21电力电缆试验及电缆故障检寻-new

1电力电缆线路第二一讲电力电缆试验及电缆故障检寻电气工程学院2013022复习高压电缆附件本学时主要内容：电力电缆试验及电缆故障检寻3第六章电力电缆试验及电缆故障测寻第一节概述一、电力电缆试验项目及技术标准１.电力电缆试验项目例行试验型式试验1.预防试验2.交接试验3.电缆线路的修后试验4．电气参数试验4二、电力电缆试验项目、周期和标准1．电力电缆预防试验和交接的试验项目、周期和标准电力电缆预防试验和交接的试验项目、周期和标准见表6－1。52．电缆试验报告电缆试验报告是电缆常规试验项目的技术参数和设备绝缘状况的综合体现，是极为重要的技术资料。在进行电缆试验前应明确试验目的，试验的理由，并确定好所用仪器和仪表，同时根据情况绘制接线图。试验报告应填写的主要内容：①电缆运行的编号和名称；②电缆的型号、规范和试验日期；③各个试验项目名称和测量数据；④试验结论和意见；⑤试验环境；⑥试验人员、操作人员应签字，并报请负责人、审查负责等审查签注意见。6三、电缆线路试验一、绝缘电阻测试1．兆欧表测量电缆绝缘电阻7测量电缆绝缘电阻时的兆欧表法接线方式(a)单芯电缆；(b)二芯电缆；(c)三芯电缆；(d)四芯电缆8用非试验相作为屏蔽连线9电力故障检测仪温州宝明电气有限公司可测试35KV以下各种电力电缆的低阻、短路、高阻、开路等故障。◆可测试和校准电缆长度。◆可测试电波在电缆中的传播速度。◆可准确查找电缆埋设的位置。◆配合高压设备可对故障点精确定点。■特点此机型集测距、寻径、定点于一体，并配有微型打印机，可现场打印便于操作和携带。采用液晶显示。人机对话，专家提示操作方式采用双竖光线游标，故障距离自动显示。测试结果可贮存、打印。内存测试接线图及标准波形。■技术指标◆输入电压：220V±10%50Hz◆测试盲区：≤15m◆定点误差：0.5m◆体积：(455×315×195)mm◆单端测试距离：8Km以内◆相对误差：≦±2%◆工作环境温度：－20℃~+50℃◆重量：9kg10２.绝缘电阻值换算1112接线133.测量电缆绝缘电阻的注意事项试验前必须将导电线芯及电缆金属护套接地使其充分放电，并根据被测电缆的额定电压选择适当的兆欧表，同时将电缆终端头表面擦试干净，并进行表面屏蔽。测量时应将兆欧表放置在平稳且无较大振动的地方，并按有关要求检查兆欧表是否工作正常；每次测完绝缘电阻后都要将电缆放电、接地，电缆线路越长其接地时间也就越长，一般不少于1min。14２.绝缘电阻值换算为了便于比较，一般都将不同温度时测量出的绝缘电阻值换算为温度为20℃长度为1Km时的值LRKRttkm/20153.测量电缆绝缘电阻的注意事项测得的电缆绝缘电阻应进行综合分析判断，即与交接及历次试验值以及不同相测量值比较，若有明显差异应查找原因及时纠正。多芯电缆在测量绝缘电阻后，可以用不平衡系数来分析判断其绝缘状况。不平衡系数等于同一电缆中各缆芯线绝缘电阻中的最大值与最小值之比，一般应不大于2.5。16二、泄漏电流试验泄漏电流试验，是测量电缆线路在试验电压时的泄漏电流值的试验。用以判断电缆线路绝缘是否完好。试验时，将试验电压逐渐升高，根据其相应的泄漏电流与耐压试验前后的泄漏电流的比值，判断电缆线路的工作状况。171．试验设备电缆线路的泄漏电流试验，所需设备包括调压器、高压试验变压器、高压硅堆、保护器等设备。调压器的输出电压1.414DCabUUK18例6-1有一条10kV纸绝缘电力电缆，要求进行60KV直流耐压试验，并在1/4、1/2、3/4全电压及全电压时测量泄漏电流。如试验变压器的一次电压为100V，二次电压为50kV，求各试验时低压侧应加多大的电压？192．.