一种电力电缆绝缘击穿点定位的新方法.pdf

2 0 0 4年第 6期 No 6 2 0 0 4 电 线 电 缆 El e c t r i c W i r e Ca b l e 2 0 0 4年 1 2月 De c 2 0 0 4 一 种电力电缆绝缘击穿点定位的新方法 宫瑞磊 ， 张 ( 1 西安交通大学电气工程学院 ， 陕西 西安 7 1 0 0 4 9 ；2 强 ， 燕 飞 特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司， 山东 新泰 2 7 1 2 0 0 ) 摘要 ： 本文介绍了一种 电力电缆绝缘 击穿点定位的新方法。该方法简便 易行， 其定位结果的精度不受击穿点 电 阻和 测 试用连 接 导线 的 电 阻及 其接 触 电阻的影 响 。 关 键词 ： 电 力 电缆 ； 绝缘 击 穿； 定位 中图分 类号 ： TM2 4 7 1 ； TM2 0 6 文献标 识码 ： A 文章 编号 ： 1 6 7 2 6 9 0 1 ( 2 0 0 4 ) 0 6 0 0 2 8 0 2 A new m e t ho d f or b r e a kdo wn l o c a t i on on p owe r c ab l e i ns ul at i o n GONG Ru i l e i e t a l ( Xi a n J i a o t o n g Un i v e r s i t y，I n s t i t u t e o f El e c t r i c a l En g i n e e r i n g，Xi a n 7 1 0 0 4 9，Sh a n x i P r o v i n c e 。Ch i n a ) Ab s t r a c t ：Thi s p a p e r pr e s e n t s a n e w me t ho d f o r b r e a k d o wn l o c a t i o n o n p o we r c a b l e i n s u l a t i o nTh e me t h o d f e a t u r e s e a s y o p e r a t i o n a n d g o o d l o c a t i o n a c c u r a c y t h a t i s n o t a f f e c t e d b y t h e r e s i s t a n c e o f b r e a k d o wn s p o t ， t h e r e s i s t a n c e o f t he t e s t wi r e a n d c o n t a c t r e s i s t a n c e Ke y wo r d s：p o we r c a b l e；i n s u l a t i o n b r e a k d o w n；l o c a t i o n l 引 言 电线电缆在制造过程 中， 有时 由于铠装钢带卷 边及破裂等原因， 装铠时很可能扎破绝缘层， 做高压 试验时造成电缆绝缘的击穿。 绝缘击穿后， 如何准确 方便地定位击穿点始终是致力于解决的问题。 目前 ， 常用于击穿点粗测定位的方法有： 电桥法、 驻波法、 脉冲法和闪络法； 较精确的定位方法有音频法和声 测法， 但需专用的设备， 这种方法准确性 固然好 ， 但 设备的一次性投资费用较高， 况且生产中击穿的现 象也不多见 ， 没有必要购买一台专用设备n 。 因此， 寻求一种简便可行的电缆绝缘击穿点定位技术是很 有 必要 的 。 本文基于电阻法对高压击穿点定位的原理 “ 和护套击穿定位的新技术 ， 提 出了一种用于电力 电缆绝缘击穿点定位的新方法。 2 传 统的 电阻法 与高压击 穿点定位原理 和 护套击穿点定位 的新技术 2 I 传 统 电阻法与 电缆绝 缘高压击穿点定位原理 图 1 为电力 电缆绝缘击穿时的等效电路图， 图 中， A C为铠装钢带； R 和 忌 为钢带电阻； B D为导 电线芯； R 和 R 为线芯电阻； R 为绝缘击穿点的电 阻； 电缆总长为 L； 绝缘击穿点距 B端距离为 z 。 收稿 日期 ： 2 0 0 4 0 2 2 2 作者简介 ： 宫瑞磊 ( 1 9 7 9 一 ) ， 男 ， 山东济宁人 ， 在读硕士研 究 生 。 作者地址 ： 陕西西安市咸宁西路 2 8号 7 1 0 0 4 9 。 图 1 电力电缆绝缘击穿时的等效电路图 通过测量 A、 B 、 C、 D四个端点中的任意三个端 点的电阻， 就可以对高压击穿点进行定位。以 A、 B 、 C三个端点为例。则可得： R R + R + R6一 a ( 1 ) R c R。+ R 一 b ( 2 ) R 一 R6 + R + R 一 C ( 3 ) 由式( 1 ) 、 ( 2 ) 和( 3 ) 可推导出： R 一 ( 口+ b f ) 2 ( 4 ) 根据欧姆定律， 导线电阻与其长度成正比， 则可 求得 ： z R L R c一 ( 口+ b f ) L 2 b ( 5 ) 从测试数据的结果可以看出， 如果绝缘击穿点 的接触电阻 R 较大， 则会产生较大的误差， 这在文 献 2 中作了讨论。 