
12、0,100 %,60 %,- 20 %,- 20 %,10 %,10 %,10 %,10 %,+ 40 %,电流,12/2/2022,41,100 %,60 %,- 20 %,- 20 %,10 %,10 %,10 %,10 %,+ 40 %,现场识别,12/2/2022,42,识别仪接收机,正确操作下，绿色指示灯亮就是目标电缆正确操作下，红色指示灯亮或没有指示灯亮就是非目标电缆,12/2/2022,43,总 结,电缆故障测试的4步骤：（1）判断故障性质；（2）粗测；（3）精确定点；（4）管线定位（非必要）精确定点是关键任何公司、任何技术都在这4个环节以内电缆故障定位原理自有电缆运行以来，方法依旧，而面目日新请批评、指正,
