电缆故障定位技术介绍.ppt

电力电缆故障定位新技术介绍2024/5/27 周一1.提提 纲l电缆基本知识与分类l电缆故障定位原理1:判断故障性质l电缆故障定位原理2:粗测l电缆故障定位原理3:精确定点l电缆故障定位原理4:电缆管线定位2024/5/27 周一2.电缆基本知基本知识与分与分类2024/5/27 周一3.6-35kV6-35kV交交联聚乙聚乙烯XLPEXLPE绝缘电力力电缆2024/5/27 周一4.380V380V聚聚氯乙乙烯PVCPVC电力力电缆图片片2024/5/27 周一5.电力力电缆的基本的基本结构构电缆苹果l导体果核l绝缘果肉l护套果皮除1至3kV电缆外，均有屏蔽层2024/5/27 周一6.电缆的的护层l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层，叫电缆护层。l内护层，外护层l可大致分为：金属护层、塑料护层，复合护层、特种护层。2024/5/27 周一7.电缆的分的分类根据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。l电力电缆，如聚氯乙烯电力电缆，交联XLPE电缆l通信电缆和通信光纤,如中移动、中国电信、联通等l控制电缆,如发电厂内汽轮机和发电机控制用电缆l裸导线，如架空线，铁塔、电线杆上架设l绕组线，如漆包线，在变压器、电动机内l油井电缆，对防油浸和机械拉力有特殊要求l煤矿电缆l电气装备用电线电缆，如布电线、船用电缆等2024/5/27 周一8.电力力电缆的品种的品种绝缘类型电缆名称电压等级kV允许最高工作温度油浸纸绝缘电缆粘性浸渍绝缘电缆1-3516kV 为 80 10kV 为 657035kV为 65不滴流电缆1-35自容式充油电缆66-7508085塑料绝缘电缆聚氯乙烯电缆1-665聚乙烯电缆6-40070交联聚乙烯电缆0.4-50090橡皮绝缘电缆天然丁苯橡皮电缆0.5-665乙丙橡皮电缆1-13890丁基橡皮电缆1-3580气体绝缘电缆管道气体绝缘电缆220-500902024/5/27 周一9.电缆故障故障类型型l低阻接地故障l高阻接地故障l短路故障l断线故障l闪络性故障l混合故障2024/5/27 周一10.R 1 k ，低阻故障，低阻故障Test or Problem绝缘电阻阻测量量确定故障确定故障电缆的的绝缘电阻阻1 k R 高阻故障高阻故障预定位定位脉冲反射脉冲反射仪配合高配合高压单元元进行行测量量弧反射法弧反射法（二次脉冲法）（二次脉冲法）三次脉冲法三次脉冲法衰减法衰减法脉冲脉冲电流法流法低阻故障低阻故障预定位定位无需加高无需加高压，只用脉冲反射，只用脉冲反射仪测量量脉冲反射脉冲反射测量量外外护套故障套故障预定位定位（电压降法、降法、电桥法）法）故障故障电缆或接或接头试验对接接头进行行0.1Hz试验对故障故障电缆进行行DC试验确定故障点的确定故障点的击穿穿电压电缆投入运行投入运行通通过试验2024/5/27 周一11.精确定点精确定点修复修复电缆电缆路径路径测寻高阻故障高阻故障距离法距离法声音和磁声音和磁场的的时间差差低阻和死接地故障低阻和死接地故障音音频绞合法合法和和最小扭曲法最小扭曲法外外护套故障套故障跨步跨步电压法法电缆识别（多根并行敷（多根并行敷设的运行的运行电缆中找出故障中找出故障电缆）2024/5/27 周一12.电缆故障定位原理故障定位原理1:1:判断故障性判断故障性质l需要仪表：万用表和摇表（高阻计）各一只，最好是指针式l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l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2024/5/27 周一13.电缆故障定位原理故障定位原理2:2:粗粗测l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l常用的方法有电桥法和波反射法l电桥法：低压电桥法和高压电桥法l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2024/5/27 周一14.惠斯通惠斯通电桥的基本原理的基本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 2024/5/27 周一15.