电力电缆的故障测距与定点方法探讨
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电力电缆故障分析与测距研究摘要:电缆事故一旦发生极易造成大面积停电或生产事故,致使经济受到重大损失,有时还会引起社会负面影响。
而电缆事故发生时,事故类型复杂,事故点不易见、难于查找,尤其是敷设于水下、地下等隐蔽的场所,查找事故点非常困难,电缆事故点定位是排除电缆故障的前提条件,准确的电缆故障定位技术可以缩短查找故障点的时间,有利于快速排除故障,减少由电缆故障带来的损失。
本文探讨研究了电力电缆故障分析与测距的相关内容,旨在提供一定的参考与借鉴。
关键词:电力电缆;故障分析;测距1电力电缆故障分析与测距现状分析电力电缆故障检测技术方法较多,总体上可以分为阻抗法和行波法两类。
阻抗法是在应用欧姆定理的基础上发展而来的,它主要是以检测线路阻抗的不同而实现测距目的。
行波法主要是利用波的传播理论为基础发展而来。
根据是否离线的需要,行波法有离线检测与在线检测两个分支。
离线检测是应用最广泛的测量方式,在线检测以往仅处于理论研究阶段,在近些年才得以实际应用。
目前依托计算机技术发展的实时专家系统可以实现对电缆进行自动检测;采用高速光电传感技术,利用光纤对电缆进行在线故障检测;近年还出现了将全球定位系统(GPS)技术应用于故障在线检测的方法。
随着电磁波理论的发展,行波技术在电力电缆故障测距方面得到广泛应用,特别是小波理论的研究是近年国内外科研人员的主要研究课题。
该法利用小波奇异点检测确定线路故障发生时刻及其两次行波波头到达检测点的时间间隔,从而推算出故障位置,达到故障定位的目的。
小波变换在电力系统中应用虽然仍处在初步发展阶段,随着科学技术的不断发展,特别是数字信号技术的发展,小波技术在电力电缆故障测距方面将会有广阔的发展空间。
2电力电缆故障分析与测距技术应用研究2.1电力电缆故障性质的分析电力电缆故障性质的分析,就是先要确定电缆故障的类型与严重程度,以便测试人员选择适当的故障测距与定点方法。
首先测试故障电缆的绝缘电阻,测量每相对地电阻确定是否是接地故障,相间电阻判断是否为短路故障,阻值判断是高阻或低阻故障。
电力电缆故障检测及故障点定位方法摘要: 电力电缆故障点定位应借助先进的测量仪器和检测设备,准确、快速地确定电力电缆故障点的位置,为及时处理故障赢得宝贵时间。
本文通过介绍我国电力电缆的故障类型及诊断,并重点就电力电缆故障的检测和电力电缆故障点...电力电缆按其内芯的数量划分,可分为单芯电缆和三芯电缆两种。
不论是单芯电缆还是三芯电缆,电力电缆按其导线截面划分,又可分为各种截面的型号规格。
但是,不论是单芯还是三芯电缆,也不论是哪种截面型号规格的电缆,其基本结构都是一样的,即都是由导体、绝缘层和保护层组成。
其中:导体在电缆最中央,起电流电能传导的作用;绝缘层在导体和外保护层之间,起绝缘作用;保护层在最外层,起保护电缆承受一定的拉力的作用。
目前应用最广泛的是由铜导体、交联聚乙烯绝缘和高密度聚乙烯材料构成的电缆。
在电力系统中,高压部分,如110kV、220kV、500kV 电缆常采用单芯电缆;中低压部分,如10kV 和低压电缆线路采用三芯电缆。
一、电力电缆故障点定位方法1.冲击高压闪络测试法冲击高压闪络测试法也是我们常说的“冲闪法”。
用于大部分闪络故障,断路和低阻、短路性故障。
电力电缆发生故障七成以上为高阻故障,尤其是预防性试验中出现击穿故障有九成为高阻故障。
冲击高压闪络检测法适用于各种类型的高阻故障检测,它具有试验过程简便、准确和快捷等特点。
