案例:电缆低阻故障及进水定位
故障查找:LIRA宽频阻抗谱大显身手
电缆现状
电缆是埋设于地下的特殊输电线路,敷设环境复杂,电缆故障引发的电力事故危害极大。传统手段不便于直接观察、检测并发现缺陷。因此在电缆交接或停电检修时,通过快捷、无损的方式及时发现电缆敷设或运行产生的缺陷,变得尤为重要。
故障类型
故障类型 |
故障描述 |
检测手段 |
开路故障 |
这类故障通常是指电的断线缆与电缆间或电缆对地的电阻值在规定值范围内,但实际工作电压无法向终端传输或虽然也有部分电压传输到终端,但几乎没有负载能力,这些都属于开路故障,在实际生产中,我们见到故障属于一种特殊的开路故障。 |
低压脉冲反射法 |
低阻故障 |
当电缆与电缆间的绝缘有损坏现象或电缆对地的绝缘有损坏现象时,电缆绝缘电阻必然会减小,在电缆绝缘电阻比十倍电缆特性阻抗还要小的情况下,我们称这种故障为低阻故障。 |
低压脉冲反射法 |
高阻故障 |
当电缆与电缆间或电缆对地的绝缘电阻比正常值低很多,但比十倍电缆特性阻抗大时,我们把这种电缆故障称作高阻故障。对高阻故障的测量,不能使用低压脉冲反射法,按照高阻故障具体性质的不同,又可把高阻故障的性质分为泄漏性与闪络性两种。 |
脉冲电流法,二次反射法,弧反射法 |
电缆外护套故障 |
护套破损导致电缆金属屏蔽层出现多点接地,金属屏蔽层会产生环流造成损耗发热,导致绝缘局部过热并加速绝缘老化,严重影响主绝缘寿命。 |
高压电桥法,电压降法 |
常用的检测手段
振荡波局放测试
振荡波局放测试加压过程包括直流充电蓄能和振荡释放两个过程,直流充电过程主要为电缆进行蓄能充电,振荡释放过程主要为在电缆上施加振荡波电压,从而激发局放信号,利用局放信号的入射波与反射波时延计算方法,进行局放点的定位,利用局放信号的幅值确定局放量的大小。
介损测试
介质损耗主要是由发生在绝缘材料里的导电损耗引起的,绝缘材料在电场作用下,由于介质电导和介质极化的滞后效应,在其内部引起的能量损耗,叫介质损耗,简称介损。
电缆外护套故障检测
交联电缆外护套的耐压试验,主要运用高压电桥法和电压降法也可以用来精确定点单芯电缆的外护套故障,精确定点低压电缆中的接地泄漏故障,进行高压电缆外护套故障的预定位。
LIRA宽频阻抗谱测试系统
基本介绍
宽频阻抗技术是基于传输线理论,通过线路阻抗作为应用信号频率函数的估计和分析,测量出电缆的长度、接头位置、阻抗变化异常点。该技术目前已拥有3项国外专利,可以检测由于恶劣的环境条件(高温、湿度、辐射)引起的电缆绝缘的整体老化,并检测绝缘材料因机械冲击或局部异常环境条件而发生的局部缺陷。
与传统检测手段的比较
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振荡波测试 |
介损测试 |
电缆故障定位 |
LIRA宽频阻抗谱检测 |
水入侵 |
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水树枝定位 |
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局放定位 |
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局放评估 |
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老化评估 |
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低阻故障 |
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高阻故障 |
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检测 |
LIRA |
其他设备 |
现场接线 |
现场接线简单,设备小巧 |
接线复杂,需要众多附件支持,现场空间需求严格 |
检测模式 |
输出电压仅低压5V扫频信号,对电缆无损伤 |
持续或瞬间高电压输出,绝缘电阻较高会激发缺陷变大,绝缘电阻较低容易导致电缆击穿 |
电源需求 |
自带笔记本USB口或充电宝即可供电,无需外接电源 |
现场需要市电电源或发电机供电,也可携带大功率的移动电源 |
便携性 |
设备尺寸相当于一台掌上电脑,加上笔记本电脑即可完成检测工作 |
高压设备由于加压和原理的限制,导致设备较为笨重,现场至少需要两人完成设备转移和检测工作 |
检测时间 |
检测和接线较为方便,时间15-30分钟即可完成对一条线路的数据采集 |
由于设备较为笨重,接线复杂,如果完成一条线路检测则需要2-3个小时 |
设备重量 |
设备重量相当于一台平板电脑,携带方便 |
设备体积较大,设备较重,需要专用的车辆进行设备转移 |
试验安全性 |
由于电压输出仅为5V,故无需担心试验期间人员安全问题 |
输出电压高,现场需要保持安全距离,且需要放电 |
人员需求 |
单人即可完成数据采集分析 |
由于设备重量体积的原因,至少需要两人进行辅助 |
近期案例
案例一
2022 年5月9日,**工程有限公司对 10kV**电力电缆进行了缺陷部位定位检测工作。本次检测采用了宽频阻抗测试,实验前电缆绝缘 A:200MΩ,B:200MΩ,C:200MΩ。
电缆振荡波试验未发现局放位置,介损实验结果为注意但是无法定位具体老化进水位置。
LIRA阻抗谱测试结果:
电缆在1668米处存在阻抗异常现象,疑似为电缆水树进水原因导致。经现场排查后发现电缆在1668米中间接头处存在严重进水现象,与LIRA检测数据一致:
案例二
2022年3月 23日,**工程有限公司对 10kV**电力电缆进行了缺陷部位定位检测工作。本次检测采用了宽频阻抗测试,实验前电缆绝缘A:20MΩ,B:20MΩ,C:0MΩ
基于阻抗反射系数谱的Lira检测设备对电缆的缺陷部位进行定位检测。检测结果显示,该电缆全长4205米,在距测试端523,1029,1432,2041, 2590,2767,2988,3274,3514,3643,3852米应为接头,1029,3274米处均存在阻抗波形异常存在分支现象,疑似有受潮等原因造成的绝缘缺陷,后现场耐压击穿电缆,经现场巡查,在距测试端3274米处为击穿点。
经现场巡查,在距测试端1029米处为该电缆的击穿点。现场结果与试验检测结果一致。
1029米处现场照片
总结
根据 Lira 设备的检测结果和现场巡查验证情况,该检测手段能够有效的定位配电电缆的中间接头、受潮、高低阻故障缺陷位置。同时能够弥补其他对电缆离线检测手段的不足和对其他设备的一个补充。