題目：電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究概括隨著電網(wǎng)的發(fā)展壯大，電纜在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。然而，一旦電纜故障難發(fā)現(xiàn)，延遲恢復(fù)供電，為保證電纜運(yùn)行安全和故障快速診斷修復(fù)，電力對(duì)電纜進(jìn)行故障診斷和監(jiān)測(cè)具有重要意義。本專(zhuān)題討論電纜線(xiàn)路故障的原因和特點(diǎn)、電纜線(xiàn)路故障的分類(lèi)、電纜線(xiàn)路故障的分類(lèi)。故障判斷的一般步驟和方法，電力電纜故障的離線(xiàn)檢測(cè)；電力電纜等電力在線(xiàn)測(cè)距進(jìn)展電纜離線(xiàn)故障定位技術(shù)已基本成熟，但電力電纜在線(xiàn)故障定位技術(shù)尚不成熟。這節(jié)課通過(guò)對(duì)電力電纜故障定位的常用方法和新型故障定位技術(shù)的系統(tǒng)分析比較，實(shí)現(xiàn)了電力電纜在線(xiàn)故障定位。關(guān)鍵詞：電力電纜；絕緣;故障檢測(cè)；在線(xiàn)檢測(cè)目錄1簡(jiǎn)介........................................................................11.1項(xiàng)目背景和目的..........................................……………11.2本文研究?jī)?nèi)容..........................………………22電力電纜絕緣結(jié)構(gòu)及其故障.............................................................32.1電力電纜的絕緣結(jié)構(gòu)...............................................................32.2電力電纜線(xiàn)路故障的原因............................…………32.2.1機(jī)械損壞..............................…32.2.2絕緣水分..............................................................42.2.3絕緣老化...............................................................42.2.4過(guò)壓...................................................……42.2.5過(guò)熱.........................................................52.2.6產(chǎn)品質(zhì)量缺陷..........................………………52.2.7糟糕的設(shè)計(jì).....................................……………52.3.電力電纜故障的類(lèi)型和分類(lèi)..................................52.3.1接地故障.....................62.3.2短路故障............................................62.3.3斷線(xiàn)故障..........................……62.3.4閃絡(luò)故障.............................................................62.3.5混合故障...............................................................63電力電纜絕緣預(yù)防試驗(yàn)...............................................................63.1絕緣電阻測(cè)量................................................................73.2直流耐壓測(cè)試...................................………………73.3漏電流測(cè)試..........................................................83.4其他測(cè)試方法.................................................................83.4.1剩余電壓法..................................................................……83.4.2反向灌電流法...................................................………………9電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究4電力電纜絕緣老化...................................................104.1電纜絕緣老化的原因....................................................104.1.1電氣老化...............................................................104.1.2熱老化................................................104.1.3機(jī)械老化...........................................114.1.4環(huán)境老化...............................................................114.2絕緣老化的主要表現(xiàn)----樹(shù)枝狀...................................................114.2.1電氣分支.........................………114.2.2水支.....................................................125電力電纜故障在線(xiàn)檢測(cè)方法.........................................135.1直流分量法......................................................135.2直流疊加法...............................................................145.3交流疊加法.............................................145.4差頻法.................................................156電力電纜故障定位及定點(diǎn)法.........................................................................176.1確定故障的性質(zhì)......................................................176.2粗略距離測(cè)量...............................................176.2.1經(jīng)典方法（橋接法）.......................................176.2.2現(xiàn)代方法（脈沖反射法）..................................................196.2.3低壓脈沖反射法...............................................196.2.4脈沖電壓法..........................……206.2.5脈沖電流法..........................……206.2.6二次脈沖法.......................二十一6.3檢測(cè)路徑或識(shí)別電纜........................................二十二6.4精確測(cè)量點(diǎn).................................................................二十二6.4.1聲學(xué)測(cè)點(diǎn)法.................................................................