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電纜故障定位技術(shù)介紹第一頁(yè),共43頁(yè)。提綱電纜基本知識(shí)與分類(lèi)電纜故障定位原理1:判斷故障性質(zhì)電纜故障定位原理2:粗測(cè)電纜故障定位原理3:精確定點(diǎn)電纜故障定位原理4:電纜管線定位4/23/20232第二頁(yè),共43頁(yè)。電纜基本知識(shí)與分類(lèi)4/23/20233第三頁(yè),共43頁(yè)。6-35kV交聯(lián)聚乙烯XLPE

絕緣電力電纜4/23/20234第四頁(yè),共43頁(yè)。380V聚氯乙烯PVC電力電纜圖片4/23/20235第五頁(yè),共43頁(yè)。電力電纜的基本結(jié)構(gòu)

電纜蘋(píng)果導(dǎo)體果核絕緣果肉護(hù)套果皮除1至3kV電纜外,均有屏蔽層4/23/20236第六頁(yè),共43頁(yè)。電纜的護(hù)層為使電纜適應(yīng)各種使用環(huán)境的要求而在電纜上所施加的保護(hù)覆蓋層,叫電纜護(hù)層。內(nèi)護(hù)層,外護(hù)層可大致分為:金屬護(hù)層、塑料護(hù)層,復(fù)合護(hù)層、特種護(hù)層。4/23/20237第七頁(yè),共43頁(yè)。電纜的分類(lèi)根據(jù)IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),電纜定義是:用以傳輸電(磁)能、信息和實(shí)現(xiàn)電磁能轉(zhuǎn)換的線材產(chǎn)品。電力電纜,如聚氯乙烯電力電纜,交聯(lián)XLPE電纜通信電纜和通信光纖,如中移動(dòng)、中國(guó)電信、聯(lián)通等控制電纜,如發(fā)電廠內(nèi)汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)控制用電纜裸導(dǎo)線,如架空線,鐵塔、電線桿上架設(shè)繞組線,如漆包線,在變壓器、電動(dòng)機(jī)內(nèi)油井電纜,對(duì)防油浸和機(jī)械拉力有特殊要求煤礦電纜電氣裝備用電線電纜,如布電線、船用電纜等4/23/20238第八頁(yè),共43頁(yè)。電力電纜的品種絕緣類(lèi)型電纜名稱電壓等級(jí)kV允許最高工作溫度℃油浸紙絕緣電纜粘性浸漬絕緣電纜1-351~6kV為8010kV為65~7035kV為65不滴流電纜1-35自容式充油電纜66-75080~85塑料絕緣電纜聚氯乙烯電纜1-665聚乙烯電纜6-40070交聯(lián)聚乙烯電纜0.4-50090橡皮絕緣電纜天然丁苯橡皮電纜0.5-665乙丙橡皮電纜1-13890丁基橡皮電纜1-3580氣體絕緣電纜管道氣體絕緣電纜220-500904/23/20239第九頁(yè),共43頁(yè)。電纜故障類(lèi)型低阻接地故障高阻接地故障短路故障斷線故障閃絡(luò)性故障混合故障4/23/202310第十頁(yè),共43頁(yè)。R<1k,低阻故障TestorProblem絕緣電阻測(cè)量確定故障電纜的絕緣電阻1k<R<

高阻故障預(yù)定位脈沖反射儀配合高壓?jiǎn)卧M(jìn)行測(cè)量弧反射法(二次脈沖法)三次脈沖法衰減法脈沖電流法低阻故障預(yù)定位無(wú)需加高壓,只用脈沖反射儀測(cè)量脈沖反射測(cè)量外護(hù)套故障預(yù)定位

(電壓降法、電橋法)故障電纜或接頭試驗(yàn)對(duì)接頭進(jìn)行0.1Hz試驗(yàn)對(duì)故障電纜進(jìn)行DC試驗(yàn)確定故障點(diǎn)的擊穿電壓電纜投入運(yùn)行通過(guò)試驗(yàn)4/23/202311第十一頁(yè),共43頁(yè)。精確定點(diǎn)修復(fù)電纜電纜路徑測(cè)尋高阻故障距離法聲音和磁場(chǎng)的時(shí)間差低阻和死接地故障音頻絞合法和

