電纜線路故障診斷和故障定位技術 1 主要內容一 電纜線路故障診斷與分類二 電纜線路故障的初測三 電纜線路的識別四 電纜線路故障的精確定點五 思考與練習 2 一 電纜線路故障診斷與分類 電纜故障性質的診斷 是確定故障的類型及故障電阻阻值 以便于測試人員選擇適當的電纜故障測距與定點方法 一 目的 3 一 電纜線路故障診斷與分類 電纜故障種類很多 為便于電纜的故障測尋 可分為以下五種類型 二 分類 1 接地故障2 短路故障3 斷線故障4 閃絡性故障5 混合性故障 4 一 電纜線路故障診斷與分類 1 試驗擊穿故障性質的確定 三 方法 1 單相接地故障 2 相間短路故障 3 閃絡性故障 2 運行故障性質的確定 1 接地故障 2 短路故障 3 斷線故障 4 混合型故障 3 電纜故障電阻的低阻 高阻確定 5 一 電纜線路故障診斷與分類 電纜絕緣故障 6 一 電纜線路故障診斷與分類 電纜斷線故障 檢查電纜導體連續性是否完好 方法是在一端將A B C三相短接 不接地 到另一端用萬能表的電阻 1檔測量各相間電阻值是否為零 1 若各相間均為零 則三相完好 2 若AB為零 BC CA不為零 則C相斷線 3 若各相間均不為零 則兩相或三相斷線 7 一 電纜線路故障診斷與分類 電纜故障電阻的低阻 高阻 不是某個固定電阻值 而應是根據初測設備的靈敏度確定的 例 8 二 電纜線路故障的初測 1 電橋法2 低壓脈沖法3 直閃法4 沖閃法5 脈沖電流法6 二次脈沖法 電纜故障的初測是指在電纜一端用專用設備確定故障點距測試端的電氣距離 常用的方法為 9 二 電纜線路故障的初測 1 電橋法 Rx R2 R3 R1 當電橋平衡時檢流計中的電流Ig 0 則 10 二 電纜線路故障的初測 電橋實物圖 11 二 電纜線路故障的初測 用電橋法測量電纜低阻接地故障 N M 2L Lx LxLx 2LM M N 12 二 電纜線路故障的初測 用電橋法測量電纜低阻兩相短路故障 Lx 2LM M N 13 二 電纜線路故障的初測 電橋查找故障的限制條件 1 故障電纜至少要有一相絕緣良好 2 電纜不能是斷線故障 3 電纜要有準確的長度 14 二 電纜線路故障的初測 電纜故障探傷儀實物圖 15 二 電纜線路故障的初測 高壓電橋實物圖 16 二 電纜線路故障的初測 高壓電橋接線圖 17 二 電纜線路故障的初測 2 低壓脈沖法 在測試時 從測試端向電纜中輸人一個低壓脈沖信號 該脈沖信號沿著電纜傳播 當遇到電纜中的波阻抗不匹配點時 如 開路點 短路點 低阻故障點和接頭點等 均會產生波反射 反射波傳回測試端 被儀器記錄下來 假設從儀器發射出發射脈沖到儀器接受到反射脈沖的時間差為 t 同時如果已知脈沖電磁波在電纜中傳播的速度是v 那么根據公式L v t 2即可計算出阻抗不匹配點距測t端的距離L的數值 18 二 電纜線路故障的初測 低壓脈沖法接線 19 二 電纜線路故障的初測 相關公式 Lx 故障點距離 V 波速度 l 長線長度 L 長線單位長度的電感量 C 長線單位長度的電容量 Z 波阻抗 R 負載電阻 P 反射系數 t 時間 20 二 電纜線路故障的初測 例 設波阻抗Z 50 故障電阻Rg 100 計算反射系數P 解 21 二 電纜線路故障的初測 電纜中的脈沖傳播與反射基本原理 開路反射為正反射 短路反射為負反射 中間接頭反射 阻抗變化點Z1 Z2 中間接頭反射 22 二 電纜線路故障的初測 斷線故障波形 23 二 電纜線路故障的初測 低阻短路或接地故障波形 24 二 電纜線路故障的初測 典型的低壓脈沖反射波形 25 二 電纜線路故障的初測 低壓脈沖比較法實際測量的低阻故障波形 26 二 電纜線路故障的初測 低壓脈沖實測圖 27 二 電纜線路故障的初測 兩相低壓脈沖比較實測圖 28 二 電纜線路故障的初測 3 直閃法 這種方法能測量閃絡性故障及一切在直流電壓下能產生突然放電 閃絡性 的故障 接線圖 29 二 電纜線路故障的初測 波形 公式 30 二 電纜線路故障的初測 直閃法實物接線圖 31 二 電纜線路故障的初測 4 沖閃法 這種方法能用于測量泄漏性高阻接地或短路故障 