1,電力電纜故障檢測 培訓手冊 陜西意聯電氣設備有限公司 86275077,2,電力電纜故障檢測技術,經過電力電纜的電性能試驗，判斷電力電纜是否符合有關規程要求，符合就是好電纜，不符合就說明該電纜有故障。需要三個步驟：試驗檢查、查找故障（確定病因）、故障處理（治療）。 第一步相對比較簡單； 第三步故障處理更簡單，通常有“物理治療”（如加熱趕潮、簡單包扎等）、“手術治療”（如通過澆注、熱縮、冷縮等方法做接頭等）； 關于查找故障才是最難的一個步驟，也是本章要討論的主要內容。,3,1 電力電纜故障的測試程序,電力電纜故障的測試程序或測試步驟，簡單地講就三步：分析故障性質、故障點粗測、故障點定位。但為了更好地掌握電纜故障測試技術，可按以下程序進行。,4,1 電力電纜故障的測試程序 （1）了解電纜,1、了解被測電纜的耐壓等級 2、了解被測電纜的絕緣介質類型 3、了解被測電纜的結構特征 4、了解整條故障電纜線路的連接情況 以及敷設方式,5,1 電力電纜故障的測試程序 （1）了解電纜-耐壓等級,不同耐壓等級的電纜其故障測試方法、最高測試電壓的、測試設備的配套等都將有所區別，不能一概而論。如：大多數1kv以下的低壓電纜單相故障，若采用“脈沖反射”原理的方法測試，將不會很有效；中高壓以上，故障阻值很高(幾十m以上)的故障，若直接采用傳統的“電橋法”測試，也不會測出故障點的位置；10kv的xlpe電纜其最高測試電壓不超過35kv，而35kv的xlpe電纜，其最高測試電壓可達80kv；若采用“高壓脈沖法”(閃絡法)測試電纜故障，6kv以下、6kv35kv、66kv及以上電纜，其高壓設備(如高壓變壓器、高壓貯能電容)的輸出電壓及輸出容量不能按一種型號配置使用。,6,1 電力電纜故障的測試程序 （1）了解電纜-絕緣介質類型,了解被測電纜的絕緣介質類型有兩方面的意義： 電纜的絕緣介質與電纜的最高測試電壓有關，如10kv油浸紙介質電力電纜，其最高測試直流電壓為50kv；而10kv xlpe電力電纜，其最高測試直流電壓為35kv。因此，在使用沖擊高壓或直流高壓測量電纜故障時，測試電壓不能高于電纜的最高直流測試耐壓。 在使用“脈沖反射”原理測試電纜故障時，電纜故障的粗測精度直接與電纜的絕緣介質有關（介質不同傳輸速度不同）。而與電纜的粗細、形狀及耐壓等級沒有關系。,7,1 電力電纜故障的測試程序 （1）了解電纜-結構特征,不同耐壓等級和不同絕緣材料的電力電纜。其結構型式不完全相同，由于結構的不同我們在故障測試的連線方式也有較大的區別，如：低壓電纜、油浸式紙介質電纜的相間故障連線方法與單相對地故障的連線方法不完全相同；6kv及以上等級的xlpe電纜，其絕緣損傷故障幾乎都表現為相對地故障，地線的選擇是唯一的銅屏蔽層。,8,1 電力電纜故障的測試程序 （1）了解電纜-連接和敷設,最簡單的情況是整段電纜路徑，兩個終端已分別前后斷開，有一些電纜線路，它是由兩種不同絕緣介質的電纜連接起來；有些電纜線路，中間有t型或x型或y型接頭；還有些電纜線路，中間某一段是架空線路等等。 關于電纜的敷設方式，目前有以下幾種情況。 直埋方式 穿管直埋方式 溝道或隧道敷設方式 支架式或橋架敷設方式,9,1 電力電纜故障的測試程序 （2）確定并分析故障性質,由于電力電纜只是輸配電線路中的一部分，往往整個線路中其它電氣設備的問題，而造成電纜線路有故障的假像，或者因不明因素使電纜線路“瞬間”出現故障，因此要首先判斷電纜是否真正存在故障，然后再根據相關一些分類方法來判斷電纜的故障性質，只有做到“確診”、才能“對癥下藥”。,10,1 電力電纜故障的測試程序 （3）確認被測電纜的長度,新敷設電纜或電纜管理資料較全的電纜的實際長度一般容易確認，但很多情況下，電纜的實際長度與資料長度（或標注長度）不相符，這將給整個電纜故障的測試過程特別是故障點的精確定位帶來很大的困難，也給電纜故障的粗測帶來較大的誤差。出現電纜實際長度與標注長度不相符的原因有： 施工單位虛報電纜長度， 電纜多次出現故障并修復 人為失誤,11,1 電力電纜故障的測試程序 （4）選擇方法及配套設備粗測,電力電纜故障粗測方法的正確選擇應充分考慮以下幾個因素： 1、電力電纜的類型 2、電力電纜故障的類型 3、電力電纜故障的性質 整套測試設備的合理配套非常重要。