采用冲击高压闪络检测法进行故障检测分为两类,包括电感冲闪法和电阻冲闪法。
二者最大的不同在于球形间隙相互串联的电感线圈L 可换为电阻。
两种方法的工作原理相近,但前者应用更为宽泛,高阻电力电缆故障查测多使用本方法。
下面介绍电感冲闪法的工作原理:系统接通电源,电流经过调压器、变压器整流器对电容器充电,如充电电压升至一定值后,球间隙波击穿,电容器的电压通过球间隙短路电弧和小电感直接加设到电力电缆测量端。
此冲击电压波沿着电力电缆方向朝故障点进行传播,电压峰值足够大,故障点因电离放电,故障点放电产生短路电弧同时沿着电力电缆发送电压波并反射。
电力电缆故障定位的步骤和原理造成电缆故障的原因是复杂的。
要想对故障点进行快速判断,就需要对电缆的工作环境以及常见原因有所了解,这也是减少电缆故障的一个重要途径。
常见的故障原因主要包括外力破坏、电缆质量、电缆中间头制作不达标、管理存在问题、自然现象造成的损伤以及电缆生产质量等。
因故障导致供电中断后,测试人员应合理选择仪器和测试方法快速寻找故障点。
故障点查找的步骤是先故障分析再测距,最后精确定位。
1、故障分析故障分析是了解故障电缆的基本信息,对其进行综合分析,包括敷设方式、电缆长度、型号、走向,以及接头的位置、长度、预留地点、发生故障前运行状况等,了解路径的施工情况,对故障电缆的类型进行初步判断,对其进行绝缘测试。
发生故障后,可在敷设人员处获得施工详细资料,以此来提升故障定位的准确性。
如果不了解电缆的路径和长度,需要在定位时排查清楚,判断故障类型时可借助故障时保护装置动作情况。
2、测距在定位的过程中,测距是最关键的一步,准确的定位是减少检修时间重要途径,特别是在长电缆中,不能准确定位对检修工作的影响更严重。
在实际应用中,为保证测试的准确,可通过多种方法来验证,必要时可通过电桥法或者脉冲电流来验证。
(1)行波法测距原理该方法进行测距中,电缆会从理论上看做均匀长线,以此来对微观传播过程进行分析。
电缆传输线路中的分布参数包括电感元件、电容、电导、电阻等,在任意点的等效电路图中,每个无限小段的电缆传输线路如下图所示:▲均匀长线的等效电路图在长线理论中,影响故障波形分析和性质分析的重要因素包括波的透射和反射、特性阻抗以及波的速度。
其中波速v和特性阻抗分别为:其中C为光速,μ和分别为电缆芯线周围介质的相对导磁系数和相对介电系数。
可看出电波在电缆中的传输速度与芯线材料和界面剂无关,与介电性能相关,不同的绝缘材料中,电波的传输速度有所不同。
特性阻抗为实数,与频率无关。
两种电缆连接时因不同的波阻抗会在连接处存在阻抗不匹配的情形。
电力电缆故障检测及故障点定位方法探究摘要:随着我国电网的高速发展,电能的需求量与日俱增,电力电缆应用数量也不断增长。
近年来,为了有效节约土地资源,电缆大都采以地下铺设的方式代替传统的架空线路,但是,故障检测和维修难度有所增加,对故障点定位如果存在偏差,就很难采取有效措施进行故障抢修,一旦出现停电事故,将给人们的生产生活造成不可估量的影响,因此,有必要提升配电网电力电缆故障检测与定位技术。
鉴于此,本文对配电网电力电缆故障检测与定位技术进行深入研究。
关键词:配电网;电力电缆故障;检测与定位伴随着我国社会的快速发展,城乡电网建设技术逐步成熟,这一过程中,地下电缆逐渐取代了架空线路,电力电缆得到广泛应用,使得电缆运行的安全性和可靠性成为近年来电力工作者关注的焦点。
因此,及时准确的找出电缆故障原因,选择合适的检测方式判断故障点并及时消除,提高电力设备运行的可靠性成为当前电网检修部门的工作重点。
