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电力电缆故障技术与解决方案介绍 2013年4月24日于鄂尔多斯 1 提纲 电缆故障概述 电力电缆结构 电缆故障发生的原因 电缆故障定位查找步骤 仪器介绍及常见故障的解决方法 经典故障案例分享 2 电力电缆以其供电安全 可靠 有利于美化城市等优点 获得了越来越广泛的应用 电力电缆多埋于地下 一旦发生故障 寻找起来十分困难 往往要花费数小时 甚至几天的时间 浪费了大量的人力 物力 而且会造成难以估量的停电损失 所以如何准确 迅速的查寻电缆故障便成了供电部门日益关注的问题 电缆故障情况及埋设环境比较复杂 变化多 测试人员应熟悉电缆的埋设走向与环境 确切地判断出故障性质 选择合适的仪器与测量方法 按照一定的程序工作 才能顺利地测出电缆故障点 概述 3 电力电缆基本结构示意图 1线芯2绝缘层3护层 4 6 35kV电力电缆 以交联聚乙烯为主 单芯 三芯 5 10KV三芯电缆的截面实物图 6 380V电力电缆 以聚氯乙烯材料为主 7 低压380V电缆终端 PVC聚氯乙烯绝缘三相四芯电缆 8 电力电缆为什么产生故障呢 9 故障原因一 外力破坏 10 故障原因二 水树枝 11 故障原因三 电树枝 电树枝 局部放电击穿 12 电缆故障测试步骤 13 第二步 外护套故障预定位 高压电桥法 R 1k 低阻故障 第一步 判断故障性质确定故障电缆的绝缘电阻 1k R 第二步 高阻故障预定位脉冲反射仪配合高压单元进行测量稳定弧反射法三次脉冲法衰减法脉冲电流法 第二步 低阻故障预定位无需加高压 只用脉冲反射仪测量低压脉冲法 故障电缆或接头试验 对接头进行0 1Hz试验 对故障电缆进行残压测试 电缆投入运行 14 修复电缆 高阻故障声磁同步法声音和磁场的时间差 接地故障跨步电压法 电缆识别 多根并行敷设的运行电缆中找出目标电缆 100 准确 第四步 精确定点 超低阻和死接地故障音频绞合法和最小扭曲法 第三步 电缆路径定位 超低阻和死接地故障音频绞合法和最小扭曲法 15 第一步 现场判断故障性质 断线 短路 低阻 高阻 闪络 16 第二步 故障预定位 粗测 波反射法 脉冲反射法 高压电桥法低压电桥法高压电桥法 低压脉冲法脉冲电流法二次脉冲法三次脉冲法稳定弧反射法 T32独有专利 17 波反射法定位仪 WL50 WL30 WL20 18 波反射法缺点 可以定位断线故障能测电缆全长不需要对端短接抗干扰能力强 波反射法优点 对波特性不好的PVC电缆效果不好不能定位外护套故障无法定位稳定型高阻故障定位有盲区 19 电缆故障定位电桥 LB4 60智能数字电桥 LB15高压电桥 特点 操作简单 测试无盲区 价格便宜 20 惠斯通电桥的基本原理 利用故障点两侧的电缆线芯电阻与比例电阻构成Murray电桥 是传统经典的定位方法 21 电桥的等效电路 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 2L 22 高压电桥适用范围 含有GIS终端 含有T接头 包含交叉互联段 故障无法闪络击穿 拆开困难 不拆开难以加高压 波形反射能量损失 波阻抗产生突变波反射难以定位 故障点进水难以闪络 23 含有GIS终端 通常需要打开GIS终端气室 关系到另一个部门 另一个专业 工作协调及人员调配费时多多 因此最好不要打开GIS终端气室 电缆线芯可以通过接地刀引出 但引出套管耐压有限 通常110kVGIS开关为8kV 220kVGIS开关为12kV 因此通过该点能施加的电压有限 24 故障点无法闪络击穿 中间接头击穿 即使电阻低至k 因为中间接头的高低压电极间隔大 击穿通道长 相当于在高低压电极间并联一个电阻 冲击电压下没有闪络 电缆本体也有类似情况 运行中产生的击穿通常将铝护套炸开 击穿通道被水填满 冲击电压下没有闪络 因此无法使用波发射法定位 25 包含交叉互联段 经过交叉换位后 波阻抗产生突变 使定位反射波十分复杂 难以定位 高压脉冲在该点也有能量损失 难以到达远处 因此要求短路同轴接地电缆 使故障相电缆金属护层连续 实际上 短路全线可能超过10个交叉互联接地箱 并非易事 即使短路 也会形成阻抗突变 高低压脉冲均会反射 因此同轴接地电缆短路效果有限 26 含有T型接头 T接头将电缆分为3段 脉冲经过T接头时 