主要根據故障電纜的現場情況、電纜的耐壓等級以及電纜的故障性質等因素綜合考慮。,12,1 電力電纜故障的測試程序 （5）選擇方法及配套設備精確定位,實際中，電力電纜故障絕大多數表現為某一個點，但有時也表現為幾十毫米的某一小區段故障，也有表現為幾米上百米，甚至整段電纜完全故障的情況。一般我們通過電纜故障的粗測過程以及電纜的其它因素來綜合判斷電纜故障是上述三種情況的哪一種情形。同樣電纜故障的精確定位與電力電纜的類型、電力電纜故障的類型、電力電纜故障的性質選擇最合適的測量方法及設備。能否最后真正確定電纜故障點的精確位置，是關系到整個電纜故障測試過程的成敗。,13,1 電力電纜故障的測試程序 （6）確認是否還存在故障,往往有些電纜存在多點故障，在進行故障粗測時，有時能夠從一次測試過程中反映出多個故障的位置。但也有存在多點故障的電纜，由于放電電壓差別較大或一些其它原因，一次測試過程只能測試出一個故障點。因此，當一個故障點確定之后，立即進行簡單地處理，然后可采用相應的方法進一步判斷電纜是否還存在故障，如果電纜還有問題，可重復以前的過程，如果電纜初步判斷沒有問題，不應立即做接頭，而應分段對電纜進行耐壓試驗合格后再做接頭。,14,1 電力電纜故障的測試程序 （7）誤差分析,在實際中，一般很少出現電纜故障的粗測距離與實際故障距離完全相等的情況，如果二者距離數字完全相等，只能是一種巧合，不能由此說明儀器的絕對準確；如果電纜故障的實際距離在電纜故障粗測的允許誤差范圍之內，可算正常；如果超出了儀器允許的誤差范圍，我們要根據現場實際情況進行認真的分析，以找出引起較大誤差的原因。,15,2 電力電纜故障性質分析方法 （1）電力電纜故障的分類,在前面，我們分析了電力電纜的各種典型構造，歸總起來，電纜主要由五大部分組成：導體芯線、主絕緣層、半導電層、金屬屏蔽層、金屬或非金屬護套。因此，五部分中的那一部分出現問題都可以認為是該電纜有故障。但實際中，在一些特定的條件下只考慮或只分析電纜中某些主要材料的故障。 總體來講，電力電纜故障目前我們只涉及到三大類故障：導體故障（芯線及金屬屏蔽層）、主絕緣故障和護套故障。但由于電力電纜的種類較多，結構組成不盡一致，加上人們的工作屬性和人們的目的要求不同等原因，使得電纜故障的分類方法較多，這里歸納以下幾種情況：,16,2.1 電力電纜故障的分類 （1）按組成材料分,2.1 電力電纜故障的分類 （2）按結構特性分,電纜故障,單相損傷,相間損傷,混合損傷,18,2.1 電力電纜故障的分類 （3）按發生原因分,19,2.1 電力電纜故障的分類 （4）按發生部位分,20,2.1 電力電纜故障的分類 （5）按外表特性分,21,2.1 電力電纜故障的分類 （6）按耐壓等級分,22,2.1 電力電纜故障的分類 （7）按損壞程度分,23,2.1 電力電纜故障的分類 （8）按測試方法分,24,2 電力電纜故障性質分析方法 （2）電力電纜故障的判別方法,我們從用戶管理的角度講述電力電纜故障的判別方法。以供參考： 分析故障類型，總結如下：,電纜故障,開路故障,導體損傷,-,絕緣損傷,閃絡性故障,泄漏性故障,高阻故障,外護套故障,-,25,2.2 電力電纜故障的判別方法 （1）開路故障,a 單芯電纜 b三芯電纜 圖3-1 開路故障的判斷方法,用表(三用表)測試相到屏蔽層的電阻值，ra應稍大于ro= l/s(),應滿足ra(ra.b.c)2ro條件。若ra(ra.b.c)=,為開路故障；若ra(ra.b.c) 2r0為似斷非斷故障。注意在判別時盡可能不要用m表。 另外一種判別方法應用低壓脈沖法測試。通過用脈沖法測試電纜的相對長度及脈沖反射波形來判斷電纜是否存在開路故障。,26,2.2 電力電纜故障的判別方法 （2）泄漏性低阻故障(簡稱低阻故障),依據電橋法：用表或萬用表測試電纜相間和相對地（或金屬屏蔽層）的電阻值，若電阻值小于10k可認為是低阻故障。 依據脈沖法：最好的判別方法是用低壓脈沖法測試相間或相對地的波形，若波形中產生與儀器發射脈沖反極性的反射波形時，一般可判定電纜存在有低阻故障。但應區分電纜中的接頭反射波，因為有些接頭的反射波極性與低阻故障相類似。一般低阻故障應小于幾k。,27,2.2 電力電纜故障的判別方法 （3）泄漏性高阻故障,m表或表法：若用m表或表測得相間或相對地電阻值遠小于電纜正常的絕緣電阻值時，可判別為泄漏性故障。