1 电缆故障影响原因的评价1.1 机械性的损伤机械性的损伤是最为常见的电缆事故之一,其中机械性的损伤包括外力损伤,例如:在外力拉伸的环境下,发生外力损伤、在安装施工的进程中,对电力电缆的施工损伤、由于车辆挤压或者环境腐蚀造成的自然损伤。
这些损伤因素的存在会使得电力电缆在使用过程中遭受到很大的损害,长时间的损害就会使得电力电缆的寿命降低,并且会引发一系列的故障。
1.2 绝缘老化受潮主要是因为电缆在长期使用过程中,由于电能产生的化学、物理等作用,导致电缆线介质发生变化,造成电缆线绝缘下降。
再加上电缆接头密封不严或者工艺不良出现刺穿,暴露在空气中与水分子接触影响其正常使用性能。
1.3 绝缘老化如果电缆长期在高负荷状态下工作或者长期接受热辐射,电缆安装较为密集,再加上电缆沟通风不良都会引起电缆过热,导致电缆线路的绝缘下降,甚至直接造成损坏。
2 电力电缆故障检测与定位技术方法根据电缆故障的产生原理,对其进行故障点预测是处理故障的关键步骤,本文对配电网电力电缆故障检测与定位技术,进行深入分析:2.1 低压脉冲反射法低压脉冲反射法,可以对低阻接地和开路故障进行精准快速地识别和定位,并且能够有效地测试电缆全长和电波在电缆中的传播速度。
电缆故障定位的方法,如何快速精准的定位?
如今电缆已经成为电力供应的主要设备,采用电缆供电可以节省空间、美化城市环境,供电可靠性更高。
但是电缆发生故障在所难免,当电缆出现问题故障时,尤其是深入地下的地埋电缆,是无法看到电缆故障位置的。
这就导致了在电缆故障抢修过程中,对故障位置的确定需要花费的时间较多,对电缆的抢修进度造成了影响。
如何安全、快速的确定电缆故障的范围、故障点,以防止客户无电供电或出现其他的安全隐患问题。
电力电缆故障精准定位必不可少。
传统的查电缆故障的方法是通过望(观察电缆上方地面相关设备有无异常)、问(询问附近人有没有发现异常现象)、闻(让警犬循着焦油方向去找故障点)、切(用故障测试车定位故障点)。
公众智能自主研发出G ZF1-I OOOA型高压电缆故障预警与精确定位系统基于行波定位原理,采用卫星/光纤精确授时,在电缆发生故障后,快速精确定位故障点,帮助检修人员快速找到故障点并排除故障,减少不必要的停电时间。
系统需要在目标电缆终端接头安装两台故障定位在线监测装置,各装置以卫星/光纤方式同步时钟,通过安装在目标电缆接头本体/接地线上的行波传感器耦合故障信号,结合安装在目标电缆接头本体/接地线上的故障电流传感器记录电缆发生故障时的本体电流变化趋势及波形数据,进一步在云服务器根据监测装置采集到的行波脉冲信号和时标信息计算故障点位置。
电力电缆故障点精确定位的原理及方法(一)一、声测法:声测法是电缆故障定点的主要方法,多用于测试高阻、闪络性故障和部分低阻故障。
使用的设备与冲闪法相同,采用声电转换器将很小的震动波转换成电信号进行放大处理,用耳机来侦听,听测出最响点即位故障点位置。
二、声磁同步法:在实际测试中,环境噪声的干扰增加了声测法准确辨别的难度,由于故障点放电时,除了产生放电声外,还会产生高频电磁波向地面传播,通过同时接收声波和电磁波方法来判断当前的声波是否由故障点放电引起,这就是声磁同步法。
它是对声波测试方法的改进,提高抗干扰能力。
定点环境不可避免存在各种连续噪声和脉冲冲击噪声的干扰。
目前单纯的声测法定点仪已经被淘汰,取而代之的是声磁同步法定点仪。
此类仪器通过观察在现场接收电缆被冲击高压击穿时的辐射电磁波和故障点的震动声波同步与否来人为排除现场噪声干扰,利用故障点震动声音的最大点确定精确故障点位置。
尽管此法定点精度不高,一般也能满足要求。