另外测量时接线用的夹具的固有 电阻以及接线方式产生的接触电阻对本结果的精度 都有影响， 这在文献 4 中对此作了详细的论述。 2 2 护套击穿点定位的新技术 图 2为高压 电力电缆护套击穿时的等效 电路 图， R 和 R 为金属护套电阻； R 为测试电路中测试 导线的固有电阻和接触电阻之和； R 为电压表的内 维普资讯 2 0 0 4年第 6期 No 6 2 0 0 4 电 线 电 缆 El e c t r i c W i r e 8 Ca b l e 2 0 0 4年 1 2月 De c， 200 4 阻( 远远高于导线电阻) ； R 为护套击穿点的电阻。 图 2 高压电力电缆护套击穿时击穿点定位的等效电路图 当施加一定电压后， 电流表和电压表分别有读 数 和 ， 由于电压表的内阻很高， 可认为电流表读 数就是流过电阻 的电流， 则由图 2 可知： 1 厂 R ( 6 ) 对于金属护套单位长度的电阻 R 。 可测量得到 或由生产厂提供 ， 由此可得故障点的位置 z 为： p Z 一 a a ( 7 ) j 0 从测试 的等效 电路 来看 由于在测试的过程 中 ， 击穿点电阻和测试导线的固有电阻以及接触电阻对 测试的结果没有影响， 因此可知此种方法具有较高 的精度， 这在文献 3 中也作了详细的论述 。 3 绝缘击穿点定位的新方法 图 3 为绝缘击穿点定位的测试电路 ， 其中 R 为 限流电阻， 以防击穿点的接触电阻很小时， 电流表超 量程。但多数情况下 ， 由于击穿点的电阻较大， 电压 【 ， 应施加较大的电压 ， 使电流表和电压表有一个较 明显的读数。当电压表的两测试夹具夹在导电线芯 的两端时， 电压表要有微伏级的精度， 这样测试结果 误差可控制在 1 m范围内。 A和 C端相接原因是减 少外部的干扰。 图 3 电力电缆绝缘击穿点定位的测试电路图 图 4 为电力电缆绝缘击穿时击穿点定位的等效 电路图， 凡 、 R R 、 R 和 R 的定义 同图 1 ； R 和 R 的定义同图 2 。 测量时， 首先将开关接通 1 ， 得到电压 表和电流表的读数是 。 和 V 。 ； 然后将开关接通 2 ， 得到电压表和电流表读数是 和 。 由此可得故障 点至 B端的距离 z为： z L I 2 Vl ( l V2 ) ( 8 ) 图 4 电力电缆绝缘击穿时击穿点定位的等效电路图 从 等效 电路 图可知 ， 测试 导线 的 电阻和接触 电 阻， 以及击穿点的电阻对测量的结果不再有影响。 4 试 验 结 果 依据新的测试方法对绝缘发生击穿故障的聚氯 乙稀绝缘聚氯乙稀护套钢带铠装电力电缆 ( 型号为 VV 3 3 5 +1 1 0 mm ， 总长度为 3 3 2 m) 进行击 穿点定位， 测试的结果列于表 1 。 表 1 绝 缘击 穿 点测试 的结 果 测 试值 与计 算结果 序 击穿点 的 号I 1 , mA V1 V I z mA V z V 茎 喜 点x 的m 实 际 距 离 m 注： 为绝缘 击舅 点至 电缆 B端 距离 ( 测量 后计算 值 ) ； 为 三次 测量 的击 穿点距 离平均 值 。 由于测量 的结果不再 受接触电阻和导线 电阻等 因素的影响， 从表 1 可以看出， 根据测试计算出的结 果与实际值较近 ， 该方法具有较高的精高。 5 结 论 本文根据电阻法对高压击穿点定位的原理和护 套击穿点定位的技术 ， 提出一种用于电力电缆绝缘 击穿点定位的新方法。通过对电缆导体上电压和电 流的测量能够很准确方便地计算出电力电缆绝缘击 穿点的位置 。 参考 文献 ： E 1 温耀泉 交联电力电缆故障点的定位 J 电线电缆 ， 2 0 0 0 ， ( 3 ) ： 3 3 35 2 段正刚 一种高压击穿点的定位方法E J 电线电缆 。 2 0 0 1 ， ( 1 ) ： 3 2 3 3 3 L i Mi n g h u a ， X u B i n g y i n ， Y a n Z h a n g A n o v e l s h e a t h f a u l t l o c a t i o n m e t h o d f o r h i g h v o l t a g e p o w e r c a b l e A P r o c e e d i n g s o f t h e 7 I n t e r n a t i o n a l Co n f e r e n c e o n P r o p e r t i e s a n d Ap p l ic a t i o n o f D i e l e c t r i c Ma t e r i a l s J u n e 1 - 5 2 0 0 3 N a g o y a c 2 0 0 3 ： 1 9 5 1 9 8 4 林昕 用高阻法对高压击穿点定位 J 电线电缆， 2 0 0 2 ， ( 1 ) ： 43 4 4 29 维普资讯