一般電阻值在數k至幾十m。 直流耐壓預試：在電纜的額定電壓下分相加直流電壓，當電纜的泄漏電流值ig隨預試電壓的升高而連續增大，并遠大于電纜的允許泄漏值時，即可判斷電纜有泄漏性故障，其阻值可進一步通過m來測試。,28,2.2 電力電纜故障的判別方法 （4）閃絡性高阻故障(簡稱閃絡性故障),由于閃絡性故障幾乎全在高阻狀態，且阻值很高，通常稍低于或相等于電纜正常的絕緣電阻值。因此，在現場只有通過做預試一種方法來判別： 在電纜的允許額定試驗電壓下，當試驗電壓高于某一電壓值時，泄漏電流值突然增大，而當試驗電壓下降后，泄漏電流值恢復正常，此時可判斷電纜存在閃絡性故障。,29,2.2 電力電纜故障的判別方法 （5）外護套故障,實際中，在66kv及以上等級或特殊電纜才存在護套故障，其故障性質多為泄漏性高阻或低阻故障，所以一般可通過m表或表來判知。,30,1、通過m表判斷 2、通過歐姆表判斷 3、通過電纜預試結果判斷 4、通過ydl系列電纜故障測試儀判斷,2.2 電力電纜故障的判別方法 （6）四種手段,31,2.3 電力電纜故障性質分析方法 電力電纜故障的成因,1、電纜本身存在質量問題 1）電纜生產質量問題 2）電纜施工質量問題 3）電纜接頭的制做問題 2、外部原因導致電纜故障 3、試驗過程導致電纜故障 4、電纜管理不善導致電纜故障,32,3.電力電纜故障的粗測方法,粗測法,行波原理,閃絡法,脈沖法,用于測試電纜的全長、 接頭、低阻和開路故障,電橋原理,高壓電橋,主要用于阻值較低的泄漏性故障，也用于無金屬屏蔽層的泄漏性電纜故障，以及超高壓電纜的護套故障,電阻電橋,電容電橋主要用于開路故障,電壓法 電壓感應法 電流法 二次脈沖法,用于泄漏性/閃絡性 高阻故障,33,3.1 電力電纜故障的粗測方法 電力電纜故障粗測方法-行波法,行波反射法也叫脈沖反射法，采用這一原理進行電力電纜故障測試，目前在國內外已得到非常廣泛的應用。其主要特點是，它對電纜故障的可測率相當高，據不完全統計，95%以上的電力電纜故障都能采用這種方法進行有效且滿意的測試；測試速度快，通常大部分故障可在數分鐘以內用儀器顯示出故障點的位置；測試范圍寬，一種測試儀器可以有效地測試所有類型的電纜故障；安全性能好，整個測試過程對被測電纜無損傷，由于新技術的進一步應用，也使得操作人員在測試過程中更加安全。,34,3.2 行波法在電纜故障測試的應用 （1）行波法測試電纜故障所需設備,1、粗測儀器（主機） 2、直流高壓電源 3、脈沖貯能電容 4、高壓放電球隙及取樣器,35,3.3 行波法測試電纜故障所需設備 （1）粗測儀器（主機）,測距功能：測試儀能直接采用“低壓脈沖法”（簡稱：脈沖法）對電纜的低阻、開路故障點位置距離進行粗測；能與高壓電源設備配套使用對電纜的泄露性高阻及閃絡性高阻故障進行故障點位置距離的粗測。 測速功能：在已知電纜全長的條件下，閃測儀能準確地校準電纜的電波傳輸速度，為使閃測儀能對多種不同絕緣介質的電力電纜故障進行測試，儀器內應設置三種以上絕緣介質電纜的電波傳輸速度。,36,3.3 行波法測試電纜故障所需設備 （1）粗測儀器（主機）,數字化波形顯示型：也叫半智能型電纜故障測試儀。在電纜故障點形成的反射波形通過儀器數字化處理后再由圖形顯示器顯示，然后再分析測試波形，并通過雙豎游標計算出故障點到測試端的距離，這也是目前應用最廣泛的一種電纜故障閃測儀。只所以稱半智能型而不是全智能型，是因為電纜故障測試波形經過數字化處理后還不能充分轉化為人們所需要的最后結果。,37,3.3 行波法測試電纜故障所需設備 （2）直流高壓電源,直流高壓電源原理圖,通常由交直流試驗變壓器及控制保護器兩部分組成，又稱工頻高壓測試裝置。應滿足： 1）輸出直流電壓ud： 3kv及以下低壓電纜：ud12kv 6kv及10kv中高壓電纜：ud50kv 35kv中高壓電纜：ud100kv 66kv及以上高壓電纜：ud2u0 2）輸出直流電流：id50100ma 3）工作電壓：ac220/380v 50hz 4）應具有過流及過壓保護功能,直流高壓電源有兩個作用： 1）產生高壓脈沖測量信號。 2）產生沖擊高壓放電信號。,38,3.3 行波法測試電纜故障所需設備 （3）脈沖貯能電容,脈沖電容器,脈沖貯能電容有兩個主要的作用： 1）用于電纜故障粗測的“沖閃法”測試。 