电桥的等效的等效电路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/r2L1/L=r1/r0=P%（百分之P）因此L1=P%L2024/5/27 周一16.电桥法的特点法的特点l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。l设备价格低，操作简单。l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。l引线采用四端子测量，可获得高精度定位比例。l须将电桥置于高压侧，而操作钮安全接地，确保人身安全。l高压电桥彻底解决了电桥法用于高阻定位的局限性。l电桥法无盲区、精确、使用方便2024/5/27 周一17.波反射法波反射法l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。2024/5/27 周一18.txlxl =v tx2xvtxlx脉冲往返传播时间电缆长度波速度l =2xv tx2v波速的一半传播播时间和距离和距离脉冲反射脉冲反射2024/5/27 周一19.弧反射法弧反射法弧反射法弧反射法ARM ARM 的的的的优势优势-先通先通先通先通过过高高高高压单压单元瞬元瞬元瞬元瞬间击间击穿故障点穿故障点穿故障点穿故障点-然后然后然后然后T30ET30E数数数数码码脉冲反射脉冲反射脉冲反射脉冲反射仪仪快速无盲区采集信号快速无盲区采集信号快速无盲区采集信号快速无盲区采集信号-储储能能能能电电容器上的全部容器上的全部容器上的全部容器上的全部电压电压加到故障加到故障加到故障加到故障电缆电缆上上上上,无任何无任何无任何无任何电压损电压损失失失失G=ARMARM弧反射法故障定位原理弧反射法故障定位原理弧反射法故障定位原理弧反射法故障定位原理图图HV-Unit Surge UnitHV-Unit Surge UnitTeleflexTeleflexARMARM弧反射法弧反射法专专利利滤滤波器，波器，纯电纯电感感线线圈圈Faulty Cable2024/5/27 周一20.二次脉冲法二次脉冲法二次脉冲法二次脉冲法 技技技技术术特点特点特点特点-先通先通先通先通过过高高高高压单压单元瞬元瞬元瞬元瞬间击间击穿故障点穿故障点穿故障点穿故障点-必必必必须经过须经过一段一段一段一段时间时间延延延延迟迟后才能后才能后才能后才能测测量到波形量到波形量到波形量到波形-储储能能能能电电容器上的部分容器上的部分容器上的部分容器上的部分电压电压在在在在300300欧姆欧姆欧姆欧姆电电阻上阻上阻上阻上产产生生生生电压损电压损失失失失,无法全部加到故障无法全部加到故障无法全部加到故障无法全部加到故障电电缆缆G=二次脉冲法二次脉冲法二次脉冲法二次脉冲法故障定位原理故障定位原理故障定位原理故障定位原理图图HV-Unit Surge UnitHV-Unit Surge UnitTeleflexTeleflex二次脉冲法二次脉冲法滤滤波器波器300300欧姆欧姆电电阻阻Faulty Cable300 300 2024/5/27 周一21.Peak to peak=LG=脉冲脉冲脉冲脉冲电电流流流流法法法法 技技技技术术特点特点特点特点-电压电压需要一直升需要一直升需要一直升需要一直升压压,直到故障点直到故障点直到故障点直到故障点击击穿或高穿或高穿或高穿或高压压脉冲脉冲脉冲脉冲发发生器生器生器生器发发出高出高出高出高压压脉冲脉冲脉冲脉冲-只能被只能被只能被只能被动测动测量行波量行波量行波量行波,波形依波形依波形依波形依赖赖行波行波行波行波频频率率率率,有有有有时时清楚清楚清楚清楚,有有有有时时很很很很难难辨辨辨辨认认-通通通通过过耦合耦合耦合耦合线线圈得到波形圈得到波形圈得到波形圈得到波形,准确性降低准确性降低准确性降低准确性降低TeleflexTeleflexSurge UnitSurge Unit ororDCDCTestTestSetSet脉冲脉冲脉冲脉冲电电流法流法流法流法,国国国国产产技技技技术术Faulty Cable2024/5/27 周一22.三次脉冲法三次脉冲法三次脉冲法三次脉冲法-高高高高压压冲冲冲冲击击击击穿穿穿穿电缆电缆故障点，即故障点，即故障点，即故障点，即产产生短路燃生短路燃生短路燃生短路燃弧弧弧弧-中中中中压压冲冲冲冲击单击单元延元延元延元延长长并并并并稳稳定燃弧定燃弧定燃弧定燃弧-测试测试脉冲脉冲脉冲脉冲为为 1 kV 1 kV 或或或或 200 V 200 V，脉冲幅，脉冲幅，脉冲幅，脉冲幅值值高高高高直流源直流源直流源直流源G=高高高高压压冲冲冲冲击单击单元元元元16/32 16/32 kVkV中中中中压压冲冲冲冲击单击单元元元元4/8 4/8 kVkV1 1 kVkV200 200 V V脉冲反射脉冲反射脉冲反射脉冲反射仪仪故障电缆三次脉冲弧反射法三次脉冲弧反射法 ARM Plus专门的脉冲发生器2024/5/27 周一23.