二十二6.4.2收聽(tīng)方法................................................................236.4.3歸納法...........................................24電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究6.5裸電纜故障的特殊定位方法..................................................256.5.1局部過(guò)熱方法...............................................................266.5.2.偏心磁場(chǎng)法................................................................266.5.3.階躍電壓法........................................................266.6電力電纜外護(hù)套絕緣故障的排除..................................................................276.6.1測(cè)距.....................................................................................276.6.2定點(diǎn).........................................................................286.7低壓電力電纜故障檢測(cè)...........................................................296.8超高壓電力電纜故障檢測(cè).......................................................297電力電纜故障模擬...................................................………………327.1電力系統(tǒng)仿真軟件介紹...........................................................327.2電纜故障檢測(cè)波形算法仿真..........................................337.2.1短路故障模擬...............................................................337.2.2開(kāi)路故障模擬......................................347.2.3第一段及其附近故障點(diǎn)的模擬......................................................367.3電纜故障波形模擬...............................................................377.3.1短路故障疊加波形仿真....................................................................377.3.2開(kāi)路故障疊加波形仿真...................................................................388結(jié)論......................................................................39參考文獻(xiàn)................................................................40電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究1介紹1.1項(xiàng)目背景和目的隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代化建設(shè)的加快，與人民生活息息相關(guān)的工農(nóng)業(yè)用電量日益增加。隨著增加，對(duì)電力的需求越來(lái)越大，電網(wǎng)的安全運(yùn)行也越來(lái)越高。作為連接到各種電氣燃?xì)庠O(shè)備用電力電纜、電能傳輸和分配等已逐漸取代架空線(xiàn)路的地位。電力電纜是電力系統(tǒng)中用于傳輸和分配電能的電纜。電力電纜是優(yōu)質(zhì)外包的導(dǎo)體具有各種保護(hù)層的絕緣材料和電纜。其主要作用與架空線(xiàn)相同，在電力系統(tǒng)中傳輸和大容量電能的分配。與架空線(xiàn)不同的是，電力電纜可在各種環(huán)境下敷設(shè)，安全隱蔽，不受外界氣候變化的干擾；維護(hù)少，經(jīng)久耐用（一般40年以上）。但電力電纜結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造工藝多，產(chǎn)品價(jià)格比空線(xiàn)高幾十倍；因此，一般不適用于使用架空線(xiàn)路的場(chǎng)合，如城市中暑配電線(xiàn)路和工礦企業(yè)的電力引入和工廠的供電。在主電源線(xiàn)上；穿越河流和鐵路戰(zhàn)場(chǎng)，穿越地下隧道等。其實(shí)，電力線(xiàn)就是架空導(dǎo)體。它由電線(xiàn)和電力電纜組成。架空導(dǎo)線(xiàn)專(zhuān)注于發(fā)電的輸變電部分，而電力電纜它側(cè)重于配電和功耗。因此，中低壓電力電纜的產(chǎn)量占到98%以上。電力電纜常被用作發(fā)電廠、變電站和工礦企業(yè)的電力引入（或引出）線(xiàn)。穿越河流、海上和鐵路時(shí)也經(jīng)常使用電力電纜。與架空線(xiàn)相比，電力電纜具有受氣候影響小，安全可靠，隱蔽耐用，但成本高。1957年，美國(guó)GE率先研制交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電力電纜，并于1959年和1960年日本住友商事和日本昭和公司也相繼利用美國(guó)專(zhuān)利開(kāi)發(fā)了這種電纜。然后是北歐瑞典等。中國(guó)、法國(guó)和意大利也相繼開(kāi)發(fā)了這種技術(shù)的交聯(lián)聚乙烯電纜。1980年代后期，電動(dòng)電纜廠采用2+2懸鏈工藝制造了我國(guó)第一條100KV交聯(lián)電纜。1990年代初，電纜廠開(kāi)始使用垂直交聯(lián)土技術(shù)生產(chǎn)110KV交聯(lián)電纜，電纜（集團(tuán)）有限公司試制成功110KV繼交聯(lián)電纜之后，1996年首次采用立式全干法工藝生產(chǎn)的220KV交聯(lián)電纜通過(guò)了兩次鑒定，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。全國(guó)為空白，已有11余條生產(chǎn)線(xiàn)先后取得熔煉、交聯(lián)電纜的生產(chǎn)條件。其實(shí)高壓交聯(lián)電纜的應(yīng)用也領(lǐng)先于電纜的制造?？梢哉f(shuō)，高壓交聯(lián)電纜的大量使用推動(dòng)了制造業(yè)的發(fā)展。行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，制造技術(shù)和工藝裝備的發(fā)展不斷滿(mǎn)足電力行業(yè)的需求。目前，該國(guó)110KV、220KV高壓交聯(lián)電纜的制造技術(shù)已基本接近當(dāng)代世界先進(jìn)水平。進(jìn)一步添加加強(qiáng)企業(yè)管理，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，合理選擇電纜種類(lèi)和參數(shù)，提高全線(xiàn)相關(guān)技術(shù)水平。第1頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究在技術(shù)水平前提下，高壓交聯(lián)電纜線(xiàn)路的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性將不斷提高。交聯(lián)聚乙烯電纜以其良好的性能成為各種電壓等級(jí)的主要電纜產(chǎn)品。目前，交聯(lián)聚乙烯電纜已被廣泛使用應(yīng)用于中高壓配電線(xiàn)路，隨著城網(wǎng)改造的深入發(fā)展，呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。隨著電纜數(shù)量的增加和運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，電纜故障也越來(lái)越頻繁。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)2003年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，隨著電網(wǎng)改造進(jìn)入一定階段，電纜已經(jīng)運(yùn)行了一定年限，所以故障率有逐年上升的趨勢(shì)。2002年電纜故障跳閘率為2.90次/100公里障礙跳閘率為3.21次/100公里年。