2）用于各種故障“聲測法”精確定位。 電勢能量q用公式表示為： q= cu2 （j） 公式中：c代表電容容量，單位為法拉f。 u代表電容器充電后電壓大小，單位為伏v。,在實際測試中對貯能電容c有一定的要求： 1）電容量c：120f 2）最高耐壓u：應高于電纜故障測試時的實際電壓。 注意：多只電容器串并聯時的電容值和耐壓值的計算。,39,3.3 行波法測試電纜故障所需設備 （4）高壓放電球隙及取樣器,a）球徑約25mm,放電球隙外形圖,b）電流法,取樣器外形圖和原理圖,球隙的主要作用是通過調節兩球隙的相對距離，以便控制加在故障電纜上電壓高低以及故障點的沖擊放電時間間隔。取樣器的作用是將故障點在高壓作用下形成的高壓脈沖轉換成儀器所需的低電壓脈沖信號。為了方便，合二為一稱為“高壓放電取樣器”。,40,3.3 行波法測試電纜故障所需設備 （5）高壓脈沖產生裝置,高壓脈沖產生裝置，它是將“直流高壓電源”、“貯能電容”，“高壓放電球隙”及“放電取樣器”有機地結合為一起。,功能及技術性能如下： 1）配合電纜故障閃測儀完成35kv及以下所有電纜故障的粗測。 2）配合定點儀完成對35kv及以下所有電纜故障的精確定位。 3）具有過壓、過流等保護功能 4）輸入電壓：ac 220v 50hz 5）輸出電壓：dc 015/50kv 6）輸出功率：310kva 7）貯能電容：212f 8）放電能量：2500焦15000焦 9）放電時間：210s任意可調,41,3.4 行波法在電纜故障測試的應用 （1）低壓脈沖測試法（簡稱脈沖法）,1、主要用于測試電力電纜的開路(包括斷 線)、相間或相對地泄漏性低阻故障（包 括短路）；同軸線及兩芯以上電線電纜 的開路、低阻故障。 2、測試已知絕緣介質電纜的全長l。 3、校準已知長度電纜的電波傳輸速度。 4、判斷電纜開路故障和低阻故障屬性。 5、測試電力電纜中部分中間接頭的位置。,42,3.4 脈沖法 （1）測試線路,a）相對相測試,b）相對地（屏蔽層）測試,脈沖法測試線路,43,3.4 脈沖法 （2）全長及開路故障測試-測試波形,正極性全長及開路故障測試波形,44,3.4 脈沖法 （3）低阻、短路故障測試-測試波形,a)正極性短路、低阻故障測試波形,45,實際中與三個因素有關：1、測試儀器的靈敏度；2、與電纜的損耗大?。ㄋp程度）有關；3、與故障點所處的距離位置有關。所以在定義低阻故障時，不可能單純地講rg小于多少為低阻故障，但一般來講，“行波法”中的低阻故障應為rg小于幾k以下的泄漏故障。,3.4 脈沖法 （4）低阻故障定義的說明,46,3.4 脈沖法 （5）電波傳輸速度測試,在有條件的情況下，取被測電纜的長度在5002000m較為合適，如果不具備條件，在現場可按已知故障電纜實際全長進行換算測試。傳輸速度測試過程與測試故障過程基本相同，所不同的是要先將已知電纜長度通過儀器鍵盤輸進儀器，最后儀器在出現雙豎游標后所出示的結果為被測電纜的傳輸速度。,47,3.4 脈沖法 （6）判斷電纜的故障性質,在實際中，通常我們應用低壓脈沖法來判斷電纜的故障性質： 把ydl型系列測試儀測試線的兩個接線夾分別加到被測電纜的相與地或相與相，儀器在“采樣”工作狀態下，調節“振幅”和“垂直位移”旋鈕，如果儀器的顯示屏出現同極性反射脈沖，且反射脈沖比電纜終端開路全長距離要短，說明電纜存在開路故障；如果儀器顯示屏出現反極性反射脈沖，說明電纜可能存在低阻故障，因為中間接頭反射脈沖有時也會出現反極性反射，可通過進一步測其它好相來進一步驗證；如果電纜只存在終端全長及中間接頭反射波，說明電纜不存在故障或存在高阻故障，可通過別的方法進行判別。,48,3.4 脈沖法 （7）測電纜故障的基本要領,1、“脈沖法”測試時測試波形具有以下特點： （1）相對發射脈沖或前一次反射脈沖，開路同極性，低阻反極性。 （2）故障點可能存在多次反射，后一次反射比前一次反射幅度小。 （3）接頭反射在故障點反射前后出現。只有短路或斷線可能在前；一般為同極性。幅度要??；t型接頭為反極性，且幅度較大。 （4）測試全長時，終端開路，反射波形與開路故障相同。當故障點為短路和斷線故障點時，不存在終端反射，其它可能存在全長反射。 