最小扭曲法外護(hù)套故障跨步電壓法電纜識(shí)別(多根并行敷設(shè)的運(yùn)行電纜中找出故障電纜)4/23/202312第十二頁(yè),共43頁(yè)。電纜故障定位原理1:判斷故障性質(zhì)需要儀表:萬(wàn)用表和搖表(高阻計(jì))各一只,最好是指針式用搖表分別測(cè)量線芯對(duì)地絕緣電阻和相間絕緣電阻,單位:兆歐在電纜遠(yuǎn)端將三相短路,在近端用萬(wàn)用表測(cè)量相間導(dǎo)體電阻,單位:歐姆4/23/202313第十三頁(yè),共43頁(yè)。電纜故障定位原理2:粗測(cè)粗測(cè),又稱電纜故障測(cè)距,在電纜的一端使用儀器確定電纜故障點(diǎn)距離常用的方法有電橋法和波反射法電橋法:低壓電橋法和高壓電橋法波反射法TDR:一次脈沖法(低壓脈沖法)、二次脈沖法、三次脈沖法4/23/202314第十四頁(yè),共43頁(yè)?;菟雇姌虻幕驹砝霉收宵c(diǎn)兩側(cè)的電纜線芯電阻與比例電阻構(gòu)成Whitestone/Murray電橋,是傳統(tǒng),經(jīng)典的定位方法4/23/202315第十五頁(yè),共43頁(yè)。電橋的等效電路設(shè)被測(cè)電纜兩端至擊穿點(diǎn)的距離為L(zhǎng)1和L2,電纜全長(zhǎng)為L(zhǎng),它們對(duì)應(yīng)的線芯電阻為R1,R2

顯然L1/L2=R1/R2

接入電橋后構(gòu)成如右電路圖中r1+r2=r0為比例電位器,其電阻值對(duì)應(yīng)于刻度盤(pán)讀數(shù)P

平衡后有L1/L2=R1/R2=r1/r2L1/L=r1/r0=P%(百分之P)因此L1=P%·L4/23/202316第十六頁(yè),共43頁(yè)。電橋法的特點(diǎn)利用故障點(diǎn)兩側(cè)的電纜線芯電阻與比例電阻構(gòu)成Murray電橋,是傳統(tǒng),經(jīng)典的定位方法。設(shè)備價(jià)格低,操作簡(jiǎn)單。由于過(guò)去低壓電橋法儀器測(cè)量電壓低,通常被認(rèn)為不適宜高阻。引線采用四端子測(cè)量,可獲得高精度定位比例。須將電橋置于高壓側(cè),而操作鈕安全接地,確保人身安全。高壓電橋徹底解決了電橋法用于高阻定位的局限性。電橋法無(wú)盲區(qū)、精確、使用方便4/23/202317第十七頁(yè),共43頁(yè)。波反射法

脈沖波在電纜中以一定速度傳播,在電纜擊穿點(diǎn)或電纜端部反射,波反射法根據(jù)脈沖的時(shí)間差定位,適用范圍廣,可以定位未知電纜長(zhǎng)度及斷線故障。4/23/202318第十八頁(yè),共43頁(yè)。txlxl=v·tx2xvtxlx脈沖往返傳播時(shí)間電纜長(zhǎng)度波速度l=2xv·tx2v波速的一半傳播時(shí)間和距離脈沖反射4/23/202319第十九頁(yè),共43頁(yè)?;》瓷浞ˋRM的優(yōu)勢(shì)-先通過(guò)高壓?jiǎn)卧查g擊穿故障點(diǎn)然后T30E數(shù)碼脈沖反射儀快速無(wú)盲區(qū)采集信號(hào)儲(chǔ)能電容器上的全部電壓加到故障電纜上,無(wú)任何電壓損失G=ARM弧反射法故障定位原理圖HV-UnitSurgeUnitTeleflexARM弧反射法專(zhuān)利濾波器,純電感線圈FaultyCable4/23/202320第二十頁(yè),共43頁(yè)。

二次脈沖法技術(shù)特點(diǎn)-先通過(guò)高壓?jiǎn)卧查g擊穿故障點(diǎn)-必須經(jīng)過(guò)一段時(shí)間延遲后才能測(cè)量到波形-儲(chǔ)能電容器上的部分電壓在300歐姆電阻上產(chǎn)生電壓損失,無(wú)法全部加到故障電纜G=二次脈沖法故障定位原理圖HV-UnitSurgeUnitTeleflex二次脈沖法濾波器300歐姆電阻FaultyCable3004/23/202321第二十一頁(yè),共43頁(yè)。Peaktopeak=LG=脈沖電流法技術(shù)特點(diǎn)-電壓需要一直升壓,直到故障點(diǎn)擊穿或高壓脈沖發(fā)生器發(fā)出高壓脈沖-只能被動(dòng)測(cè)量行波,波形依賴行波頻率,有時(shí)清楚,有時(shí)很難辨認(rèn)-通過(guò)耦合線圈得到波形,準(zhǔn)確性降低TeleflexSurgeUnit