當(dāng)電纜發(fā)生故障時(shí)，它比架空線(xiàn)更難找到，因?yàn)樗宦裨诘叵隆Ｈ绻收隙ㄎ徊粶?zhǔn)確，電纜路徑不清晰，耽誤了很多時(shí)間，造成不可估量的損失。2005年某供電局軍區(qū)電纜故障，導(dǎo)致連續(xù)兩次停電，產(chǎn)生了一定的政治影響。診斷電纜絕緣老化的傳統(tǒng)方法有絕緣電阻試驗(yàn)、直流耐壓漏電流試驗(yàn)、介損試驗(yàn)等。耗盡正切試驗(yàn)、局部放電試驗(yàn)、耐壓試驗(yàn)、直流放電試驗(yàn)、剩余電荷等方法。超越傳統(tǒng)方法，統(tǒng)稱(chēng)為離線(xiàn)檢測(cè)方法，具有需要在斷電狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)試的共同缺點(diǎn)。隨著社會(huì)對(duì)電力的重視電氣設(shè)備需求的增加和規(guī)模的擴(kuò)大，特別是現(xiàn)代大型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，要求盡可能少停電次數(shù)，甚至停電次數(shù)。這就需要供電部門(mén)預(yù)先準(zhǔn)備好電纜在運(yùn)行狀態(tài)下的絕緣狀態(tài)。確保電纜可靠運(yùn)行，避免突然斷電。顯然，這種絕緣老化在運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)（稱(chēng)為在線(xiàn)檢測(cè)）具有很大的優(yōu)勢(shì)，它不僅可以保證供電的連續(xù)性，而且由于它檢測(cè)到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下的信息，比較合理。所以，注定了電力電纜及其他各種電氣設(shè)備（包括變壓器、電機(jī)等）的在線(xiàn)檢測(cè)是絕緣老化的未來(lái)診斷。中斷技術(shù)的發(fā)展方向。1.2本文研究?jī)?nèi)容本課題在熟悉電力電纜絕緣常規(guī)測(cè)試和測(cè)試方法的基礎(chǔ)上，了解水樹(shù)和水樹(shù)枝的概念。放電現(xiàn)象及其放電機(jī)理，根據(jù)故障類(lèi)型提出相應(yīng)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法，提出電纜故障定位方法。法，如下：1）分析電纜故障的原因、性質(zhì)和分類(lèi)；⑵電纜故障例行試驗(yàn)?zāi)芰霸?、電力電纜測(cè)距方法；(3)電纜故障測(cè)試中的誤差分析；⑷提出一種有效的電纜絕緣在線(xiàn)檢測(cè)診斷方法；⑸設(shè)計(jì)電力電纜在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)，模擬故障檢測(cè)波形分析算法。第2頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究2電力電纜絕緣結(jié)構(gòu)及其失效2.1電力電纜絕緣結(jié)構(gòu)通常電力電纜由導(dǎo)電芯、絕緣、護(hù)套、屏蔽層、鎧裝等部分組成，如圖1所示，電力電纜的導(dǎo)電芯線(xiàn)通常為銅或鋁；電纜的絕緣和護(hù)套通常由有機(jī)絕緣材料制成，例如粘性油紙，橡膠、塑料、交聯(lián)聚乙烯等，用于較高電壓的電纜，可采用充油或充氣絕緣；電纜的屏蔽層通常由半導(dǎo)體材料制成，在電纜中起到均勻電場(chǎng)的作用；電纜的鎧裝是為了保護(hù)電場(chǎng)。保護(hù)電纜的絕緣不受外力破壞，常用鋼帶、鋼絲鉛護(hù)套、鋁護(hù)套等作為電力電纜的鎧裝。1線(xiàn)；2線(xiàn)屏蔽；3-交聯(lián)乙烯基絕緣材料；4-絕緣屏蔽層；5-保護(hù)膠帶；6-銅線(xiàn)屏蔽；7-螺旋銅帶；8-塑料膠帶；9-中心填充；10-填料；11-護(hù)套；12平鋼帶鎧裝；13鋼帶；14外護(hù)套圖2.1電力電纜結(jié)構(gòu)示意圖如今，油紙絕緣電纜逐漸退出運(yùn)行，橡塑絕緣電纜的使用量逐年增加，尤其是交聯(lián)電纜。聚乙烯電纜，因其良好的電氣性能和耐熱性，傳輸能力大，結(jié)構(gòu)輕，易于彎曲，附件接頭簡(jiǎn)單，安裝敷設(shè)方便，不受高差限制，尤其無(wú)漏油火災(zāi)危險(xiǎn)。風(fēng)險(xiǎn)，因此受到用戶(hù)的廣泛歡迎。2.2電力電纜線(xiàn)路故障原因2.2.1機(jī)械損傷機(jī)械損傷故障比較常見(jiàn)，占故障率最大，約為57%，其故障形式比較容易識(shí)別第3頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究不，它們中的大多數(shù)會(huì)導(dǎo)致停電。(1)安裝時(shí)損壞：安裝時(shí)不慎撞到電纜，機(jī)械牽引力過(guò)大拉扯電纜，或電纜因過(guò)度彎曲而損壞；(2)外力直接損壞：安裝后在電纜路徑上或電纜附近進(jìn)行城市建設(shè)，使電纜受到外力損壞。引導(dǎo)外力；（3）行駛車(chē)輛的振動(dòng)或沖擊載荷會(huì)導(dǎo)致地下電纜的鉛（鋁）包層開(kāi)裂；（4）自然現(xiàn)象造成的損壞：如中間接頭或端子頭的絕緣膠膨脹，外殼或電器爆裂等。由于電纜的自然行程，電纜護(hù)套被安裝在管嘴或支架上的電纜護(hù)套劃傷；過(guò)大的拉力會(huì)破壞中間連接器或?qū)w。2.2.2絕緣防潮(1)電纜中間頭或終端頭密封工藝不良或密封無(wú)效；(2)電纜制造不良，電纜外護(hù)套有孔洞或裂紋；(3)電纜護(hù)套被異物刺穿或腐蝕穿孔。2.2.3絕緣老化電纜絕緣層長(zhǎng)時(shí)間在電和熱的作用下運(yùn)行，其物理性能會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致其絕緣性強(qiáng)絕緣程度降低或介電損耗增加，最終導(dǎo)致絕緣擊穿為絕緣老化。運(yùn)行時(shí)間極長(zhǎng)（30至40年或更長(zhǎng)時(shí)間）以上）稱(chēng)為正常老化，而較短的年份稱(chēng)為絕緣過(guò)早老化。主要原因是：(1)電纜選用不當(dāng)，電纜長(zhǎng)期在過(guò)電壓下工作。(2)電纜線(xiàn)周?chē)拷鼰嵩?，使電纜部分或整個(gè)電纜線(xiàn)較長(zhǎng)因受熱而過(guò)早老化。(3)電纜在與電纜絕緣層發(fā)生不良化學(xué)反應(yīng)和過(guò)早老化的環(huán)境中工作。2.2.4過(guò)電壓電力電纜因雷擊或其他沖擊過(guò)電壓而損壞的情況并不少見(jiàn)。一般情況一般情況下，3～4倍的大氣過(guò)電壓或工作過(guò)電壓對(duì)絕緣良好的電纜不會(huì)有太大影響。從現(xiàn)在開(kāi)始現(xiàn)場(chǎng)事故分析表明，這些擊穿點(diǎn)往往存在一些嚴(yán)重的缺陷，而雷擊只是早期的激發(fā)。有了它，它的主要缺陷是：(1)絕緣層有氣泡、雜質(zhì)或絕緣油干燥。(2)電纜屏蔽層有打結(jié)或遺漏。(3)電纜絕緣層嚴(yán)重老化。第4頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究2.2.5過(guò)熱電纜過(guò)熱的因素有很多。近幾年的統(tǒng)計(jì)主要有以下幾個(gè)原因：(1)電纜長(zhǎng)期超載。(2)相鄰電纜故障引起火災(zāi)或燒傷。(3)靠近其他熱源，長(zhǎng)時(shí)間接受熱輻射。過(guò)載是電纜過(guò)熱的一個(gè)重要原因。電纜過(guò)載（當(dāng)電纜載流量超過(guò)允許值或運(yùn)行異常時(shí)模式）運(yùn)行時(shí)，如果不按照規(guī)定的電纜發(fā)熱情況和整條線(xiàn)路條件考慮，電纜會(huì)過(guò)熱。橡木塑料絕緣電纜長(zhǎng)時(shí)間過(guò)熱后，絕緣材料會(huì)發(fā)生硬化、變色、失去彈性、開(kāi)裂等物理變化。油紙電纜長(zhǎng)時(shí)間過(guò)熱后，絕緣層變干，絕緣層結(jié)焦，甚至一碰就斷。2.2.6產(chǎn)品質(zhì)量缺陷電纜和電纜附件是電纜線(xiàn)路中不可缺少的兩種重要材料。他們的質(zhì)量環(huán)繞電纜線(xiàn)的安全線(xiàn)。它包括三個(gè)方面，（1）電纜制造問(wèn)題，鉛（鋁）護(hù)套留下的缺陷：絕緣包覆過(guò)程中，表面出現(xiàn)褶皺皺紋、裂紋、斷裂和重疊間隙等缺陷；(2)電纜附件制造缺陷，如鑄鐵件起泡、瓷件機(jī)械強(qiáng)度不足等零件不符合規(guī)格或組裝時(shí)未密封等；(3)絕緣材料維護(hù)管理不善，導(dǎo)致電纜絕緣受潮、臟污、老化。2.2.7糟糕的設(shè)計(jì)隨著今天電力電纜的發(fā)展，其結(jié)構(gòu)和類(lèi)型已基本穩(wěn)定，但各種電氣電纜配件在不斷改進(jìn)。因此，您在選擇時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎。屬于糟糕設(shè)計(jì)的重要缺點(diǎn)是：(1)防水不嚴(yán)密；(2)選材不當(dāng)；（3）工藝水平不合理；(4)機(jī)械強(qiáng)度不足。