能量分为3份 一份返回 另外2份传至另外2段电缆 如强弩之末 难以使故障点放电 定位 定点均不合适 如故障点远离测量点或在另外2段电缆上 脉冲经复杂反射 波形复杂 难以定位 27 电桥法优点 需要知道电缆的全长数据需要在另一端短接电缆断线故障不能定位多点故障误差比较大 电桥法缺点 价格便宜 操作简单定位比较温和 无额外击穿没有盲区 特别适用于判断短电缆及靠近测试端头的故障点 28 第三步 电缆路径定位 如需要 29 第四步 故障精确定点 声磁同步法 跨步电压法 30 PP10精确定点仪 声磁同步法 31 SVI 1跨步电压指示器 跨步电压法 32 第五步 电缆识别 如需要 33 探博士电缆故障组合方案介绍 34 远程电缆故障定位系统 疑难故障 难于分析判断 服务中心取得波形 协助分析 回送分析结果 远程服务中心可控制波反射仪 帮助完成故障预定位 并测得故障距离 并协助完成故障精确定点 顺利准确的找出故障点 35 LP30 2 高压 LP8 10 低压 PP10 WL30 36 T32手推车式电缆故障定位系统 黄金搭档 适用范围 400V 220kV电缆主绝缘故障 特点 国际先进的弧反射技术 波形简单 自动显示故障点 冲击能量大 安徽省电力公司 湖南怀化电力局 东莞电力局 四川德阳电力局 郑州铁路局 37 T20电缆故障定位系统 经济型 适用范围 6 35KV主绝缘电缆故障 WL20脉冲反射仪 LP30 2高压单元 PP10精确定点仪 特点 一体化原装进口拉杆箱设计 接线简单 轻而便携 38 2012年T20部分销售业绩表 39 T8低压电缆故障定位系统 适用范围 8KV及其以下的低压电缆为主 WL20脉冲反射仪 LP8 10高压单元 PP10精确定点仪 特点 轻而便携 再不损伤低压电缆的情况下冲击能量大 嘉兴县电力局 天津大港油田 江苏连云港核电厂 40 T型外护套电缆故障定位系统 适用范围 35KV及其以上的单芯电缆 LB15高压电桥 SLP15脉动电压发生器 SVI 1跨步电压指示器 上海崇明电力公司 中铁电器化哈大客专 上海天捷建设工程有限公司 41 集烧穿源和智能数字定位电桥于一体 高压烧穿输出最高电压60kV 短路电流600mA可以快速将高残压电缆故障烧成低阻 智能电桥最大电流600mA 适合于高压 大截面 大长度电缆的绝缘故障预定位 600mA大电流可大幅度提高故障距离测量精度 LB4 60智能数字定位电桥 42 BS60 500恒流烧穿源 适用于电力电缆高阻故障点的烧穿 降低故障点电阻 烧穿故障点对于闪络高阻及中间接头进水等高压脉冲难以击穿的故障特别有效 湖南电力建设工程质量监督中心站 广州东莞供电局 43 T5000彩屏智能管线仪 三个特有专利 SS信号识别 提供加强级目标管线的识别能力罗盘导向 提供盘圈和T接分支管线预警和定位能力畸变警示 提供管线密集和重叠区的定位和辨认能力 2012年完成销售70套 测深达 20米 44 LVD5000电缆运行精确定位系统 功能特点 配合T5000对高低压带电电缆路径精确探测对未知始末端的高低压电缆走向准确查找对带电电缆能进行有效的识别 45 TCI电缆识别仪 特点 操作方便简单安全 无需任何经验 结果直观正确的方法操作下 结果万无一失 100 的正确重量轻 整套仪器重量不超2KG 2012年完成销售50套 46 TBS 1高压电缆运行状态在线监测系统 47 TBS 1在线监测系统监测的内容 护层环流运行电流电缆温度 局部 环境温度 接地箱内温度 水位 如需要 井盖 如需要 48 护层绝缘的损伤将使金属护套多点接地 从而产生护层循环电流 增加护套损耗 影响电缆载流能力 严重时甚至会使电缆严重发热而烧毁 保证高压电缆线路每金属护套至少有一处良好的接地点也十分重要 若直接接地点由于各种原因未能有效接地 那么电缆金属护套的电位就会急剧升高到几千伏甚至一万伏 很容易把电缆外护套击穿并在击穿点持续放电 造成电缆外护套温度升高甚至着火燃烧 电缆外护层绝缘监测的重要性 49 停电测量护层绝缘电阻人工测量护层循环电流 现有高压电缆护层绝缘监测手段 50 现有手段的主要缺点 停电测量影响线路可用率人工测量效率低 工作量大定期测量 不能及时发现护层绝缘缺陷很多接头处于工井内 测量困难 费用高 51 在线监测的意义 及时发现电缆护层缺陷 确保电缆线路安全减少人工工作量 提高劳动效率节