国内大多数厂家生产的定点仪均属此类方法。
少数厂家也在液晶屏幕上显示电磁波与地震波的时间差来精确判断故障点位置,这无疑是一重大改进。
我公司研制生产的DDY-3000数显同步电缆故障定点仪具备了查找电缆路径、声磁同步法和显示声磁时间差法的全部优点,并且将声磁时间差转换为定点探头与电缆故障点的实际距离数,并在液晶屏上直接显示出来。
在液晶屏上利同时显示故障距离、电磁信号大小、声波信号大小、同时具有存储记录功能,在故障点正上方,地震波声音最大(此时的地震波声音大小变化已不重要),读数最小,而且此读数就是故障点距地面的埋设深度。
在故障点正上方,探头无论左右移动还是前后移动,但读数都会变大,尽管地震波声音变化不明显。
也就是说,此功能在现场同时也实现了对电缆路径的精确判断。
所以,DDY-3000数显同步电缆故障定点仪是目前国内同类型产品中功能最全,抗干扰能力最强、定点最准确的电缆故障精确定位仪。
DDY-3000电缆故障定位仪采用本公司所独创的电缆定点新理论。
电力电缆故障检测与定位分析摘要:电力电缆工程多为隐蔽工程,在电缆发生故障之后,不易被运行人员发现,因此如何快速、有效、安全地探测到故障电缆的位置,是电缆检修工作中的重中之重。
基于此,本文将在电缆故障产生的原因、故障类型以及故障测距等方面进行分析,以供参考。
关键词:电力电缆;故障测距1电力电缆故障产生的原因电力电缆故障产生的原因是有多种多样的,故障成因复杂也是电力电缆故障的一大特点。
发生故障的原因主要有以下几种:(1)外力损坏多数电缆故障都是由在电缆安装敷设完毕后,由于电缆周围回填土不合格、附近有暴力施工亦或是长期受到车辆、重物冲击力作用所造成的永久性故障。
(2)接头故障主要是由于接头制作过程中,作业人员对接头工艺技术掌握不过关或材料不合格造成的,也有在抢修过程中不满足接头制作环境,未对电缆本体进行除湿便制作接头,以至于水汽进入电缆接头从而造成故障。
(3)长期超负荷运行由于长期超负荷运行,电缆的本体温度会随之升高,使电缆绝缘程度下降,尤其是在夏季的用电高峰期,电缆温度的升高以及运行环境的高温都会使电缆发生故障,故障点多发在电缆薄弱处和接头处。
(4)化学腐蚀电缆敷设路径通过有酸碱性土壤时,往往都会对电缆铠装或铅包进行大面积、长时间的化学腐蚀,从而造成机械性能、绝缘性能下降,从而引发电缆故障。
(5)路面、地基沉降电缆穿越公路、铁路或高层建筑物时,由于路面或地基沉降从而使电缆垂直方向受力产生形变,导致电缆铠装、半导体层等产生严重形变甚至断裂,造成电缆故障。
2电力电缆故障的分类当前电力电缆故障主要有导体故障、主绝缘故障和护套故障,为满足人们日益增长的供电需求,针对不同的需求有很多电力电缆的种类和结构,使得电缆故障的分类方法较多,一般来说按故障位置、电缆结构特性、电缆损坏程度和绝缘阻抗进行分类,本文着重讨论绝缘阻抗分类这一类故障。
电缆的各类故障都是由电缆的绝缘遭到破坏引发的,大体上是由高阻故障、低阻故障和泄露性故障组成。
电力电缆故障测试及定位方法浅析摘要:电力电缆作为电力系统的重要组成部分,一旦发生故障将直接影响到电力系统的安全运行和生产、生活的正常供应。
本文针对电力电缆的常见故障所产生的原因和故障类型,综述了目前在电缆故障测试中采用的各种常用方法和测试流程,总结归纳了如何对应不同类型的故障采用合适的测试方法,并对电力电缆故障定位的新技术及其特点进行了简述。
关键词:电缆故障行波测距定位新技术前言:电力电缆供电以其安全、可靠、有利于厂矿布局,近年来在公司的供电系统中得到了广泛的应用。
