电缆故障定位原理与新技术资料
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人员的人身安全
短路故障的仪器选择
• 如短路故障的相间绝缘电阻在0-1k欧姆，则选用脉冲反射 仪，E15（15公里测量范围），D30 （30公里测量范围）， MFX （3.5公里测量范围）
• 如短路故障的相间绝缘电阻在1k欧姆以上,则绝缘电阻较 高的一相接地,绝缘电阻较低的一相为故障相,应用S32手 推车
国际范围电力电缆故障定位 最新技术和新方法
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:预定位 • 电缆故障定位原理3:电缆管线定位 • 电缆故障定位原理4:精确定点
6-35kV交联聚乙烯XLPE绝缘电力电缆
油浸纸绝缘电力电缆局部放电的原因汇总
由于负荷过载热效应或电缆纸浸渍生产 质量不良导致的局部电缆绝缘层干涸
• 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
低阻接地故障的仪器选择
• 选择：脉冲反射仪或电桥法 • 脉冲反射仪，应用低压脉冲法，即低压脉冲法雷达原理，
适用于0-1k欧姆故障绝缘电阻 • 低压电桥法，应用惠斯通电桥原理，低压直流电源为电桥
电源，适用于0-10k欧姆故障绝缘电阻,如QF1A电桥
高阻接地故障的仪器选择
• 手推车式一体化电缆故障定位系统 • 应用弧反射法预定位专利技术 • 应用声磁同步法精确定点专利技术 • 先用高压脉冲信号将高阻瞬间击穿 • 再用低压脉冲信号快速测量故障点反射 • 是高阻瞬间转化为低阻的可靠仪器 • 一体化仪器，无需现场分体式接线，确保电缆检修和运行
电缆 苹果 • 导体 果核 • 绝缘 果肉 • 护套 果皮 除1至3kV电缆外，均有屏蔽层
电缆的护层
• 为使电缆适应各种使用环境的要求而在电缆上所施加的保 护覆盖层，叫电缆护层。
• 内护层，外护层 • 可大致分为：金属护层、塑料护层，复合护层、特种护层。
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。
电力电缆的基本结构(110-500kV)
聚氯乙烯电力电缆图片:380V
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
判断故障性质
由于铅护层腐蚀引起的绝缘 层进水
场强集中区域
电缆纸
电缆纸层与层之间的沿面局部放电形成的
碳化痕迹
1-10米左右
资料来源 : VWEW Infotag 2004 ; contribution AVISO
现场实测案例 4
mixed cable PILC / XLPE
重作过渡接头后局放恢复 到正常水平
电力电缆的基本结构
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。
电缆故障的原因
• 外力损伤（当时因外力破坏发生的直接故障和因外力损伤 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
根据故障性质决定选用合适仪器
• 电缆故障定位仪器不是越贵越好 • 合适的仪器，一把钥匙开一把锁 • 用合适的仪器找对应类型的电缆故障 • 选对仪器，事办功倍，效率极高 • 选错仪器，事倍功办，效率极低
• 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
电缆故障类型
• 低阻接地故障 • 高阻接地故障 • 短路故障 • 断线故障 • 闪络性故障 • 混合故障
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
断线故障的仪器选择
• 预定位选择: 脉冲反射仪 • 精确定点选择,S32手推车系统
闪络型电缆故障的仪器选择
• 选择1：S32手推车系统 • 选择2：M型电桥、LDM-15高压电桥 • 选择3：电缆故障测试车,如沈阳供电公司等,提高
利用率
混合型电缆故障的仪器选择
• 选择1：脉冲反射仪，E15，D30，MFX脉冲反射仪 • 选择2：绝缘电阻1k欧姆以上,S32手推车系统 • 选择3：M型电桥、LDM-15高压电桥 • 选择4：电缆故障测试车
铝护套
主绝缘
A相
线芯
r
G
B相
P
Rp
r:比例电位器 G：检流计
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/r2 L1/L=r1/r0=P%（百分之P） 因此L1=P % ·2L
电缆故障定位原理2:预定位
• 预定位，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：一次脉冲法（低压脉冲法）、二次脉冲法、弧
反射法、三次脉冲法等
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White百度文库tone/Murray 电桥，是传统，经典的定位方法