接線圖 32 二 電纜線路故障的初測 沖閃法實物接線圖 33 二 電纜線路故障的初測 波形 公式 34 二 電纜線路故障的初測 5 脈沖電流法 脈沖電流法是采用線性電流耦合器采集電纜中的電流行波信號 接線圖 35 二 電纜線路故障的初測 典型波形 公式 36 二 電纜線路故障的初測 實測波形 37 二 電纜線路故障的初測 說明 1第一個脈沖測量區間 與擊穿延時相關2第二個脈沖測量區間3高壓脈沖4從電纜終端的反射5故障點的第一次反射6故障點的第二次反射 38 二 電纜線路故障的初測 6 二次脈沖法 通過高壓發生器給存在高阻或閃絡性故障的電纜施加高壓脈沖 使故障點出現弧光放電 由于弧光電阻很小 在燃弧期間原本高阻或閃絡性的故障就變成了低阻短路故障 此時 通過耦合裝置向故障電纜中注人一個低壓脈沖信號 記錄下此時的低壓脈沖反射波形 則可明顯地觀察到故障點的低阻反射脈沖 在故障電弧熄滅后 再向故障電纜中注人一個低壓脈沖信號 記錄下此時的低壓脈沖反射波形 此時因故障電阻恢復為高阻 低壓脈沖信號在故障點沒有反射或反射很小 把帶電弧波形和無電弧波形進行比較 兩個波形在故障點的位置上明顯不同 波形的明顯分歧點就是故障點 39 二 電纜線路故障的初測 接線圖 40 二 電纜線路故障的初測 原理 41 二 電纜線路故障的初測 效果圖 42 二 電纜線路故障的初測 實測圖 43 二 電纜線路故障的初測 第三脈沖為高阻狀態實測圖 44 二 電纜線路故障的初測 例 1 45 二 電纜線路故障的初測 例 2 46 二 電纜線路故障的初測 例 3 47 二 電纜線路故障的初測 例 4 48 二 電纜線路故障的初測 例 5 49 二 電纜線路故障的初測 電纜 YJV228 7 10kV3X240mm2電纜長度 473米故障點 112米 常州電纜故障 50 二 電纜線路故障的初測 例 不放電電纜故障 51 三 電纜線路的識別 電纜線路的識別包括電纜路徑的查找和電纜線路的鑒別 一 電纜線路路徑的查找 在待測電纜上加人特定頻率的電流信號 通過接收該電流信號在電纜周圍產生的磁場信號來查找出電纜路徑和識別出被測電纜 常用的方法 1 音谷法2 音峰法3 極大值法 52 三 電纜線路的識別 1 音谷法 53 三 電纜線路的識別 2 音峰法 54 三 電纜線路的識別 3 極大值法 55 三 電纜線路的識別 極大值法路徑儀實物圖 56 三 電纜線路的識別 接線方式法 相鎧接線 相地接線 鎧地接線 相相接線 57 三 電纜線路的識別 二 電纜線路的鑒別 在幾條并列敷設的電纜中正確判斷出已停電的需要檢修或切改的電纜線路 常用的方法為脈沖信號法 58 四 電纜線路故障的精確定點 電纜線路故障的精確定點是指在經過初測和確定電纜路徑后 準確定出電纜故障點所在的具體位置 常用的方法 1 聲測法2 聲磁同步法3 音頻信號法4 跨步電壓法 59 四 電纜線路故障的精確定點 1 聲測法 利用直流高壓試驗設備向電容器充電 儲能 當電壓達到某一數值時 球間隙擊穿 高壓試驗設備和電容器上的能量經球間隙向電纜故障點放電 產生機械振動聲波 從而用定點儀確定故障點位置 接線方式圖 60 四 電纜線路故障的精確定點 聲測法定點 61 四 電纜線路故障的精確定點 2 聲磁同步法 向電纜施加沖擊直流高壓使故障點放電 在放電瞬間電纜金屬護套與大地構成的回路中形成感應環流 從而在電纜周圍產生脈沖磁場 應用感應接收儀器接收脈沖磁場信號和從故障點發出的放電聲信號 儀器根據探頭檢測到的聲 磁兩種信號時間間隔為最小的點即為故障點 62 四 電纜線路故障的精確定點 63 四 電纜線路故障的精確定點 3 音頻信號法 主要用于查找金屬性短路故障 在發生金屬性短路的兩者之間加入音頻電流信號后 音頻信號接收器在故障點正上方接收到的信號會突然增強 過了故障點后音頻信號會明顯減弱或者消失 用這種方法可以找到故障點 64 四 電纜線路故障的精確定點 65 四 電纜線路故障的精確定點 4 跨步電壓法 通過向故障相和大地之間加入一個直流高壓脈沖信號 在故障點附近用電壓表檢測放電時兩點