但是电力电缆一般都埋在地下,一旦发生故障,如何快速、精确的定位故障点是处理故障、及时恢复供电的关键所在。
通常要经过诊断、测距(预定位)、定点(精确定位)三个步骤来查明故障点。
只有采用合适的故障测试方法,才能尽可能快速、准确地找到故障点,减少因停电造成的损失。
一,电力电缆的故障类型及诊断造成电力电缆故障的原因有很多,比如:机械损伤、绝缘受潮、绝缘老化变质、过电压、材料缺陷、电缆绝缘物流失、设计和制作工艺不良以及护层腐蚀等。
按照故障的性质一般分为低阻(短路)故障和断路故障;高阻泄露故障和闪络型故障两大类。
按照故障出现的部位,通常可将故障类型大致分为断线故障、主绝缘故障和护层故障。
断线一般是由于故障电流过大而烧断电缆芯线或外界机械破坏等原因造成的,其测试比较简单。
主绝缘故障根据故障电阻和击穿间隙的情况,通常将主绝缘故障分为低阻、高阻及闪络性故障。
低阻故障与高阻故障的区分界限一般取电缆本身波阻抗的l0倍,但在实际测试工作中并不要求很严格地区分。
闪络性故障的故障点电阻极高,可给故障电缆施加到较高的电压,故障点才闪络击穿。
预防性试验中所发生的故障多属于这种情况。
高压单芯电缆的护层故障在性质上与主绝缘故障类似,但由于该故障发生在金属护层与大地之间,因而其测试方法与主绝缘故障测试有很大不同。
因护层故障在供电正常运行时故障现象不明显,且在公司供电系统中无相应的检测设备监控电力电缆运行时的各项实时参数,故在本文中不做探讨。
电力电缆的故障测距与定点方法探讨摘要:电力电缆作为整个电力系统的重要组成部分,一旦发生故障将直接影响着整个电力系统的安全运行。
因此,如何快速、准确地查找电缆故障,减少故障修复费用及停电损失,成为电力工程领域与研究界日益关注的问题。
文章分析了电力电缆故障的原因及分类,探讨了电力电缆的故障测距与定点方法,并对电力电缆故障在线监测的发展进行了探讨。
关键词:电力电缆;故障测距;故障定点;在线监测;脉冲随着我国经济建设的高速发展,我国的城市电网改造工作大力地开展。
由于电力电缆应用成本的下降,以及电力电缆自身所具有的供电可靠性高、不受地面、空间建筑物的影响、不受恶劣气候侵害、安全隐蔽耐用等特点,因而获得了越来越广泛的应用。
然而,与架空输电线路相比,虽然电力电缆的上述优点却为后期电缆的维护工作特别是故障测距与定位带来了较大的难度,尤其电缆长度相对较短、线路故障不可观测性等特点都决定了电缆线路要求有更精确的故障测距方法。
另一方面,电力电缆作为整个电力系统的重要组成部分,一旦发生故障将直接影响着整个电力系统的安全运行,并且如故障发现不及时,则可能导致火灾、大规模停电等较大的事故后果。
因此,如何快速、准确地查找电缆故障,减少故障修复费用及停电损失,成为电力工程领域与研究界日益关注的问题。
一、电力电缆故障原因及类型(一)电力电缆故障原因随着电缆数量的增多及运行时间的延长,由于电缆绝缘老化特性等因素,故障发生概率大大增加。
电缆故障点的查找与测量是通讯和电力供应畅通的有力保障,但是因为电缆线路的隐蔽性、个别运行单位的运行资料不完善以及测试设备的局限性,使电缆故障的查找非常困难。
尤其是在狂风、暴雨等恶劣天气中,给故障的查找、维修带来了很大不便。
了解电缆故障的原因,对于减少电缆的损坏,快速地判定出故障点是十分重要的。
电缆发生故障的原因是多方面的,常见的几种主要原因包括:1.机械损伤。
主要由于电缆安装敷设时不小心造成的机械损伤或安装后靠近电缆路径作业造成的机械损伤而直接引起的。
2.绝缘老化变质。
主要是由于电缆绝缘内部气隙游离造成局部过热,从而使绝缘炭化。
3.化学腐蚀。