2、三要素： 同反極性(正負極性)、幅度大小、時間關系(先后) 3、注意事項： （1）測試地線是相對的； （2）脈沖寬度的選擇； （3）測量范圍的選擇。,49,3.5 行波法在電纜故障測試的應用 （1）沖擊高壓閃絡測試法（沖閃法）,實際中，我們用大容量電容器作為較大功率的直流電源，其等效內阻很小，相當于一個恒壓源。加到故障電纜使故障點閃絡放電形成瞬間短路。因此，沖閃法又叫萬能法，它可以測試所有類型電纜故障。 與直閃法相比，沖閃法所用設備要多一只放電球隙，同時由于電容c起貯能作用，要求容量越大越好。其基本測試方法也包括沖閃電壓法（cvf）、沖閃電流法（caf）、沖閃電壓感應法（cvgf）、沖閃二次脈沖法（csim）。,50,3.4.4 沖閃法 （1）沖閃電壓法(cvf)終端法(cvzf),圖3-52 cvzf測試線路,c)讀數波形,b) 波形全貌,a)形成過成,圖3-53 cvzf測試波形,51,3.4.4 沖閃法 （1）沖閃電壓法(cvf)回路法(cvhf),a)形成過成,b)波形,圖3-55 放電延遲時間短路的cvzf沖閃波形,圖3-54 沖閃回路 法測試線路,52,3.4.4 沖閃法 （2）沖閃電流法(caf)-測試線路,a）原理線路,圖3-56 caf測試線路,53,3.4.4 沖閃法 （2）沖閃電流法(caf)-測試波形,圖3-57 caf不放電測試波形,圖3-58 caf實測波形,54,3.4.4 沖閃法 （3）沖閃電壓感應法(cvgf)-測試線路,a）原理線路,圖3-59 cvgf測試線路,55,3.4.4 沖閃法 （3）沖閃電壓感應法(cvgf)-測試波形,圖3-62 cvgf實測波形,圖3-61 cvgf測試波形,圖3-60 cvgf不放電測試波形,56,3.4.4 沖閃法 （4）沖閃二次脈沖法(csim)測試線路,圖3-63 csim測試線路,57,3.4.4 沖閃法 （4）沖閃二次脈沖法(csim)測試波形,圖3-64 csim測試波形,58,3.4.5 “閃絡法”測試注意事項,1、根據故障性質及實際情況選擇合適的閃絡測試法。 基本的閃絡法只有兩種：直閃法與沖閃法，但根據不同的取樣方法及不同的連線方式，閃絡法共有幾十種之多，應選擇合適的測試方法。 2、閃絡法測試時接地點的選擇 我們在分析行波測試原理時，其中最基本的線路是雙導線或同軸線，地線點應該與雙導線中的其中一根或同軸線的外屏蔽層直接相連。電纜如果接地點沒有與電纜的某一相或金屬屏蔽層直接相連，測試回路就可能存在很大的回路電阻，增大了電纜的故障點阻值，即使用歐姆表測得故障電阻為低阻故障，或高壓閃絡使故障點閃絡放電形成了短路故障，但就因為接地點選擇不正確，測試時形正確波形。,59,3.4.6 正確認識故障點的閃絡放電,前面我們分析行波法測試電力電纜的各種高阻故障測試原理時指出：行波法是利用故障點在高電壓大能量的作用下使高阻故障瞬間變成低阻短路故障，其維持時間一般在幾十毫秒以內，我們把這一現象稱為故障點閃絡放電。不能簡單地認為球隙放電就等同于故障點放電，也不能認為故障點有放電聲音，就認為故障點已閃絡放電。,60,3.4.6 正確認識故障點的閃絡放電 （1）直閃法測試時故障點的閃絡放電,1、判別方法：泄漏電流表的擺動規律和閃測儀的顯示。 2、直閃法可能遇到的現象：直閃后變為泄漏性高阻或低阻；直閃后變為泄漏性高阻，但沖閃后又變為閃絡高阻；直閃后故障消失。 3、使故障點正常放電的方法：在電纜和電源允許的情況下緩慢提高直流電壓。 4、故障異常放電對波形的影響：,圖3-66 兩個故障點直閃測試波形,圖367 放電時間維持較短的測試波形,61,3.4.6 正確認識故障點的閃絡放電 （2）沖閃法測試時故障點的閃絡放電,1、判別方法：泄漏電流表的擺動規律、標準波形比較以及閃測儀的自動判斷。 2、沖閃法可能遇到的現象：大面積受潮；存在多處故障；故障點處無金屬屏蔽層；接線有問題；放電爬距太長。 3、使故障點正常放電的方法：在電纜和電源允許的情況下緩慢提高直流電壓，同時增大球隙間距。還可增大貯能電容的容量（并聯電容）。 