泄漏电流影响因素分析(1)高压引线的影响(2)温度的影响(3)电源电压的非正弦波形对测量结果的影响(4)加压速度对泄漏电流测量结果的影响(5)残余电荷的影响(6)直流输出电压极性对泄漏电流测量结果的影响203．泄漏电流测量与绝缘电阻测量相比的优点（1）试验电压较高，并能随意调节；（2）用微安表监测泄漏电流，灵敏度高，可多次重复比较；（3）可将泄漏电流测量值换算为绝缘电阻值。由于兆欧表的负载特性，其输出的端电压与被试验品绝缘电阻值大小有关，不一定是兆欧表铭牌标准电压。因此，兆欧表测量出的绝缘电阻，一般不能换算出泄漏电流值；（4）泄漏电流试验时可以作出泄漏电流与加压时间关系曲线和泄漏电流与所加电压的关系曲线，通过该曲线可以判断绝缘状况。图6－4为泄漏电流随加压时间变化的过程，实际上就是吸收电流的变化过程。21泄漏电流与加压时间关系曲线22三、直流耐压试验直流耐压试验，指以高于电缆额定电压数倍的直流电压对电缆进行的耐压试验。目的的在于检验电缆的耐压强度。231.直流耐压试验与交流耐压试验比较（1）对于长电缆线路，所需试验设备容量小；（2）在直流电压作用下，介质损耗小，高压下对良好绝缘的损伤应小；（3）在直流耐压试验的同时监测泄漏电流及其变化曲线，采用微安表测量灵敏度高，反应绝缘老化、受潮比较灵敏；（4）直流耐压试验不仅对检查绝缘中的气泡、机械损伤等局部缺陷是比较有效的方法，而且能发现交流耐压试验不易发现的一些缺陷。24(1)微安表在高压侧微安表处在不同位置时的接线图(a)微安表处在高压侧;(b微安表处在低压侧1－电源开关;2－熔断器;3－调压器;4－交流电压表;5－升压变压器;6－保护器;25倍压整流线路1－电源开关;2－熔断器;3－调压器；4－交流电压表；5－升压变压器；6－电容;7－保护器;8－高压硅堆;10－微安表；11－屏蔽26四、电缆相位核对1．兆欧表(摇表)法2.指示灯法27五、电缆线路的正序阻抗和零序阻抗测量电缆导体的交流电阻和电缆三相间感抗的相量和，称为电缆的正序阻抗。电缆零序电流的回路电阻与部分以大地作回路的三相感抗的相量和，称为电缆的零序阻抗。281．电缆线路的正序阻抗测量一般可以在电缆盘上直接测量13UZI12123PPRI正序阻抗线芯的交流电阻线芯的正序电抗22111XZR29正序阻抗测量接线图302．电缆线路零序阻抗测量由于电缆线路金属护套的接地方式不同，并行线路的差异以及大地电阻率的不同，很难用理论计算方法得出零序阻抗的精确数值，因此零序阻抗必须在电缆敷设，制作接头结束后进行实际测量。图6—10零序阻抗测量接线图31计算方法32六、电缆的电容测量1．交流充电法（a）33各芯对地电容C各芯对地电容C2100IICfUU3102ICfU34(2)测量统包型电缆的电容包括测三芯对地电容和一芯对其他两芯及对地电容。电缆一芯对地之间的电容C一芯对地之间的电容ZC3311111010326yIICfUfUx222ZZyICCCfU2121143XIICfUU整理后352．交流电桥法交流电桥法，仅用来测试较长线路的统包型电缆电容1113ByARCR2121123BBxnAARRCCRRyxCCC总36第三节电缆油的试验一、电缆油的试验油击穿试验接线图37各种击穿试验用电极及其尺寸385次击穿电压算术平均值12345/5avUUUUUU/0.25avEU39高压交流电桥基本电路图T－试验用变压器；C0－标准电容器；G－检流计；ｇ－屏蔽套；CX－电极和试验物；R3，C4－可变电阻器；P－放电器；Ti－调压变压器40单圆筒式电极杯1－外电极底；2－下绝缘支撑垫；3－下屏蔽电极;4－外电极(高压电极)；5－下绝缘垫块；6－内电极(测量电极)；7－中心杆；8－上绝缘垫块；9－上屏蔽电极；10－螺栓；11－接线螺帽；12－垫圈；13－引线绝缘；14－引线柱；15－引线柱屏蔽；16－外电极上盖；17－上绝缘支撑块；18－固定位螺钉413.