弧反射法的弧反射法的参考波形和故障波形参考波形和故障波形2024/5/27 周一24.等效等效电路路图电缆模型模型电缆截面RLGC电缆的等效的等效电路路图C.G.L.R.并并联电容容 并并联电导 串串联电感感串串联电阻阻2024/5/27 周一25.txlxl =v tx2xvtxlx脉冲往返传播时间电缆长度波速度l =2xv tx2v波速的一半传播播时间和距离和距离脉冲反射脉冲反射2024/5/27 周一26.0%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脉冲宽度的影响度的影响反射波形反射波形(100%反射反射)低衰减，传播较远的距离原因:包含低频元件2024/5/27 周一27.电缆故障定位原理故障定位原理3:3:精确定点精确定点l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。l基本方法是声磁同步法、跨步电压法和音频感应法2024/5/27 周一28.高高压脉冲脉冲发生器生器声磁同步法精确定点2024/5/27 周一29.管道中管道中电缆故障的定位故障的定位lx=lgt1t1t2+举例:t1=38,4,t2=10,3,lg=50 m38,438,410,3+lx=50=39,4 mlgt1t2l1l22024/5/27 周一30.Surge coil故障音音频绞接法接法给相相间死接地故障精确定点死接地故障精确定点2024/5/27 周一31.音音频绞接法接法对单相死接地故障精确定点相死接地故障精确定点 故障故障Surge coil2024/5/27 周一32.1)开始界面开始界面2)最大法最大法,最小法最小法,信号以及深度和信号以及深度和电流流显示示最小扭曲法最小扭曲法32024/5/27 周一33.最小扭曲法最小扭曲法42024/5/27 周一34.电缆故障定位原理故障定位原理4:4:电缆管管线定位定位l并非必须步骤，如电缆档案齐全则省略本环节l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l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2024/5/27 周一35.音音频发生器的生器的连接接两种方法两种方法选择需要的发射功率!选择最适合的方法!有可能使用在运行电缆上接收信号随距离减弱 最佳连接方式直接直接连接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优点和缺点感感应耦合耦合2024/5/27 周一36.路径路径测寻（最大（最大值法）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信号和音量的强度度音音频发生器生器2024/5/27 周一37.测寻线圈在垂直位置路径路径测寻（最小（最小值法）法）音频电流产生的磁场信号和音量的信号和音量的强度度音音频发生器生器2024/5/27 周一38.路径路径测寻（极大（极大值法法SuperMaximum）最小值法最大值法反向的最小值Super Maximum极大极大值法法2024/5/27 周一39.100%60%-20%-20%10%10%10%10%+40%电流流2024/5/27 周一40.100%60%-20%-20%10%10%10%10%+40%现场识别2024/5/27 周一41.识别仪接收机接收机l正确操作下，绿色指示灯亮就是目标电缆l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2024/5/27 周一42.总 结l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）l精确定点是关键l任何公司、任何技术都在这4个环节以内l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l请批评、指正2024/5/27 周一43.