4、故障異常放電對波形的影響： 1）故障點放電延遲時間太長,圖368 延遲長cvgf測試波形,圖369 正常cvgf測試波形,62,3.4.6 正確認識故障點的閃絡放電 （2）沖閃法測試時故障點的閃絡放電,2）故障點閃絡放電維持時間較短,a）cvgf測試波形,b）caf測試波形,圖370 放電時間短的沖閃波形,a）cagf波形,b）caf波形,圖371 正常沖閃波形,63,3.4.6 正確認識故障點的閃絡放電 （2）沖閃法測試時故障點的閃絡放電,3）沖擊電壓過高對測試波形的影響,圖3-72 故障點二次放電所產生的cvf波形,a）沖擊電壓過高cvgf波形,b）正常的cvgf波形,圖3-73 cvgf測試波形,a）20kv時的cvgf測試波形,b）15kv時第一個cvgf測試波形,c）15kv時第二個cvgf測試波形,圖374 兩個以上故障點的cvgf測試波形,64,3.4.7 特殊部位的故障點測試 （1）始端（測試端）頭子故障的測試,1、直閃測試波形正常放電,a）zvf測試波形,b）zaf測試波形,c）zvgf測試波形,圖375 閃絡放電正常的始端頭直閃波形,65,3.4.7 特殊部位的故障點測試 （1）始端(測試端)頭子故障-直閃測試,1、直閃測試波形放電維持時間較短,圖376 閃絡放電維持時間較短的始端頭直閃波形,66,3.4.7 特殊部位的故障點測試 （1）始端(測試端)頭子故障-直閃測試,1、直閃測試波形放電維持時間很短,圖377 閃絡放電維持時間很短的直閃測試波形,67,3.4.7 特殊部位的故障點測試 （1）始端(測試端)頭子故障-沖閃測試,圖3-78 始端頭故障沖閃波形,2、沖閃測試波形正常放電,68,3.4.7 特殊部位的故障點測試 （1）始端(測試端)頭子故障-沖閃測試,2、沖閃測試波形放電維持時間較短,a）沖l法或cvgf測試波形,b）caf測試波形,圖3-79 閃絡放電維持時間較短的始頭沖閃波形,69,3.4.7 特殊部位的故障點測試 （2）靠近始端(測試端)故障-直閃測試,圖380 故障點靠近始端的直閃波形,a）zvf測試波形,b）zaf及zvgf測驗試波形,c）標準的直閃測試波形,70,3.4.7 特殊部位的故障點測試 （2）靠近始端(測試端)故障-沖閃測試,a）cvf及cvgf測試波形,b）caf測試波形,圖381 距始頭幾米以內沖閃測試波形,a）cvf沖l波形,b）cvgf測試波形,c）caf測試波形（或先為負極性）,圖382 靠近始端故障點的沖閃測試的測試波形,71,3.4.7 特殊部位的故障點測試 （2）靠近始端(測試端)故障-脈沖測試,脈沖寬度，一般為t=0.14s。測試脈沖寬度t與故障點距測試端距離lg應滿足下式：,圖3-83 低壓脈沖測試波形,72,3.4.7 特殊部位的故障點測試 （3）測試盲區的基本概念,如果電纜的傳輸速度為（m/s），a/d轉換器的最高采樣頻率為f（mhz），儀器低壓脈沖的最小寬度為tmin，測試儀器的頻率響應特性足夠寬，那么測試儀器的測試盲區理論分為： 閃絡法：s盲區= （m） （4-56） 脈沖法：s盲區= （m） （4-57） 有些儀器是不存在盲區的。如ydl-av電纜故障閃測儀有消盲電路，測試時則不存在測試盲區。,73,3.4.7 特殊部位的故障點測試 （4）終端頭及附近故障-直閃測試,圖3-84 閃絡放電維持時間較短的直閃波形,74,3.4.7 特殊部位的故障點測試 （4）終端頭及附近故障-沖閃測試,圖3-85 故障點閃絡放電維持時間很短的沖閃測試波形,75,3.4.7 特殊部位的故障點測試 （5）中間接頭故障的測試,實際中對中間頭故障測試時會遇到許多問題，主要由操作人員制做水平、工藝以及接頭附件材料等原因： 其一、對油浸紙介質電纜來說，中間接頭無金屬外殼，如果有金屬外殼，但金屬外殼和電纜鉛包沒有良好接觸。 其二、對于xlpe電纜，中間接頭沒有金屬屏蔽層(銅網)或金屬屏蔽層被電弧燒毀。 中間接頭故障的波形判斷與本體故障的波形判斷稍有不同，主要區別是中間接頭在無故障時也會有反射波出現，但我們只要注意它們的時間關系和幅度大小還是能區別出來的。,76,3.5 不同類型電力電纜的故障測試 （1）不同結構形式電力電纜的故障測試,1、有金屬屏蔽層的單芯或多芯電力電纜：主絕緣和芯線導體發生的所有故障采用“行波法”測試。 2、有鋼鎧等金屬護套而無金屬屏蔽的電力電纜：應根據電纜故障的實際情況采用相應的方法進行測試。 1）數百米以內的短距離電纜故障：可以把金屬護套做為測試地進行“行波法”測試。 