短路故障的仪器选择
• 如短路故障的相间绝缘电阻在0-1k欧姆，则选用脉冲反射 仪，E15（15公里测量范围），D30 （30公里测量范围）， MFX （3.5公里测量范围）
• 如短路故障的相间绝缘电阻在1k欧姆以上,则绝缘电阻较 高的一相接地,绝缘电阻较低的一相为故障相,应用S32手 推车
国际范围电力电缆故障定位 最新技术和新方法
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:预定位 • 电缆故障定位原理3:电缆管线定位 • 电缆故障定位原理4:精确定点
6-35kV交联聚乙烯XLPE绝缘电力电缆
油浸纸绝缘电力电缆局部放电的原因汇总
由于负荷过载热效应或电缆纸浸渍生产 质量不良导致的局部电缆绝缘层干涸
• 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
低阻接地故障的仪器选择
• 选择：脉冲反射仪或电桥法 • 脉冲反射仪，应用低压脉冲法，即低压脉冲法雷达原理，
适用于0-1k欧姆故障绝缘电阻 • 低压电桥法，应用惠斯通电桥原理，低压直流电源为电桥
电源，适用于0-10k欧姆故障绝缘电阻,如QF1A电桥
高阻接地故障的仪器选择
• 手推车式一体化电缆故障定位系统 • 应用弧反射法预定位专利技术 • 应用声磁同步法精确定点专利技术 • 先用高压脉冲信号将高阻瞬间击穿 • 再用低压脉冲信号快速测量故障点反射 • 是高阻瞬间转化为低阻的可靠仪器 • 一体化仪器，无需现场分体式接线，确保电缆检修和运行
电缆 苹果 • 导体 果核 • 绝缘 果肉 • 护套 果皮 除1至3kV电缆外，均有屏蔽层
电缆的护层
• 为使电缆适应各种使用环境的要求而在电缆上所施加的保 护覆盖层，叫电缆护层。
• 内护层，外护层 • 可大致分为：金属护层、塑料护层，复合护层、特种护层。
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。
电力电缆的基本结构(110-500kV)
聚氯乙烯电力电缆图片:380V
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
判断故障性质
由于铅护层腐蚀引起的绝缘 层进水
场强集中区域
电缆纸
电缆纸层与层之间的沿面局部放电形成的
碳化痕迹
1-10米左右
资料来源 : VWEW Infotag 2004 ; contribution AVISO
现场实测案例 4
mixed cable PILC / XLPE
重作过渡接头后局放恢复 到正常水平
电力电缆的基本结构
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。
电缆故障的原因
• 外力损伤（当时因外力破坏发生的直接故障和因外力损伤 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
根据故障性质决定选用合适仪器
• 电缆故障定位仪器不是越贵越好 • 合适的仪器，一把钥匙开一把锁 • 用合适的仪器找对应类型的电缆故障 • 选对仪器，事办功倍，效率极高 • 选错仪器，事倍功办，效率极低
• 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
电缆故障类型
• 低阻接地故障 • 高阻接地故障 • 短路故障 • 断线故障 • 闪络性故障 • 混合故障
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
断线故障的仪器选择
• 预定位选择: 脉冲反射仪 • 精确定点选择,S32手推车系统
闪络型电缆故障的仪器选择
• 选择1：S32手推车系统 • 选择2：M型电桥、LDM-15高压电桥 • 选择3：电缆故障测试车,如沈阳供电公司等,提高
利用率
混合型电缆故障的仪器选择
• 选择1：脉冲反射仪，E15，D30，MFX脉冲反射仪 • 选择2：绝缘电阻1k欧姆以上,S32手推车系统 • 选择3：M型电桥、LDM-15高压电桥 • 选择4：电缆故障测试车
铝护套
主绝缘
A相
线芯
r
G
B相
P
Rp
r:比例电位器 G：检流计
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/r2 L1/L=r1/r0=P%（百分之P） 因此L1=P % ·2L
电缆故障定位原理2:预定位
• 预定位，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：一次脉冲法（低压脉冲法）、二次脉冲法、弧
反射法、三次脉冲法等
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White百度文库tone/Murray 电桥，是传统，经典的定位方法