2.3.電力電纜故障的種類(lèi)和分類(lèi)電力電纜故障按狀態(tài)可分為接地故障、短路故障、斷路故障和混合故障；故障類(lèi)型可分為：?jiǎn)蜗喙收?、二相故障和三相故障等；根?jù)斷層性質(zhì)，主要有低阻斷層。故障和高電阻故障。低阻故障是指故障點(diǎn)處的絕緣電阻下降到電纜（即電纜本身）的特性阻抗。第5頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究體的直流電阻值），即使是零直流電阻的故障。也稱(chēng)為短路故障。高阻故障，指故障直流電阻大于電纜特性阻抗的點(diǎn)。高阻漏電故障是指電纜的高壓絕緣試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)試驗(yàn)電壓升至額定值（有時(shí)與額定值相差甚遠(yuǎn)）時(shí)，漏電流超過(guò)允許值。阻塞失敗。電纜故障按故障的直接原因可分為兩類(lèi)：一類(lèi)是測(cè)試擊穿故障；另一種是測(cè)試擊穿故障；對(duì)于運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的故障。根據(jù)故障的性質(zhì)，可分為以下五種。2.3.1接地故障電纜的一根或多根線(xiàn)芯接地故障。其中可分為低電阻接地或高電阻接地。由于使用的電橋和檢測(cè)器流量計(jì)的靈敏度不同，低阻和高阻的劃分往往不同。一般接地電阻在20～100以下一個(gè)是低阻故障，上面一個(gè)是高阻故障。原則上接地電阻低，可直接用低壓電橋測(cè)量該故障稱(chēng)為低電阻故障。需要燒穿或用高壓電橋測(cè)量的故障稱(chēng)為高阻故障。2.3.2短路故障電纜兩芯或三芯短路，或兩芯或三芯短路接地。也可分為低阻短路或高阻短路道路故障。劃分原則與接地故障相同。2.3.3斷線(xiàn)故障電纜的一根或幾根線(xiàn)芯被故障電流燒斷或被外力拉扯，導(dǎo)致完全或不完全斷開(kāi)。屏障點(diǎn)對(duì)地的電阻也可分為高阻或低阻故障。一般1M為分界線(xiàn)，小于1M為分界線(xiàn)。低電阻?？梢愿鼫?zhǔn)確地測(cè)量電纜的電容，通過(guò)電容的大小來(lái)判斷故障點(diǎn)，可以稱(chēng)為高阻塞線(xiàn)路故障。2.3.4閃絡(luò)故障這些故障大多發(fā)生在預(yù)防性試驗(yàn)中，多發(fā)生在電纜接頭和端子處。測(cè)試當(dāng)絕緣擊穿被擊穿時(shí)，形成間隙放電。當(dāng)外加電壓達(dá)到一定值時(shí)，就會(huì)發(fā)生擊穿。當(dāng)電壓下降在一定值時(shí)，絕緣恢復(fù)而不會(huì)擊穿。有時(shí)在特殊情況下，絕緣擊穿后會(huì)恢復(fù)正常。這是如果提高測(cè)試電壓，則不會(huì)發(fā)生擊穿。這種故障稱(chēng)為閉合故障。以上兩種現(xiàn)象都屬于閃絡(luò)故障。障礙。2.3.5混合故障同時(shí)具有上述兩種或兩種以上性質(zhì)的故障稱(chēng)為混合故障。第6頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究3電力電纜絕緣預(yù)防試驗(yàn)3.1絕緣電阻測(cè)量測(cè)量電力電纜的主絕緣電阻，可以檢查電纜絕緣是否老化、受潮，以便與耐壓試驗(yàn)中的爆炸一致。暴露絕緣缺陷。橡套絕緣電力電纜的主要絕緣電阻值以各生產(chǎn)廠家的規(guī)定為準(zhǔn)，而外護(hù)套的絕緣電阻和500V兆歐表時(shí)，襯里絕緣電阻規(guī)定為0.5M。當(dāng)絕緣電阻很低時(shí)，應(yīng)使用萬(wàn)用表。用正反接線(xiàn)分別測(cè)量屏蔽層對(duì)鎧裝層和鎧裝層對(duì)地的直流電阻，檢查是否受潮。當(dāng)電電纜埋入地下后，測(cè)量鋼鎧對(duì)地的絕緣電阻，檢查外護(hù)套是否損壞；屏蔽層與鋼鎧之間的絕緣電阻也可以檢查護(hù)套是否損壞。從這兩個(gè)測(cè)量中，可以確定絕緣是否受潮。電纜敷設(shè)在電纜溝或隧道支架上時(shí)，外護(hù)套的破損點(diǎn)不在支點(diǎn)處如果不浸入水中或放置在特別潮濕的環(huán)境中，對(duì)外護(hù)套的損壞很難測(cè)量絕緣電阻發(fā)現(xiàn)此時(shí)測(cè)量銅屏蔽層對(duì)鋼鎧的絕緣電阻更為重要。錯(cuò)誤分析：電纜終端或套管表面臟污潮濕，對(duì)絕緣電阻影響很大。除了擦干凈另外還要加一個(gè)屏蔽環(huán)，屏蔽環(huán)要接到兆歐表的“屏蔽”端。當(dāng)電纜為三芯電纜時(shí)，可使用非測(cè)量相作為兩端屏蔽環(huán)之間的連接。當(dāng)被測(cè)電纜較長(zhǎng)時(shí)，充電電流很大，所以兆歐表開(kāi)頭指示的數(shù)值很小，不代表絕緣性差，必須長(zhǎng)時(shí)間遙測(cè)才能得到正確的接點(diǎn)水果。3.2直流耐壓試驗(yàn)交流電力電纜之所以采用直流進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，主要是因?yàn)殡娏﹄娎|的電容量大?，F(xiàn)場(chǎng)使用大容量的測(cè)試電源是不現(xiàn)實(shí)的，從而顯著降低測(cè)試電源的容量。直流耐壓試驗(yàn)一一般采用半波整流電路。由于電纜的電容較大，無(wú)需安裝濾波電容。通常直流測(cè)試殘余損傷也遠(yuǎn)小于交流測(cè)試。一般電纜缺陷都在直流耐壓試驗(yàn)的5min持續(xù)時(shí)間內(nèi)?？梢员┞?。誤差分析：直流測(cè)試不如交流測(cè)試真實(shí)嚴(yán)格，交流測(cè)試中串聯(lián)介質(zhì)的場(chǎng)強(qiáng)分布與交流測(cè)試不同它的介電常數(shù)與其電導(dǎo)率成反比，但在施加直流電時(shí)，它與電導(dǎo)率成反比。因此，在直流耐壓測(cè)試中，必須第7頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究適當(dāng)提高試驗(yàn)電壓，二是延長(zhǎng)施加電壓的時(shí)間。3.3漏電流測(cè)試絕緣良好的電纜的漏電流很小，一般只有幾到幾十微安。在實(shí)際測(cè)量中，微連接到高電位端的電流表接線(xiàn)應(yīng)嚴(yán)格屏蔽微電流表、導(dǎo)線(xiàn)和電纜兩端的測(cè)量?，F(xiàn)場(chǎng)采用兩端同時(shí)測(cè)量的方法，即在非高壓電源中加入測(cè)量微安表，同時(shí)記錄兩端漏電情況。當(dāng)前值。此時(shí)，在高壓電源端測(cè)得的漏電流包括電纜絕緣層的漏電流和表面漏電流，在另一端測(cè)量雜散電流，同時(shí)測(cè)量表面漏電流和雜散電流，從而使電纜的漏電流為兩者之差。誤差分析：由于測(cè)試設(shè)備和高壓引線(xiàn)等雜散電流的影響，微安表接低點(diǎn)端測(cè)量時(shí)當(dāng)測(cè)量結(jié)果往往不準(zhǔn)確時(shí)，有時(shí)誤差會(huì)達(dá)到實(shí)際值的幾倍到幾十倍。3.4其他測(cè)試方法3.4.1剩余電壓法剩余電壓法的測(cè)量原理如圖3.4.1所示。測(cè)量時(shí)，打開(kāi)開(kāi)關(guān)K2，開(kāi)關(guān)K3到接地側(cè)，開(kāi)關(guān)K1打開(kāi)測(cè)試電源，使被測(cè)電纜帶上直流電壓。一般可以根據(jù)每毫米絕緣厚度的電壓來(lái)計(jì)算電壓。施加1kV。充電約10min后，將K1和K2依次擊中接地側(cè)，約10s后擊中。接通K1、K2，接通測(cè)試電源K3，測(cè)量電纜絕緣上的殘余電壓，測(cè)量交聯(lián)聚乙烯電纜剩余電壓與其tan值有很好的相關(guān)性。研究表明，XLPE電纜在不同階段有不同的老化過(guò)程。殘壓明顯不同，電纜劣化越嚴(yán)重，殘壓越高。此測(cè)試方法受外部感應(yīng)、噪聲影響干擾的影響很小。存在的問(wèn)題是測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，沿表面和終端充電的影響大。圖3.4.1剩余電壓法測(cè)量示意圖第8頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究3.4.2反向灌電流法反向吸收電流法的測(cè)試原理如圖3.4.2所示。測(cè)量時(shí)先閉合開(kāi)關(guān)K2，再將開(kāi)關(guān)K1通電電源側(cè)，讓電纜加1kV直流電壓10分鐘，然后將K1打到地側(cè)，使電纜放電；3分鐘后開(kāi)啟K2并用電流表測(cè)量反向灌電流。而“吸收電荷”Q在這里定義為從3分鐘到33分鐘，30min電流隨時(shí)間的積分值。該電荷與電纜的交流擊穿電壓有很好的相關(guān)性，因此可以判斷。斷裂的電纜處于破裂狀態(tài)。測(cè)量剩余電荷時(shí)，外界干擾小，測(cè)量更準(zhǔn)確。