2）數百米以上的長距離電纜故障：由于金屬護套的電阻率很大，通常按第3種結構形式電纜對待。 3、對于無金屬屏蔽層又無金屬護套的電力電纜：應根據實際情況分別對待。 1）單相對地故障：通?？刹捎谩半姌蚍ā?進行粗測。 2）兩相或多相間故障，或相間并對地故障：若有同型號輔助電纜，可采用“電橋法” 進行粗測。也可把其中一故障相安全接地，使其變為工作地，采用“行波法” 進行粗測。,77,3.5 不同類型電力電纜的故障測試 （2）不同耐壓等級電力電纜的故障測試,低阻、開路故障：測試電壓不會因電力電纜的耐壓等級差異而有所差別。 閃絡性高阻故障：測試電壓就是故障點發生閃絡放電的直流電壓，不應高于被測電纜的直流試驗電壓的最大值。 泄漏性高阻故障：測試電壓范圍比較寬，通常遵循： 1）球隙的放電間隔時間應控制在210s范圍內。 2）首次沖擊電壓應選擇較低電壓，根據實際情況按35kv/次的幅度分步提高沖擊電壓，直到故障點充分閃絡放電，并非越高越好。 3）采用沖閃法測試時,沖擊電壓與故障點絕緣阻值并非正比關系。 如果是泄漏性高阻故障，當需要采用“電橋法”測試時（無閃絡放電回路的故障點），測試電壓與故障點的絕緣電阻值成正比關系，為了準確測試，通常測試電流應在520ma。,78,3.7 電力電纜故障的精確定點,粗測技術是整個電纜故障測試技術中的關鍵，又由于電纜敷設的復雜性，不可能確切的知道故障點的具體位置，即存在一定的測試誤差，其相對誤差一般在2%以內，絕對誤差在幾米至幾十米，因此而把這一測試過程叫粗測，我們不可能對在粗測范圍內的整段電纜進行處理，必須要找到故障點的準確位置，對直埋電力電纜來說，按dl/t849.22004要求，故障精確定點誤差應不大于1m。,79,3.7 電力電纜故障的精確定點 （1）聲測法原理,故障點閃絡放電時，存在多種物理現象如：回波、聲波、電磁波、紅外波。電纜故障閃測儀檢測故障點閃絡放電產生的回波，完成故障點的粗測；電纜定點儀則是利用故障點放電時所產生的聲波現象確定故障點的具體位置。定點儀探頭主要有動圈式和壓電式兩種。,主要用于對各種耐壓等級主絕緣的各種類型故障進行精確定點,圖3-86 聲測法定點儀原理方框圖,80,3.7 電力電纜故障的精確定點 （1）聲測法設備組成,設備組成及技術性能 分體式結構，由接收器、探頭和耳機等組成；抗干擾能力強 測量誤差： 0.2m 放大倍數：30萬倍 濾波范圍：100hz500hz 耳機阻抗：50k 工作電源：dc 9v（120）3ma 使用環境：溫度：-2050 濕 度：rh95 外形尺寸：180110110mm 重 量：1kg,81,3.7 電力電纜故障的精確定點 （1）聲測法定點方法,圖3-88 電纜故障聲測法定點接線圖,故障點放電正常后（兩次放電時間間隔在3-5秒），在粗測的范圍內，電纜路徑的正上方進行。,82,3.7 電力電纜故障的精確定點 （1）聲測法缺點,1、由于現場使用定點儀的人員遠離被測電纜的始端(接高壓設備的電纜端)當高壓放電因某種原因停止時，現場人員并不知曉仍在一步一步定點，往往會錯過故障點的位置范圍； 2、有時在故障點現場，外界的振動聲音與故障點的放電聲音在某一時間段同步相似，往往造成很多假象。,83,3.7 電力電纜故障的精確定點 （2）聲磁同步法-基本型,圖3-89 聲磁同步定點儀原理框圖,分體式結構，由接收器、探頭和耳機等組成。可同步接收故障點放電時產生的聲波和電磁波,抗干擾能力強。 測量誤差：0.2m 放大倍數：50萬倍 濾波范圍：100hz600hz 耳機阻抗：500 工作電源：dc 9v（120）3ma 使用環境：溫度：-2050 濕 度：rh95 外形尺寸：1708050mm 重 量：1kg,84,3.7 電力電纜故障的精確定點 （2）聲磁同步法-數字型,圖3-91 數字聲磁同步電纜故障定點儀原理框圖,由接收器、探頭和耳機等組成。可同步接收故障點放電時產生的聲波和電磁波,抗干擾能力強。軍用級防噪耳機，探頭由專用拾音器經特殊工藝制成。聲、磁強度雙指示，led顯示故障點相對距離。 工作方式：測聲定位、測距定位、測聲/測距定位。 