电力电缆故障定位简单原理

Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai电缆故障定位原理简介•编者:林先生•厦门奈菲思进出口有限公司•13859187593•0592-5810718•E-mail:[e-mail].,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai提纲•电缆基本知识与分类•电缆故障定位原理1:判断故障性质•电缆故障定位原理2:粗测•电缆故障定位原理3:精确定点•电缆故障定位原理4:电缆管线定位Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai电缆基本知识与分类Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai电缆的分类根据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。•电力电缆，如聚氯乙烯电力电缆，交联XLPE力缆•通信电缆和通信光纤,如中移动、中国电信、联通等•控制电缆,如发电厂内汽轮机和发电机控制用电缆•裸导线，如架空线，铁塔、电线杆上架设•绕组线，如漆包线，在变压器、电动机内•油井电缆，对防油浸和机械拉力有特殊要求•煤矿电缆•电气装备用电线电缆，如布电线、船用电缆等Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai电缆的基本性能•电性能：导电、绝缘、传输•力学性能：抗拉、弯曲、耐磨等•热性能：工作温度、载流量、短路、过载能力•耐腐蚀和耐气候能力•老化性能：长期可靠性•其它性能：阻燃性等Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai380V聚氯乙烯PVC电力电缆图片Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai电线电缆的合理应用•产品选型正确：单芯不能有钢带•线路设计合理：保护，固定，附件位置•安装敷设认真：安装质量至关重要•维护管理严格：防止外力损坏•非合理应用必然导致电缆故障Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai6-35kV交联聚乙烯XLPE绝缘电力电缆Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai电力电缆的特点与架空线一样，用于传输和分配电能，其不同之处在于：•一般埋设于土壤中或敷设于室内、沟道中。线间间隔小，走廊窄，可不占用地面。•受气候及环境影响小，可靠性高。Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai电缆故障定位原理1:判断故障性质•需要仪表：万用表和摇表（高阻计）各一只，最好是指针式•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•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Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai判断故障性质•举例1：线芯间绝缘电阻：AB=2500兆；BC=8兆，CA=2500兆；•线芯对地绝缘电阻：A=2500兆；B=5兆，C=3兆；•导通试验，末端三相短路：AB=0欧姆；BC=0欧姆，CA=0欧姆；•由此判断，该故障属于BC两相接地故障，同时短路Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai电缆故障类型•接地故障（含低阻接地故障和高阻接地故障）•短路故障•断线故障•闪络性故障•混合故障Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai电缆故障的原因•外力损伤（当时发生的直接故障和后来发生电缆故障）•绝缘受潮（附件密封不良或本体有小孔）•绝缘老化变质（过热）•过电压•制造质量、设计质量、施工质量•外护层受地下酸碱腐蚀Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai电缆故障定位原理2:粗测•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•常用的方法有电桥法和波反射法•电桥法：低压电桥法和高压电桥法•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Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai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惠斯通/Murray电桥，是传统，经典的定位方法A相铝护套主绝缘线芯RpPGB相rr:比例电位器G：检流计Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai电桥法的特点•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。•设备价格低，操作简单。•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。•引线采用四端子测量，可获得高精度定位比例。•须将电桥置于高压侧，而操作钮安全接地，确保人身安全。•高压电桥彻底解决了电桥法用于高阻定位的局限性。•电桥法无盲区、精确、使用方便Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDaiTDR波反射法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。定位盲区较大是传统波反射法的不足。用于高阻故障时，由于击穿延迟，或发射波不明显，往往精度差。Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDaiTDR波反射法分类低压脉冲法（一次脉冲法）弧反射法ARM三次脉冲法Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai等效电路图电缆模型电缆截面RLGC电缆的等效电路图C...G...L...R...并联电容并联电导串联电感串联电阻Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDaitxlxl=v·tx2xvtxlx脉冲往返传播时间电缆长度波速度l=2xv·tx2v波速的一半传播时间和距离脉冲反射Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai0%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宽度的影响反射波形(100%反射)低衰减，传播较远的距离原因:包含低频元件Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai三次脉冲法的参考波形和故障波形Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai电缆故障定位原理3:精确定点•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。•基本方法是声磁同步法、跨步电压法和音频感应法Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai高压脉冲发生器声磁同步法精确定点Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai电缆故障定位原理4:电缆管线定位•并非必须步骤，如电缆档案齐全则省略本环节•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•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Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai音频发生器的连接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连接不可能使用在运行电缆上音频发生器输出功率3W至500W优点和缺点感应耦合Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai路径测寻（最大值法）测寻线圈在水平位置音频电流产生的磁场信号和音量的强度音频发生器Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai测寻线圈在垂直位置路径测寻（最小值法）音频电流产生的磁场信号和音量的强度音频发生器Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai路径测寻（极大值法SuperMaximum）最小值法最大值法反向的最小值SuperMaximum极大值法XRadiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai三种测试方法的比较最大值法优点:电缆管线上方信号接收最强缺点:信号变化较缓，故精确度较低最小值法优点:精度高缺点:正确的电缆路径左右均有很强的信号，有时无法识别最小值极大值法优点:在电缆路径上方信号突然增强，因而精度高，分辨率高Radiolocation.,LtdShanghaiTraining2006/03DavidDai总结•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）•精确定点是关键•任何公司、任何技术都在这4个环节以内•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•请批评、指正