电缆路径在有酸碱作业的地区通过,或煤气站的苯蒸汽往往造成电缆铠装和铅(铝)护套大面积长距离被腐蚀。
4.设计和制作工艺不良。
拙劣的技工、拙劣的接头,电场分布设计不周密,材料选用不当,不按技术要求敷设电缆往往都是形成电缆故障的重要原因。
5.过电压。
过电压主要是指大气过电压(雷击)和电缆内部过电压。
(二)电力电缆故障类型根据故障电阻与击穿间隙情况,电缆故障可分为低阻、高阻、开路与闪络性故障。
1.低电阻接地或短路故障:电缆线路一相导体对地或数相导体对地或数相导体之间的绝缘电阻低于正常阻值较多,电阻值低于10Zc(Zc为电缆线路波阻抗),而导体连续性良好。
常见类型有单相接地、两相短路、两相短路接地、三相短路接地等。
2.高电阻接地或短路故障:与低电阻接地或短路故障相似,但区别在于接地或短路的电阻大于10Zc而芯线连接良好。
常见类型有单相接地、两相短路、二相短路接地、三相短路接地等。
3.开路故障:电缆各相导体的绝缘电阻符合规定,但导体的连续性试验证明有一相或数相导体不连续,或虽未断开但工作电压不能传输到终端,或虽然终端有电压但负载能力较差。
常见类型有单相断线、两相断线、三相断线。
4.闪络故障:低电压时电缆绝缘良好,当电压升高到一定值或在某一较高电压持续一定时间后,绝缘发生瞬时击穿现象。
常见类型有单相剐络、两相闪络、三相闪络。
二、电缆故障测距方法分析根据不同性质的故障,电缆故障的测距采用不同的方法。
目前主要有电桥法和根据行波原理发展的低压脉冲反射法、脉冲电压法、脉冲电流法、二次脉冲法。
电桥法测试电缆受条件限制较多,对于高阻故障无法进行测试。
随着新技术的不断进步,现在现场上电桥法用得越来越少。
(一)低压脉冲反射法通过计量发射脉冲和故障点反射脉冲之间的时间差△t来测取故障距离。
若设脉冲电波在电缆中的传播速度为v,则电缆故障距离S可由下式计算:S=0.5v△t。
低压脉冲反射法适于测定电缆的低阻和开路故障,也可用于校对电缆的全长和显示电缆中间接头的位置,还可用于测定电缆的波传播速度,测量准确率较高,应用较广。
(二)脉冲电压法又称闪测法,是20世纪70年代发展起来的用于测量高阻与闪络性故障的方法。
该方法首先将电缆故障点在直流高压(直闪法)或冲击高压(冲闪法)信号下击穿,然后记录下放电脉冲在测量点与故障点往返一次所需的时间,再根据电波在电缆中的传播速度,就可算出故障点的距离。
该方法测试速度快,波形清晰易判。
但其接线复杂,分压过大时对人和仪器有危险。
(三)脉冲电流法这是20世纪80年代初发展起来的一种测试方法,以安全、可靠、接线简单等优点显示了强大的生命力。
它与脉冲电压法大致相同,区别只在于:脉冲电流法是通过一线性电流藕合器来测量电缆故障击穿时产生的电流脉冲信号。
脉冲电流法也包括直闪法和冲闪法两种类型。
直闪法用于测量闪络性高阻故障;而冲闪法主要用于测量泄漏性高阻故障,也可测量闪络性高阻故障。
直闪法测量线路中包括:电流耦合器、调压器、高压试验变压器、整流硅堆、储能电容。
测量时,调整仪器从0开始给电缆加直流电压,当电压升到一定值时,故障点闪络放电,线性电流耦合器输出第一个电流脉冲。
放电脉冲到达故障点后又被反射,折回到仪器端。
这一过程不断进行,直到放电过程结束,则故障点到测量端的距离可由此计算出来。
冲闪法测量线路中则有一球间隙,用以改变加到电缆上的冲击电压高低和放电间隔时间。
测量时从0调节T,当电压增加到某一值时,球间隙G击穿,使电容对电缆芯线放电。
当电压信号幅值大于故障点临界击穿电压,则高压信号沿电缆行进到故障点一定的时间后,故障点电离,击穿放电。