問(wèn)題是消除局部電流或端子臟污、外部感應(yīng)、噪聲、溫度、濕度等對(duì)測(cè)試影響較大，測(cè)試時(shí)間較短。長(zhǎng)。圖3.4.2反向吸收電流法測(cè)量示意圖第9頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究4電力電纜絕緣老化4.1電纜絕緣老化的原因絕緣系統(tǒng)在各種因素的長(zhǎng)期作用下發(fā)生一系列的化學(xué)和物理變化，導(dǎo)致絕緣性能和機(jī)械性能等的不斷下降，會(huì)產(chǎn)生不可逆的變化，最終導(dǎo)致電力設(shè)備絕緣擊穿。這個(gè)過(guò)程正在老化。絕緣材料老化的原因是多方面的，也是復(fù)雜的。最具代表性的有：熱老化、機(jī)械老化、電老化等。絕緣材料的老化性能主要包括絕緣電阻的降低和介電損耗的增加等。4.1.1電氣老化電氣老化是指電力設(shè)備的絕緣系統(tǒng)在電場(chǎng)長(zhǎng)期作用下發(fā)生的老化。電老化的機(jī)理非常復(fù)雜，它包含一系列因絕緣擊穿而引起的放電的物理和化學(xué)作用。隨著施加的電壓增加，絕緣系統(tǒng)中的放電加強(qiáng)，放電量和放電重復(fù)率增加，導(dǎo)致加速電老化，絕對(duì)壽命減少。一般來(lái)說(shuō)，絕緣材料的固有擊穿場(chǎng)強(qiáng)可以用來(lái)代表絕緣材料對(duì)強(qiáng)電場(chǎng)的性能。各種高分子材料材料的本征擊穿場(chǎng)強(qiáng)均在MV/cm量級(jí)。但是，絕緣材料的實(shí)際介電擊穿強(qiáng)度遠(yuǎn)小于內(nèi)在擊穿強(qiáng)度。造成這種情況的原因有很多，如厚度效應(yīng)、雜質(zhì)混入、制造材料形成不均勻時(shí)產(chǎn)生的氣孔，材料形成不均勻引起的電極效應(yīng)等等。4.1.2熱老化熱老化是指電力設(shè)備絕緣系統(tǒng)在長(zhǎng)期熱作用下發(fā)生的老化。耐熱有機(jī)絕緣材料在熱降解作用下，絕緣材料的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，其電氣和機(jī)械性能下降。隨著隨著溫度的升高，絕緣材料的熱老化速度迅速增加，不同的絕緣材料受溫度的影響程度不同。熱老化的本質(zhì)是絕緣材料在熱的影響下發(fā)生化學(xué)變化，所以熱老化也稱(chēng)為化學(xué)老化。改變。一般來(lái)說(shuō)，化學(xué)反應(yīng)的速率隨著環(huán)境溫度的升高而增加。絕緣聚合物有機(jī)物材料在熱的長(zhǎng)期作用下會(huì)發(fā)生熱降解，主要是氧化反應(yīng)，也稱(chēng)為自氧化解離自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，例如聚乙烯的氧化，是從CH鍵中的H脫離開(kāi)始的。熱老化使絕緣材料的電氣和機(jī)械性能同時(shí)退化，絕緣壽命降低，但最顯著的性能是材料的延長(zhǎng)。機(jī)械性能的變化，例如伸長(zhǎng)率和抗拉強(qiáng)度。第10頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究4.1.3機(jī)械時(shí)效機(jī)械老化是指固體絕緣系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中在各種機(jī)械應(yīng)力作用下的老化。這個(gè)在老化過(guò)程中，如果絕緣材料在機(jī)械應(yīng)力的作用下產(chǎn)生微觀缺陷，就會(huì)有規(guī)律地運(yùn)動(dòng)，形成微觀裂紋?？p合并逐漸擴(kuò)大。機(jī)械應(yīng)力產(chǎn)生的微裂紋在強(qiáng)電場(chǎng)作用下會(huì)引起局部放電，從而加速絕緣系統(tǒng)的破壞。4.1.4環(huán)境老化環(huán)境老化是指潮濕、氧氣、輻射、化學(xué)粉塵等自然環(huán)境條件以及高海拔地區(qū)。由管理?xiàng)l件引起的絕緣系統(tǒng)的表面老化，特別是有機(jī)聚合物表面在水和強(qiáng)電中沉積和污染時(shí)在場(chǎng)的作用下，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的污染放電，對(duì)絕緣表面造成破壞?？傊?，電纜絕緣層的老化是電場(chǎng)、熱、機(jī)械力、環(huán)境（水分等）等多種因素共同作用的結(jié)果。行動(dòng)的結(jié)果是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。在估算絕緣材料的使用壽命時(shí)，應(yīng)盡可能考慮以上因素。首要考慮。4.2絕緣老化的主要表現(xiàn)----樹(shù)枝狀近十年的運(yùn)行研究表明，聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯等一些聚合物的絕緣損壞是主要原因。先經(jīng)歷樹(shù)枝的老化過(guò)程。老化絕緣材料的顯微鏡觀察揭示了樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)的存在。是絕緣老化，受電場(chǎng)影響，導(dǎo)致介質(zhì)較弱部分發(fā)生樹(shù)枝狀放電或樹(shù)枝狀團(tuán)聚。按“樹(shù)分支形成的原因及其絕緣損壞可分為“電分支”和“水分支”兩種?！爸贰庇址Q(chēng)為“電氣化支路”。4.2.1電氣分支電氣樹(shù)是由絕緣系統(tǒng)中的各種缺陷引起的局部放電引起的。它通常處于較高的場(chǎng)強(qiáng)待生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)。電氣支路的放電主要源于材料的不連續(xù)界面（氣隙、雜質(zhì)、外部半導(dǎo)體等）。體屏蔽接口等），有的來(lái)源于水枝。電支一般有明支和連續(xù)支。沒(méi)有水分，管壁上有焦炭顆粒的痕跡。該分支是不可逆的，并且發(fā)展到將絕緣的程度在其中形成導(dǎo)電通道，導(dǎo)致?lián)舸?。無(wú)間隙絕緣也會(huì)引起樹(shù)枝狀放電，主要是空間負(fù)載引起的造成的。在絕緣層中，注入的電子部分作為空間載荷被吸引，空間載荷逐漸累積。在無(wú)間隙絕緣中電氣支路的產(chǎn)生是這部分累積的空間負(fù)荷突然釋放的結(jié)果。充放電或局部放電形成的電分支會(huì)隨著電場(chǎng)的方向逐漸導(dǎo)致絕緣部分擊穿，從而形成分支狀通道。走道延長(zhǎng)的時(shí)間越長(zhǎng)，電極間的絕緣距離就越短，當(dāng)它短到足以產(chǎn)生擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，絕緣就會(huì)迅速被擊穿。電支第11頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究形成是一個(gè)相對(duì)緩慢的過(guò)程。4.2.2水支水樹(shù)是指水侵入電纜后，在電場(chǎng)的作用下，從電場(chǎng)的不均勻性和電應(yīng)力的集中開(kāi)始形成。根據(jù)形成的樹(shù)枝狀現(xiàn)象，水樹(shù)按其起點(diǎn)可分為三種情況：(1)水樹(shù)：這是從電纜中的半導(dǎo)體層開(kāi)始的水樹(shù)。當(dāng)半導(dǎo)體層為膠帶時(shí)在公式的情況下，在半導(dǎo)體膠帶的邊緣或結(jié)構(gòu)的不平整部分，如毛刺，很可能會(huì)產(chǎn)生水樹(shù)。當(dāng)半導(dǎo)體層是擠壓結(jié)構(gòu)時(shí)，這種水樹(shù)幾乎不會(huì)出現(xiàn)。但即使擠如果絕緣化合物中的雜質(zhì)漂浮到絕緣層的相關(guān)界面，它也會(huì)從結(jié)構(gòu)中去除。水樹(shù)出現(xiàn)在其中。(2)外導(dǎo)水樹(shù)：從電纜中的外半導(dǎo)體層開(kāi)始的導(dǎo)水樹(shù)。(3)蝴蝶形水樹(shù)：從絕緣層中的雜質(zhì)和氣隙開(kāi)始的水枝。在上述三棵水樹(shù)中，事故的主要原因是引水樹(shù)，而其他水樹(shù)和引水樹(shù)造成的事故水樹(shù)造成的事故比較少見(jiàn)。自遇到水樹(shù)現(xiàn)象以來(lái)，人們對(duì)水樹(shù)進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究，并開(kāi)發(fā)了相關(guān)的檢測(cè)技術(shù)。技術(shù)，包括前面提到的離線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)，如殘壓法、反向吸收電流法等。聚乙烯電纜（如整流效應(yīng)、極性效應(yīng)、諧波效應(yīng)、超低頻響應(yīng)等）、交聯(lián)聚乙烯理論上發(fā)展了電纜水樹(shù)在線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)。