測量誤差：0.2m 測距范圍：0.1ms999.9ms 增 益：0100db 連續可調 濾波范圍：120hz3000hz 耳機阻抗：500 工作電源：dc 12v(120)6ma 重量：1.5kg 使用環境：-1050 rh95 外形尺寸：20011580mm,85,3.7 電力電纜故障的精確定點 （2）聲磁同步法-無噪聲型,圖3-93 無噪聲定點儀原理圖,故障點放電產生的電磁信號首先通過測磁天線并通過放大整形電路到達與門電路，使與門處導通工作狀態；隨后若有振動聲波的話，則可由測聲探頭及放大濾波電路到與門電路，并通過與門電路最后到達耳機。故障點放電產生的磁信號定點儀可萬無一失的檢測到，其優點有：1、若每次放電耳機都能測到振動聲，則可確定是故障點所在地區。2、若是偶爾或根本耳機聽不到有振動聲，則不可能是故障點所在地區。,存在的問題： 1、在外界噪聲較嚴重時操作人員很難分辨出噪聲規律與其故障點放電聲的關系。 2、由于內部噪聲當耳機突然接通的瞬間，操作人員的耳朵聽不斷突變產生疲勞。 3、只是在沒有接收到電磁信號前是無噪聲狀態，而并非是在接收信號前后過程中都是一個無噪聲狀態。,86,3.7 電力電纜故障的精確定點 （3）其它定點法-音頻法,圖3-94 音頻法定點原理示意圖,87,3.7 電力電纜故障的精確定點 （3）其它定點法-跨步電壓法,圖3-95 跨步電壓法定點原理示意圖,88,3.7 電力電纜故障的精確定點 （3）其它定點法-鉗形電流法,圖3-96 鉗形電流法定點原理示意圖,89,3.7 電力電纜故障的精確定點 （4）不同性質電纜故障的定點方法,對于中高壓及以上電壓等級的各種電力電纜主絕緣故障，目前主要采用聲測定點的方法。,圖3-97 開路故障聲測法接線圖,對于單純性開路故障，若采用聲測法，應按圖3-97進行。對于各種短路故障(所謂的金屬性接地故障)，采用聲測法定點時，判斷比較困難，可采用音頻法或其它方法。對于護套故障，直一般采用跨步電壓法，溝隧道一般采用鉗形電流法。對于低電壓等級電纜各種性質故障(通常為泄漏性和開路故障)，可采用聲測法，也可采用跨步法和音頻法。,90,3.7 電力電纜故障的精確定點 （5）特殊情況故障點的定點方法,圖3-98 近端故障定點連線圖,對于始端頭及其附近的電纜故障，可按圖3-98接線。,對于封閉性絕緣故障，可人為地機械搬動電纜可疑處，通過監測故障相絕緣電阻值是否變化確定故障點位置。 對于中間接頭故障，比較無故障中間接頭和有故障中間接頭的振動聲波，判定中間接頭故障(無故障中間接頭產生的振動聲波傳的較遠且無最大響點，聲音也比較小)。,91,3.7 電力電纜故障的精確定點 （6）電纜故障定點存在的問題,近年來，由于大量使用各種橡塑電纜，由于產品質量以及施工技術質量等原因，使得電纜故障的定點顯得較為困難。地線回路電阻較大通常有兩種情況： 1、生產廠家生產的電纜銅屏蔽層不連續，有斷點； 2、電纜施工單位在做電纜接頭時，電纜接頭處的地線連接或引線接觸不良。 從技術的角度講，從故障定點測試原理上進行改進，將會產生積極的效果，但要根本改變目前電纜故障測試技術的現狀，主要是效率問題，應該從管理及技術兩方面入手，單純強調一方面不很客觀。,92,3.8 電力電纜路徑的查找,由于輸電線路越來越多地使用電力電纜，而電力電纜的敷設往往以地埋、溝隧道及橋架多種形式。特別是地埋電纜，同類型、同型號的電纜縱橫交錯，路徑十分復雜。在電力電纜故障粗測完成后，當要進行故障點定點時，必須要知道被測電纜的路徑包括走向和埋深，因為定點時要在電纜路徑的正上方和在電纜故障粗測范圍內。因此查找被測電纜的埋設路徑是必須要進行的一個步驟。,93,3.8 電力電纜路徑的查找 （1）測試原理,（a）電纜埋深測量示意圖,（b）測試電纜路徑原理示意圖,圖3-99 測試電纜路徑原理分析,測試電纜路徑是依據電磁感應原理,94,3.8 電力電纜路徑的查找 （2）測試設備,發射器：抗干擾能力強，阻抗自動匹配，具有開路、短路保護。 輸出：120w 15khz斷續正弦波 重量：4kg 接收器：無需耳機監聽，內裝聲、光、表指示。 接收頻率：15khz、50hz 工作電源：dc9v20 重量：0.5kg,抗干擾能力強，具有開路、短路保護。 輸出頻率：1khz、15khz 輸出波形：斷續正弦波 工作電源：ac 220v10 50hz5%工作環境：-1050 rh90 輸出功率：100w 重 量：5.5kg,95,3.8 電力電纜路徑的查找 （3）測試方法,圖3-101 測試電纜路徑接線示