闪测仪将记录到相应的波形,则故障点到测量端的距离可由此计算出,△t表示相邻两个同极性脉冲(第一个脉冲除外,因为故障点击穿有延时)的时间差。
(四)二次脉冲法20世纪90年代,国外发明二次脉冲法。
它先用高压脉冲将故障点击穿,在故障点起弧后熄弧前,由测试仪器向电缆耦合注入一低压脉冲。
此脉冲在故障点闪络处(电弧的电阻值很低)发生短路反射,并记忆在仪器中。
电弧熄灭后,测量仪器复发一测量脉冲通过故障处直达电缆末端并发生开路反射,比较两次低压脉冲波形可非常容易地判断故障点(击穿点)位置。
二次脉冲法使得电缆高阻故障的测试变得十分简单,是目前电力电缆故障离线测试最先进的基础测试方法。
三、电缆故障定点方法分析目前,常用的电缆精确定点的方法有声测法、音频感应法和声磁同步法。
声测法主要用于高阻故障的精确定点。
实际应用中,声测法常因受到电缆故障点环境因素的干扰,如振动噪声大,电缆埋设过深等,造成定点困难。
电阻小于10Ω的低阻故障,传统的定点方法是音频感应法。
音频感应法是通过人的耳朵对声音信号强弱的分辨来判断故障点的位置,对操作人员的经验要求较高。
声磁同步法利用故障点放电同时产生的电磁波和声波确定故障点。
通过监测接收到的磁声信号的时间差,可以估计故障点距离探头的位置,比较在电缆两侧接收到脉冲磁场的初始极性,亦可在进行故障定点的同时寻找电缆路径。
四、电缆故障在线监测的发展随着城网的发展,原有主要依靠定期停电后进行绝缘预防及检测电路的方法已难以满足现实的要求。
近年来不少研究者提出了一些新的在线带电检测方法,这些方法对早期发现电力电缆特别是交联聚乙烯电缆存在的绝缘缺陷及老化情况,很有作用。
通常有以下几种方法:(一)直流叠加法在接地的电压互感器的中性点处加进低压直流电源(通常为50V),使该直流电压与运行中电缆的交流电压叠加,检测通过电缆绝缘层的极微弱的直流电流,即可测得整条电缆的绝缘电阻,从而可对电缆的好坏进行判断。
直流叠加法的特点是抗干扰能力较强。
但绝缘电阻与电缆绝缘剩余寿命的相关性并不好,分散性相当大。
绝缘电阻与许多因素有关,即使同一根电缆,也难以仅靠测量其绝缘电阻值来预测其寿命。
(二)直流分量法通过检测电缆芯线与屏蔽层电流中极微弱的直流成分,对电缆中某一点或某一局部存在的树枝化(水树枝、电树枝)绝缘缺陷进行劣化诊断。
直流分量法测得的电流极微弱,有时也不大稳定,微小的干扰电流就会引起很大误差。
研究表明,这些干扰主要来自被测电缆的屏蔽层与大地之间的杂散电流,因杂散电流及真实的由水树枝引起的电流,均通过直流分量测量装置,以至造成很大误差。
可考虑采取旁路杂散电流或在杂散电流回路中串入电容将其阻断等方法。
目前国外将用直流分量法测得的值分为大于100nA、1~100nA、小于1nA 三档,分别表明绝缘不良、绝缘有问题需要注意、绝缘良好。
(三)介质损耗因数法将加于电缆上的电压用电压互感器或分压器取出,将流过绝缘中的工频电流用电流互感器取出,然后在自动平衡回路中检测上述信号的相位差,即可测出电缆绝缘的介质损耗因数(四)分布式光纤温度传感器利用分布式光纤温度传感器,通过检测故障点附近温度变化情况来实现电缆故障定位。
这种检测技术成本较高,主要应用于新敷设的重要电缆。
五、结语目前,电力电缆的故障检测主要为离线测试。
但是,在线监测具有更为明显的经济效益和社会效益。
近年来,电力系统的状态监测得到迅速发展并成为目前国际上的一个研究热点。
电力电缆故障的在线监测技术,将成为未来电力电缆故障检测技术的趋势。
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