目前國(guó)外有幾個(gè)已經(jīng)采用或者比較有前途。線(xiàn)路檢測(cè)方法主要有：直流分量法、直流疊加法、交流疊加法、差頻法等在線(xiàn)檢測(cè)方法。第12頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究5電力電纜故障在線(xiàn)檢測(cè)方法5.1直流分量法由于交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜（水支、電支）的絕緣缺陷，它們?cè)诮宦?lián)電流的正負(fù)半周表現(xiàn)出不同的電荷注入和中和特性，導(dǎo)致交流工作電壓長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)作用。使用后，水枝前端積聚大量負(fù)電荷，積聚在枝頭的負(fù)電荷逐漸向另一側(cè)漂移。這種現(xiàn)象稱(chēng)為“整流效應(yīng)”。由于“整流效應(yīng)”，流過(guò)電纜地線(xiàn)的交流電流含有存在微弱的直流分量，通過(guò)檢測(cè)該直流分量可以進(jìn)行劣化診斷。使用圖5.1所示的測(cè)量電路在XLPE電纜系統(tǒng)中，可以在電纜芯和屏蔽層的電流中檢測(cè)到非常小的直流分量。圖5.1直流分量法示意圖誤差分析：直流分量法測(cè)得的電流很微弱，有時(shí)也不是很穩(wěn)定，很小的干擾電流就會(huì)造成很大的誤差。研究表明，這些干擾主要來(lái)自被測(cè)電纜屏蔽層與被測(cè)電纜之間的雜散電流。由于水支路引起的雜散電流和實(shí)際電流都經(jīng)過(guò)直流分量測(cè)量裝置，導(dǎo)致誤差較大。區(qū)別。第13頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究5.2直流疊加法（通常）在接地電壓互感器的中性點(diǎn)。50V），將此直流電壓與施加在電纜絕緣層上的交流電壓疊加，使測(cè)量穿過(guò)電纜絕緣層微弱的納安級(jí)直流電流或其層的絕緣電阻，其測(cè)量原理如圖5.2所示。圖5.2直流疊加法示意圖對(duì)于中性點(diǎn)固定接地的三相系統(tǒng)，也可以在三相電抗器的中性點(diǎn)加低壓直流電源。電纜的絕緣性能仍采用直流疊加法在線(xiàn)測(cè)試。誤差分析：由于直流疊加法是在交流高壓上疊加一個(gè)低值直流電壓，該條件下測(cè)得的絕緣電阻與斷電后施加直流高壓時(shí)的測(cè)試結(jié)果非常相似。但絕緣電阻和電纜絕緣剩余壽命沒(méi)有很好的相關(guān)性，具有相當(dāng)大的分散性。絕緣電阻與很多因素有關(guān)，即使是同一根電纜，僅通過(guò)測(cè)量其絕緣電阻值也難以預(yù)測(cè)其壽命。5.3交流疊加法這種方法是在電纜屏蔽層上疊加一個(gè)交流電壓（頻率=工頻頻率檢測(cè)到1Hz電纜的特征電流信號(hào)用于判斷電纜的老化程度。交流疊加法的檢測(cè)原理如圖5.3所示。嘗試實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)不同頻率的交流電壓疊加在老化電纜的屏蔽層上時(shí)，當(dāng)電壓頻率為100Hz時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的特征電流。進(jìn)一步的研究表明，這種特征電流只在老化的電纜上產(chǎn)生，新電纜不產(chǎn)生特征電流，疊加電壓頻率為101.4Hz時(shí)，特征電流達(dá)到最大值第14頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究大的價(jià)值。由此得到的關(guān)系式為：檢測(cè)電流頻率=疊加電壓頻率-工頻頻率2。圖5.3交流疊加法檢測(cè)原理圖與直流疊加法相比，交流疊加法所需的電源幅值更小，通常與5v的交流電疊加。通過(guò)電壓可以得到明顯的特征電流，使交流疊加法更容易檢測(cè)電纜的老化信號(hào)。此外，交流疊加法測(cè)得的特征電流的線(xiàn)性化程度遠(yuǎn)優(yōu)于直流疊加法。因此，交流疊加法不是一種新的電纜在線(xiàn)檢測(cè)方法。5.4差頻法差頻在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的檢測(cè)方法與直流法類(lèi)似。低頻電壓疊加在工頻交流電下，電纜對(duì)老化的響應(yīng)程度，根據(jù)目前國(guó)外研究低頻疊加使用不同頻段和波形來(lái)測(cè)試現(xiàn)狀。在這種狀態(tài)下，尋求能夠真實(shí)反映電纜老化程度的低頻負(fù)載信號(hào)。最近，研究發(fā)現(xiàn)，同時(shí)當(dāng)兩個(gè)頻率相近或倍數(shù)相近的正弦電壓加在水樹(shù)交聯(lián)聚乙烯電纜上時(shí)，檢測(cè)回路中會(huì)有一些。產(chǎn)生超低頻水樹(shù)老化特性電流信號(hào)，據(jù)此可以在線(xiàn)診斷電纜絕緣的水樹(shù)老化狀態(tài)。這是差頻監(jiān)測(cè)技術(shù)的理論基礎(chǔ)。如果施加一個(gè)50Hz的工頻電壓并疊加，產(chǎn)生的信號(hào)將淹沒(méi)在工頻供電系統(tǒng)中，所以100Hz左右的低頻低壓電源供電。該方法可用于不同電壓等級(jí)的電纜，根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際接線(xiàn)方式，不同電壓等級(jí)需要不同部位疊加低頻信號(hào)，10kv電纜可以PT通過(guò)消弧線(xiàn)圈疊加：110kv/220kv電纜均可凈PT二次測(cè)量注入一個(gè)可變頻率的恒流信號(hào)。差頻技術(shù)的主要難點(diǎn)是開(kāi)發(fā)一種研究并能在變頻調(diào)頻電源領(lǐng)域工作，找到有效的變頻信號(hào)疊加位置，兼容大小的。測(cè)量方法如下圖5.4所示。第15頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究圖5.4差頻檢測(cè)法原理第16頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究6電力電纜故障定位及定點(diǎn)法6.1確定故障性質(zhì)對(duì)有故障的電纜進(jìn)行故障測(cè)試時(shí)，首先要做的是確定故障的性質(zhì)，并知道故障是否是接地、短路、斷線(xiàn)或它們的組合；單相、兩相或三相故障；高阻、低阻、或泄漏或閃絡(luò)故障。6.2粗距離測(cè)量在確定了故障的性質(zhì)后，就可以選擇合適的測(cè)試方法來(lái)測(cè)量故障點(diǎn)到測(cè)試端或測(cè)試端的距離。距離，這項(xiàng)工作稱(chēng)為粗距離。粗略測(cè)試是電纜故障測(cè)試過(guò)程中最重要的一步。劣勢(shì)，決定了電纜故障檢測(cè)全過(guò)程的效率和準(zhǔn)確性。人們總結(jié)了古典法和現(xiàn)代法。6.2.1經(jīng)典法（橋法）作為電纜故障診斷技術(shù)，經(jīng)典方法已逐漸被新技術(shù)所取代，但在一些地區(qū)和單位條件都具備了，所以還是需要的，包括電阻橋法、電容橋法、燒穿電阻降低法、高壓橋法。下面對(duì)經(jīng)典的橋接法進(jìn)行具體介紹。電橋法是一種經(jīng)典的故障測(cè)試方法，其測(cè)試電路圖和等效電路圖如下第17頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究圖6.2圖6.2橋式測(cè)距電路圖橋式測(cè)距等效電路圖電橋法是利用惠斯通電橋定理將被測(cè)電纜終端的故障相和非故障相短路，兩臂分別接故障相和非故障相，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻使電橋平衡。它與度數(shù)成正比，可以計(jì)算出故障點(diǎn)到測(cè)量端的距離。在測(cè)試過(guò)程中，仔細(xì)調(diào)整R2值，使電橋平衡，CD之間的點(diǎn)為零。根據(jù)電橋平衡原理，有：R3_R4_R2_(7-1)R1和R2是已知電阻，如果R1/R2=K，則有：R3/R4=K設(shè)電纜導(dǎo)體電阻率為R0，全長(zhǎng)L代表電纜全長(zhǎng)，LX和L0分別代表電纜到測(cè)量的故障點(diǎn)從頭到尾的距離。那么R2可以被（L0+L全長(zhǎng)）R0代替。根據(jù)公式7.1，我們得到L全長(zhǎng)+L0=KLXL0=L全長(zhǎng)–LX_所以長(zhǎng)×2L全長(zhǎng)K1電橋法簡(jiǎn)單、方便、準(zhǔn)確，但其重要缺點(diǎn)是不適用于高阻和閃絡(luò)問(wèn)題。如果故障電阻很高，電橋中的電流很小，很難檢測(cè)出儀器的一般靈敏度。上層電纜故障多為高阻和閃絡(luò)故障。用電橋法測(cè)量故障距離前需要高壓設(shè)備將故障點(diǎn)燒穿，將故障電阻值降低到電橋法可以測(cè)量的范圍內(nèi)，非常不方便。