or

DC

Test

Set脈沖電流法,國(guó)產(chǎn)技術(shù)FaultyCable4/23/202322第二十二頁(yè),共43頁(yè)。三次脈沖法-高壓沖擊擊穿電纜故障點(diǎn),即產(chǎn)生短路燃弧-中壓沖擊單元延長(zhǎng)并穩(wěn)定燃弧-測(cè)試脈沖為1kV或200V,脈沖幅值高直流源G=高壓沖擊單元16/32kV中壓沖擊單元4/8kV1kV200V脈沖反射儀故障電纜三次脈沖弧反射法ARMPlus專(zhuān)門(mén)的脈沖發(fā)生器4/23/202323第二十三頁(yè),共43頁(yè)?;》瓷浞ǖ膮⒖疾ㄐ魏凸收喜ㄐ?/23/202324第二十四頁(yè),共43頁(yè)。等效電路圖電纜模型電纜截面RLGC電纜的等效電路圖C...G...L...R...并聯(lián)電容并聯(lián)電導(dǎo)串聯(lián)電感串聯(lián)電阻4/23/202325第二十五頁(yè),共43頁(yè)。txlxl=v·tx2xvtxlx脈沖往返傳播時(shí)間電纜長(zhǎng)度波速度l=2xv·tx2v波速的一半傳播時(shí)間和距離脈沖反射4/23/202326第二十六頁(yè),共43頁(yè)。0%100%窄脈沖高衰減,傳播較近的距離原因:包含高頻元件0%100%寬脈沖脈沖反射儀好電纜脈沖寬度的影響反射波形(100%反射)低衰減,傳播較遠(yuǎn)的距離原因:包含低頻元件4/23/202327第二十七頁(yè),共43頁(yè)。電纜故障定位原理3:精確定點(diǎn)精確定點(diǎn):電纜運(yùn)行或檢修技術(shù)人員根據(jù)電纜故障粗測(cè)的結(jié)果,在電纜故障點(diǎn)附近,通過(guò)儀器和設(shè)備對(duì)電纜故障點(diǎn)的位置進(jìn)行精確定位的過(guò)程。這一步驟的結(jié)論是在0.1米的范圍內(nèi)指出故障點(diǎn)位置?;痉椒ㄊ锹暣磐椒ā⒖绮诫妷悍ê鸵纛l感應(yīng)法4/23/202328第二十八頁(yè),共43頁(yè)。高壓脈沖發(fā)生器聲磁同步法精確定點(diǎn)4/23/202329第二十九頁(yè),共43頁(yè)。管道中電纜故障的定位lx=lgt1t1t2+舉例:t1=38,4,t2=10,3,lg=50m38,438,410,3+lx=50?=39,4mlgt1t2l1l24/23/202330第三十頁(yè),共43頁(yè)。Surgecoil故障音頻絞接法給相間死接地故障精確定點(diǎn)4/23/202331第三十一頁(yè),共43頁(yè)。音頻絞接法對(duì)單相死接地故障精確定點(diǎn)

故障Surgecoil4/23/202332第三十二頁(yè),共43頁(yè)。1)開(kāi)始界面2)最大法,最小法,信號(hào)以及深度和電流顯示最小扭曲法34/23/202333第三十三頁(yè),共43頁(yè)。最小扭曲法44/23/202334第三十四頁(yè),共43頁(yè)。電纜故障定位原理4:

電纜管線定位并非必須步驟,如電纜檔案齊全則省略本環(huán)節(jié)解決問(wèn)題:城市改造頻繁,圖紙中的參照物消失;用戶沒(méi)有電纜資料保管意識(shí),竣工后沒(méi)有保存電纜路徑資料由于電力電纜運(yùn)行時(shí)具有高壓,按照電力規(guī)程,除定出管線位置外,還需進(jìn)行電纜準(zhǔn)確識(shí)別,確保鋸電纜時(shí)的人身和設(shè)備安全4/23/202335第三十五頁(yè),共43頁(yè)。音頻發(fā)生器的連接兩種方法選擇需要的發(fā)射功率!

選擇最適合的方法!有可能使用在運(yùn)行電纜上接收信號(hào)隨距離減弱最佳連接方式直接連接不可能使用在運(yùn)行電纜上音頻發(fā)生器輸出功率3W至500W優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)感應(yīng)耦合4/23/202336第三十六頁(yè),共43頁(yè)。路徑測(cè)尋(最大值法)測(cè)尋線圈在水平位置音頻電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)信號(hào)和音量的強(qiáng)度音頻發(fā)生器4/23/202337第三十七頁(yè),共43頁(yè)。測(cè)尋線圈在垂直位置路徑測(cè)尋(最小值法)音頻電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)信號(hào)和音量的強(qiáng)度音頻發(fā)生器4/23/202338第三十八頁(yè),共43頁(yè)。路徑測(cè)尋(極大值法SuperMaximum)最小值法最大值法反向的最小值SuperMaximum極大值法X4/23/202339第三十九頁(yè),共43頁(yè)。100%60

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