电缆闪络性高阻故障的查找实例

电缆闪络性高阻故障的查找

唐文波

2006年10月，接到电仪部调度命令，为二期总变至码头变电所一条新敷设的6kV电缆线路进行直流高压试验。我们首先详细地了解了电缆的情况，总变至码头电缆全长约2600m，为交联聚乙烯电缆，型号为ZRA-YJV-6/10-3*95。中间有一处接头，在试验前的绝缘测试中，用2500V绝缘摇表检查发现C相绝缘电阻与其他两项差距较大，A相与B为∞，C相为120MΩ，为了进一步确定问题，又采用5kV电压测量C相绝缘，发现出现绝缘电阻值波动现象，根据以上现象可判断此电缆出现闪络性高阻绝缘故障。

为了及时通电，必须立即进行故障点的查找。首先施工单位把电缆中间头打开。经分段测试绝缘电阻，判断故障段为总变馈出柜至1100m处，为了快速准确找出故障点，我们使用了先进的HT-TC2002型电缆故障测试仪。

测试过程如下：

一、用直流高压闪络测试法，进行故障点距离的粗测

测试原理：在直流高压的作用下，使高阻故障点发生闪络放电，形成瞬间短路电弧，从而产生来回反射波。故障点到测试端的距离为L= 1/2 vT (v--电波在电缆中的传波速度)。测试线路如图1所示。首先对电缆C相进行测试：

1.打开笔记本电脑，进入测试系统主界面，选择脉冲法。

2. 打开前端电源、按“复位”（前端与计算机连接同脉冲法）。

3. 选工作方式与参数：

由主界面菜单栏“测试方式”中选“冲闪”出现该方式对话框，选择频率为25MH 、介质选择为“聚氯乙烯电缆”

4.按图1接线，并检查无误后，接通电源，缓慢升压，当电压升至约8kV 时，听到有规律的"嗒、嗒、嗒"的放电声，毫安表指针有规律地摆动。

图1

5.此时按下采集按钮，出现图2的冲闪波形，t 1为故障点闪络放电后

形成的一次反射波，t 2为二次反射波，t 3为三次反射波，依次循环。

则故障点的距离L=v(t 2-t 1)/2=v(t 3-t 2)/2=v(t 4-t 3)/2=…。按"采样/

保持"键，使仪器处于"保持状态"，降压、断开调压器电源、放电。⑤通过波形处理，游标定位起始端点，游标移动设定游标于T2两端， 则计算出故障点为640m 。

波形图如下图所示

图2

二、故障点的实地查找

冲击放电声测法是目前普遍采用的最为简便、有效的定位方法，几乎能适用于各种类型电缆故障的精确定点。

当给故障电缆施加足够高的冲击电压时，故障点发生闪络放电，同时会产生相当大的“啪、啪”放电声，利用这种现象来定点就可以十分准确地将故障点找到而没有任何误差。一般情况下，如果故障电缆埋在地下可利用定点仪寻找，由于二期至港口的电缆为架空线路，所以在粗测故障点附近仔细侦听就可以发现故障点。示意图见图3

三、测试误差分析

闪测仪粗测距离后，故障点与粗测丈量距离总有一定的误差，误差形成有以下几个原因：

1.丈量误差：由于测试距离是电缆故障点到测试端实际距离，而丈量时对电缆的余留，拐弯等很难精确估计。因此丈量误差是整个测试过程中引起误差的主要因素。

2.速度误差：传输速度精确与否直接影响粗测精度。对常用电缆传输速度虽然已经给定，但实践证明，新旧电缆传输速度有一定差别，一般说来，随着运行时间延长，传输速度略有下降，另外不同电缆因绝缘材料细微差别，速度也会有所变化，因此，在测故障时，应校对一下被测电缆长度和电波传输速度。

3.波形误差：测试时，由于波形畸变，波形与基线交点处变得圆滑等因素，定光标时通常会有一定的误差。对于仪器使用不太熟练的操作人员来说，波形定标不准可能会引起较大粗测误差。高压冲闪法测

试时由于放电脉冲与第一反射脉冲之间有一个随机△t存在。故用它计算出的故障距离将偏大一些。从而第二个反射脉冲往后往后均为稳定的周期间隔，可作为计算的依据。确定光标时，起点光标选择在正脉冲上升沿与基线交点处，终点光标选择在负脉冲下降沿与基线交点处。如反射脉冲前沿无负闪冲（负脉冲）出现，终点光标可定在正脉冲上升沿，这时计算出的故障距离应压缩6％～10％才准确。可参考下图所示。

了解误差产生的原因，测试时采取相应措施。可最大限度地减小误差，提高测试精度。

四、高压闪络测试注意事项：

高压闪络测试时电压高达数万伏，因此操作中必须按高压操作规程进行，还要特别注意一下几项：

1.测试中在改变接线、调整球间隙间距时务必断电，并对电容器和电缆充分放电，再与地线搭接。

2.用闪测法测高阻故障时，使用者且勿对计算机进行其他操作，绝

对避免选在“低压脉冲”状态进行高压闪络测试。

3.正确接地，即将高压变压器尾、操作箱地线、电流取样器（JS）地线端分别与被测电缆铠装连接在同一点上（同一点接地）。所有连接点不能出现打火现象。

4.高压闪络法测试完毕后，必须反复对电容器及电缆放电，方可用低压脉冲法重新对电缆进行测试操作。

5.测试中避免使用交流电源对前端（闪测仪）和计算机充电，使其与被测交流电源完全脱离。

HT-TC2002型电缆故障测试仪以笔记本电脑为主机，配以精巧的数据采集器，它具有测试准确、智能化程度高、性能稳定、轻巧便携等特点。在实际应用工作中，受电缆老化、绝缘材料变化、中间头形状、分支点等因素影响，会出现不同的反射脉冲波形。需要在实践中积累经验，才能准确无误的快速查找故障点。