第18頁(yè)，共41頁(yè)_11電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究當(dāng)故障點(diǎn)燒斷時(shí)，故障電阻增大，或故障電阻燒得太低，屬于永久性短路。直到最后點(diǎn)不能用放電聲學(xué)法確定。6.2.2現(xiàn)代法（脈沖反射法）脈沖反射法也稱(chēng)為行波法。具體可分為低壓脈沖反射法3脈沖反射電壓采樣法而脈沖反射電流采樣法，后兩類(lèi)又可細(xì)分為直接閃光法和脈沖閃光法。它可以在沒(méi)有“燒穿”的情況下完成它適用于各種類(lèi)型的故障，因此被廣泛使用。行波測(cè)距法是在確定行波的傳播速度后，通過(guò)測(cè)量行波的傳播距離來(lái)確定故障位置。全部的一般來(lái)說(shuō)，行波離線(xiàn)測(cè)距方法有四種。低壓脈沖反射法：用于電纜的低阻、短路和開(kāi)路故障。測(cè)試時(shí)，向故障電纜注入低壓脈沖，使其在電纜中傳播，脈沖遇到阻抗失配點(diǎn)（短反射脈沖和發(fā)射脈沖之間的時(shí)間差被記錄下來(lái)。已知脈沖v在電纜中，阻抗不匹配測(cè)量點(diǎn)的距離為：大號(hào)噸26.2.3低壓脈沖反射法低壓脈沖反射法也稱(chēng)為雷達(dá)法。他通過(guò)查看故障點(diǎn)處發(fā)射脈沖和反射脈沖之間的時(shí)間來(lái)做到這一點(diǎn)差Ts用于測(cè)量故障距離。假設(shè)脈沖波在電纜中的傳播速度為Vm/s，則電纜有故障距離LXm/計(jì)算如下：12在電纜故障測(cè)試工作中，無(wú)論遇到什么樣的故障，一般都是先用低壓脈沖法測(cè)量故障電壓。電纜的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，如果測(cè)得的故障距離LX大于L，顯然不符合邏輯。如果電纜線(xiàn)圖標(biāo)有長(zhǎng)度Lt和L相如果差異很大，則需要消除誤差。通過(guò)公式LXt長(zhǎng)×大號(hào)大號(hào)障礙物距離LXt。測(cè)距系統(tǒng)示意圖如下：第19頁(yè)，共41頁(yè)_LXVTLXVTt將測(cè)試故障距離LX換算成圖紙上的故電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究圖6.2.3脈沖反射法測(cè)距系統(tǒng)示意圖低壓脈沖反射法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單直觀，不需要詳細(xì)的電纜原始數(shù)據(jù)，例如電纜導(dǎo)體切口。表面、長(zhǎng)度、電阻率等，也可以根據(jù)反射脈沖的極性來(lái)區(qū)分故障類(lèi)型。缺點(diǎn)不適用于測(cè)量高電阻有泄漏和閃絡(luò)故障6.2.4脈沖電壓法又稱(chēng)閃絡(luò)試驗(yàn)法，利用直流高壓或脈沖高壓信號(hào)擊穿電纜的故障點(diǎn)，即發(fā)生閃絡(luò)放電。距離是通過(guò)放電電壓脈沖在觀察點(diǎn)和故障點(diǎn)之間來(lái)回傳播的時(shí)間來(lái)測(cè)量的。適用于高阻和閃絡(luò)故障。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要永久燒穿高阻或閃絡(luò)故障，利用故障擊穿產(chǎn)生的瞬時(shí)脈沖信號(hào)。不，測(cè)試速度快，誤差小，操作簡(jiǎn)單。弱點(diǎn)是：①安全性差，儀器與高壓電路電耦合，高壓信號(hào)容易進(jìn)入損壞儀器。②用這種方法測(cè)距時(shí)，高壓電容對(duì)脈沖信號(hào)處于短路狀態(tài)，需要串聯(lián)一個(gè)電阻或電感產(chǎn)生電壓信號(hào)，降低高壓電容放電時(shí)施加在電纜上的電壓，使故障點(diǎn)不易擊穿。③故障放電時(shí)，分壓器耦合的電壓波形不尖銳，難以分辨。6.2.5脈沖電流法脈沖電流法采用線(xiàn)性電流耦合器采集電纜中的電流行波信號(hào)，將電纜的故障點(diǎn)接入大電流。電壓擊穿，用儀器采集記錄故障擊穿產(chǎn)生的電流行波信號(hào)，通過(guò)分析斷電分析電流行波信號(hào)在測(cè)量端和故障之間來(lái)回傳播所需的時(shí)間用于計(jì)算故障距離。與脈沖電壓法相比，脈沖電流法采用線(xiàn)性電流耦合器，與高壓電路沒(méi)有直接的電連接。這對(duì)測(cè)試設(shè)備和測(cè)試人員來(lái)說(shuō)更安全。線(xiàn)性電流耦合器產(chǎn)生的電流脈沖信號(hào)也比較容易區(qū)分。因此，與脈沖電壓法相比，這種方法得到了更廣泛的應(yīng)用。脈沖電流法具有高直流第20頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究試驗(yàn)方法有壓力閃絡(luò)法和沖擊高壓閃絡(luò)法兩種。直流高壓閃絡(luò)法（直接閃絡(luò)法）適用于測(cè)量閃絡(luò)擊穿故障，此類(lèi)故障的抗故障能力很高。用高壓設(shè)備將電壓升高到一定值時(shí)發(fā)生閃絡(luò)擊穿。通過(guò)穩(wěn)壓器和高壓測(cè)試變壓器穩(wěn)壓器對(duì)儲(chǔ)能電容充電，電容與電阻串聯(lián)形成回路，線(xiàn)性電流耦合器與電纜相連。耦合回路以檢測(cè)信號(hào)。當(dāng)電容器電壓升高到一定值時(shí)，電纜的故障點(diǎn)被高壓擊穿，形成形成短路電弧，故障點(diǎn)電壓迅速接近零，產(chǎn)生突跳電壓和突跳電流，從故障點(diǎn)到兩者結(jié)束傳播?？赏ㄟ^(guò)檢測(cè)電流脈沖在測(cè)量端與電纜一端故障點(diǎn)之間來(lái)回走動(dòng)的時(shí)間來(lái)獲得故障。障礙物距離。直接閃光法的波形簡(jiǎn)單、易懂、精度高。但是，由于電容器本身的原因，存在雜散電感會(huì)導(dǎo)致波形上出現(xiàn)一個(gè)小的正脈沖，該脈沖應(yīng)該是負(fù)脈沖，從而影響測(cè)距精度。還有，失敗直閃幾次后，故障電阻下降，這種方法已經(jīng)不能用了，所以前幾次試驗(yàn)很重要。重大影響壓力閃絡(luò)法（rush-flash法）適用于測(cè)試大多數(shù)閃絡(luò)故障。閃光測(cè)試電路與直接閃光法基本相同，只是在充電電容和電纜之間增加了一個(gè)放電室。差距。充電電容充電時(shí)，電壓達(dá)到一定值后，球形放電間隙擊穿放電，電纜線(xiàn)得到瞬間高壓，當(dāng)高壓大于故障點(diǎn)的臨界擊穿電壓時(shí)，故障會(huì)擊穿放電，發(fā)電。電流電壓信號(hào)傳播到兩端。通過(guò)捕獲該信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)故障定位。與直接閃法相比，沖閃法波形狀較復(fù)雜，識(shí)別難度較大，精度較低，但適用范圍較廣。6.2.6二次脈沖法二次脈沖法（SLM）是1990年代發(fā)展起來(lái)的一種電纜故障預(yù)定位方法。原理是回聲計(jì)釋放在高阻或間歇性電纜故障點(diǎn)無(wú)法反射的發(fā)射脈沖，儀器將顯示整個(gè)電纜長(zhǎng)度波形被存儲(chǔ)，這個(gè)波形被稱(chēng)為“好跡線(xiàn)”。設(shè)備高壓電容放電，造成電纜故障點(diǎn)出現(xiàn)閃絡(luò)，故障點(diǎn)處的電弧表現(xiàn)為電阻很低的電阻。同時(shí)觸發(fā)回波計(jì)發(fā)送第二個(gè)發(fā)射脈沖（低壓脈沖），這個(gè)脈沖加到高壓信號(hào)上會(huì)從故障點(diǎn)反射回來(lái)。這樣，返回?cái)?shù)據(jù)自動(dòng)處理波形儀存儲(chǔ)故障點(diǎn)的反射波形，并疊加完整跡線(xiàn)和故障跡線(xiàn)，兩條跡線(xiàn)中的一條將清晰。分歧點(diǎn)。這個(gè)發(fā)散點(diǎn)就是故障點(diǎn)的反射波形點(diǎn)。二次脈沖法的優(yōu)點(diǎn)是可以避免故障點(diǎn)閃絡(luò)引起的強(qiáng)電磁干擾：低壓脈寬可調(diào)；更長(zhǎng)的線(xiàn)路也可以記錄清晰的信號(hào)波形以提高測(cè)量精度。缺點(diǎn)是使用的儀器較多；因?yàn)楣收宵c(diǎn)的電阻應(yīng)該降低到一個(gè)很小的值，比如如果故障點(diǎn)阻尼嚴(yán)重，故障分接過(guò)程會(huì)更長(zhǎng)，測(cè)試時(shí)間也會(huì)相應(yīng)增加；故障點(diǎn)保持低阻狀態(tài)。時(shí)間不確定，施加二次脈沖的控制困難。第21頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究6.3檢測(cè)路徑或識(shí)別電纜Lx，然后以測(cè)試端為圓心，以L(fǎng)x為半徑畫(huà)一個(gè)圓，圓周上的所有點(diǎn)都滿(mǎn)足故障點(diǎn)到測(cè)試端的距離為L(zhǎng)x的條件。用線(xiàn)段繪制電纜路徑時(shí)未來(lái)，這條線(xiàn)段一定與R=Lx的圓相交于一點(diǎn)，這就是我們要找的故障點(diǎn)。