充油电缆竣工试验(1)外护层试验(2)直流电阻测量(3)充油电缆的直流耐压试验(4)接地装置试验(5)电缆线路油流试验42３.电缆电压的选择倍压整流线路43五、充油电缆竣工试验充油电缆线路敷设安装竣工后，在投入运行前，除按前述要求的试验项目外，还应进行以下试验。（1）外护层试验（2）直流电阻测量(3)直流耐压试验（4）接地装置试验（5）油流试验（6）浸渍系数试验44油流试验布置图41.02tPhQl0.011/Qt1－电缆；2－上终端;3－下终端;4－工作压力箱；5－辅助压力箱；6、7、8－阀门；9－压力表;10－量筒；11－溢油管45理论计算值Ｑt计算tQQ/011.0lhPQt402.1463.电缆的阻塞率２.浸渍系数试验为了检查电缆终端头及中间接头施工中浸渍的完善程度，测量绝缘中气体的含量，可考虑作电缆线路的浸渍系数试验。参数浸渍系数ＫVVK△ρ△47浸渍系数试验布置图Q01VKpVpp△△△48六、电缆试验的质量管理试验报表必须包括以下基本内容:(1)试验日期、气候状况;(2)试验的电压、内容、项目和结果;(3)试验时异常情况的记录和原因分析;(4)参加试验的工作人员及其相关职责;(5)用于试验的设备名称(含设备的来源)、编号等;(6)被试验电缆线路的名称、长度、位置。试验资料包括:电缆试验报告、故障测寻记录的格式与内容，以及试验资料等。49第四节电力电缆故障测寻一、电缆故障的分析(1)试验击穿故障(2)运行中的电缆故障2.电缆故障原因分析(1)机械损伤(2)绝缘受潮(3)绝缘老化(4)护层腐蚀(5)过电压(6)长期过负荷运行(7)设计和制作工艺问题(8)材料质量不良50二、电缆故障的测寻1.电缆故障测寻性质的确定电缆故障的测寻方法取决于故障的性质。图6—20电缆故障状态图51故障1)电缆一芯或数芯接地而发生的故障，称接地故障。2)电缆两芯或三芯接地而发生的故障，称短路故障3)闪络故障及封闭性故障。主要是在进行预防性试验时发生的两类故障，并多数出现在电缆终端或中间接头内，尤其是封闭性故障多数发生在注油的电缆头内。击穿后，待绝缘恢复，击穿现象完全停止的故障，称为封闭。4）具有上述两种或两以上的故障称混合故障。52按其发生的部位分，:①电缆本体故障;②电缆户外终端头的故障;③电缆户内终端头的故障;④电缆中间接头的故障532.电缆故障原因分析(1)机械损伤(2)绝缘受潮(3)绝缘老化(4)护层腐蚀(5)过电压，雷击或其他过电压使电缆击穿。(6)长期过负运行，会使各部件发热、过载或散热不良，出现电缆热击穿及过热导致电缆线芯烧断等故障。因过负荷运行造成绝缘枯干、脆化，使电缆寿命缩短。(7)设计和制作工艺问题(8)材料质量不良54二、电缆故障的测寻1.电缆故障测性质的确定电缆故障的测寻方法取决于故障的性质。试验击穿故障，由于故障性质简单及故障电阻均比较高的特点，一般不直接采用兆欧表测寻，主要借助直流耐压试验设备进行。55２.电缆故障测寻电缆故障测寻的方法分:测距法和定点法。电缆故障的“测距”，即运行人员使用特定的方法和相应仪器，测算出电缆故障点到测距点的距离。电缆故障的“定点”是根据电缆故障的测距阶段工作的结果，在电缆故障点的附件上，通过测试仪器和设备对电缆故障点的位置进行精确的定位，又称“精测法”。电缆故障的定点方法分:感应法和声测法。56声测法接线原理图（b）（a）57故障点检测工作原理(a)电桥法(b)示波器法(c)一次扫描示波器法58听捧结构图听捧结构图591．声测法对局部放电产生的压力波进行探测的方法为声测法。在超声波频段内进行探测的方法称为超声波探测法。声测法灵敏可靠，较为常用。主要用于测量高阻与闪络性故障。除接地电阻特别低(小于50Ω)的接地外，都能适用。但对金属性接地的故障效果不佳。60声测时的听测量设备①直接式②间接式，612