對(duì)于直接埋在地下的電纜，需要找出電纜線(xiàn)路的實(shí)際方向，即探測(cè)路徑。為了對(duì)于電纜溝、隧道等外露電纜，需要從眾多電纜中選出故障電纜，即識(shí)別電纜。6.4精測(cè)點(diǎn)精確定位是電纜故障測(cè)試工作的最后一步，也是至關(guān)重要的一步。因?yàn)榇致缘臏y(cè)量故障的距離存在一定的誤差，故障距離的測(cè)量也存在誤差，所以要準(zhǔn)確確定故障點(diǎn)的位置，就需要需要精確定位。一般采用聲測(cè)點(diǎn)法、感應(yīng)法和回路法。6.4.1聲測(cè)點(diǎn)法電纜故障中的故障點(diǎn)檢測(cè)大多采用聲學(xué)方法，準(zhǔn)確率達(dá)95%以上。這類(lèi)測(cè)試方法很簡(jiǎn)單。判斷錯(cuò)誤很少見(jiàn)，因此被廣泛使用。聲學(xué)測(cè)量法的基本原理是利用直流高壓測(cè)試設(shè)備向故障點(diǎn)放電。放電過(guò)程中的故障點(diǎn)放電時(shí)會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)。這時(shí)，用指點(diǎn)器的拾音探頭反復(fù)聽(tīng)故障點(diǎn)附近的故障。找到地面振動(dòng)最大、聲音最大的地方就是故障點(diǎn)的實(shí)際位置：開(kāi)路故障的聲音更大，可以可以聽(tīng)到振動(dòng)的放電聲。聲學(xué)測(cè)量原理如圖6.4.1所示圖6.4.1在圖1中。K——電源開(kāi)關(guān)；T——調(diào)壓器（3kV）：T——試驗(yàn)變壓器（2～3kV）：R——限制電流電阻：D—硅堆（2DL-75kV/1A）：C—儲(chǔ)能電容（2～8uF）：G—放電間隙：A—毫安。測(cè)量方法(1)按圖1的原理接線(xiàn)圖連接。線(xiàn)路接通后，兩個(gè)人檢查；第22頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究(2)調(diào)整放電間隙，將放電電壓控制在規(guī)定電壓（根據(jù)電纜等級(jí)）。將調(diào)節(jié)器設(shè)置為零：(3)拆掉地線(xiàn)，合上開(kāi)關(guān)K，使穩(wěn)壓器均勻升壓，當(dāng)電壓升至合適電壓時(shí)。G放電，這時(shí)，根據(jù)放電電壓的高低。適當(dāng)調(diào)整放電間隙，使放電間隔為3-4s。每次停電調(diào)整余地間隙為G，對(duì)地應(yīng)放電，以防靜電傷人。(4)調(diào)整后，可按每3～4s的規(guī)定排出。粗測(cè)得到的電纜故障點(diǎn)附近進(jìn)行聽(tīng)力測(cè)試。聽(tīng)力測(cè)試時(shí)，必須有人監(jiān)控測(cè)試設(shè)備的電壓和電流表，防止設(shè)備燒壞。(5)聽(tīng)到故障點(diǎn)后，應(yīng)立即將調(diào)壓器歸零，斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)K，斷開(kāi)電纜芯線(xiàn)。并且電容器被放電到地。6.4.2聽(tīng)法(1)火花放電產(chǎn)生的聲波傳到地面后進(jìn)入空氣，其體積僅為1%，其余90%體積被地面吸收。只有人類(lèi)的聽(tīng)覺(jué)，在地面上很難找到這樣的聲音。尤其可以在人多的地方不容易找到。因此，必須使用音頻放大器拾音器。(2)也可以使用醫(yī)生的聽(tīng)診器。以預(yù)先確定的近似值，將聽(tīng)診器的麥克風(fēng)靠近地面優(yōu)越的。緩慢移動(dòng)麥克風(fēng)，直到聽(tīng)到火花放電。如果聲音最大的地方，這無(wú)疑是電纜故障聲音。（3）如果電纜故障發(fā)生在人煙稀少的地方或深夜，當(dāng)預(yù)測(cè)出近似故障時(shí)，可以使用電纜硬木棒，一端靠近地面，另一端靠近耳朵，也可以通過(guò)聽(tīng)到的放電聲來(lái)判斷故障。這個(gè)地方。備注：(1)特別注意測(cè)試設(shè)備地線(xiàn)的連接。電容器的地線(xiàn)必須單獨(dú)接地，電纜的引線(xiàn)必須單獨(dú)接地線(xiàn)材為直接連接方式，請(qǐng)勿與測(cè)試設(shè)備的公共地線(xiàn)相連。否則，地線(xiàn)的電位會(huì)在放電的瞬間上升，容易損壞。同一地面上的電氣設(shè)備。(2)如果聽(tīng)音裝置的探頭屏蔽不好，當(dāng)聽(tīng)音線(xiàn)位置示意圖如圖6.4.1所示時(shí)，不在故障點(diǎn)。可以聽(tīng)到放電的聲音。為了區(qū)分感應(yīng)放電和振動(dòng)放電，可以將探頭放在手上（離地）進(jìn)行測(cè)聽(tīng)。如果還有放電聲，是電磁感應(yīng)引起的，如果沒(méi)有放電聲。將探頭放回地面，即可聽(tīng)到聲音聲音是故障點(diǎn)的放電聲。(3)由于電纜接地不良或其他原因，電纜護(hù)套與接地體之間可能會(huì)發(fā)生放電或在電纜外露部分或電纜末端出現(xiàn)輕微放電聲。容易造成誤判，所以不能要判斷這種輕微的聲音，只有當(dāng)你真正感覺(jué)到電纜的振動(dòng)時(shí)，才能確定故障點(diǎn)的位置。第23頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究(4)為了區(qū)分聲音測(cè)試的放電聲和外界干擾聲，可以?xún)蓚€(gè)人同時(shí)使用兩套聽(tīng)音設(shè)備。好的，一個(gè)人用探頭固定點(diǎn)。一個(gè)人使用感應(yīng)線(xiàn)圈接收放電的電磁波信號(hào)進(jìn)行驗(yàn)證。當(dāng)兩個(gè)人當(dāng)不時(shí)聽(tīng)到放電聲時(shí)，可以證明聽(tīng)到的聲音是正確的，可以確定故障點(diǎn)的具體位置。(5)聽(tīng)試時(shí)。應(yīng)注意電纜中間的連接器部分，因?yàn)橹虚g的連接器最容易損壞。6.4.3歸納法感應(yīng)法用于定位和測(cè)量電纜的故障點(diǎn)。在故障測(cè)量中，通常用作輔助方法。感應(yīng)法主要用于收聽(tīng)電纜的埋地位置，應(yīng)用廣泛。1)電纜埋地位置的聽(tīng)力測(cè)試音頻信號(hào)源（即路徑表），將另一端連接到電纜芯，然后通過(guò)芯的另一端接地，其接線(xiàn)如圖2所示。在電纜芯通過(guò)音頻電流時(shí)打開(kāi)路徑計(jì)。周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生圖4。如果接收線(xiàn)圈放置在電纜位置正上方的位置A，由于磁棒完全這條線(xiàn)是垂直的，沒(méi)有磁場(chǎng)線(xiàn)穿過(guò)線(xiàn)圈。感應(yīng)電勢(shì)接近于零，因此當(dāng)線(xiàn)圈從耳機(jī)j中移除時(shí)，耳機(jī)j中聽(tīng)不到聲音當(dāng)電纜的頂部向兩側(cè)移動(dòng)時(shí)。由于磁棒不垂直于磁力線(xiàn)，所以有磁力線(xiàn)穿過(guò)線(xiàn)圈。所以可以聽(tīng)到使聲音變大：隨著線(xiàn)圈遠(yuǎn)離電纜，聲音也因磁場(chǎng)減弱而逐漸減弱聲音的音量變化曲線(xiàn)，如圖3所示。從中可以看出，當(dāng)磁棒垂直于地面并沿電纜路徑左右移動(dòng)時(shí)。那么你也能兩側(cè)響亮的聲音中間沒(méi)有聲音(或聲音很小)的靜音路線(xiàn).這是電纜的具體埋葬。地點(diǎn)圖2第24頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究圖3圖42)低阻相故障的聽(tīng)音測(cè)試低電阻（小于10Q）相間故障監(jiān)聽(tīng)測(cè)試如圖5所示。音頻信號(hào)發(fā)生器的輸出sub連接到故障的兩相鐵芯，音頻電流會(huì)從一個(gè)鐵芯通過(guò)故障點(diǎn)返回到另一鐵芯的音頻信號(hào)。號(hào)碼來(lái)源。由于電纜的芯線(xiàn)在制造過(guò)程中絞合在一起，因此您會(huì)在故障點(diǎn)之前聽(tīng)到如圖5所示當(dāng)音量大小有規(guī)律的變化時(shí)，到達(dá)故障點(diǎn)時(shí)聲音會(huì)明顯增大。故障點(diǎn)后聲音會(huì)增大它消失得很快，因此可以準(zhǔn)確地確定故障點(diǎn)的位置。圖56.5裸電纜故障專(zhuān)用定點(diǎn)法電纜溝和隧道中的電纜，以及從地下挖出的電纜，都是裸露的城市電纜。這些當(dāng)電氣環(huán)境出現(xiàn)故障時(shí)，有時(shí)采用聲側(cè)法查找故障點(diǎn)，耳機(jī)內(nèi)聽(tīng)不到放電音（如故障電阻為零）。金屬接地故障）。在上述情況下，使用特殊的方法來(lái)定位電纜故障是比較簡(jiǎn)單、直觀和直觀的。方便的。下面介紹幾種特殊的定點(diǎn)方法。6.5.1局部過(guò)熱法粗略測(cè)量故障點(diǎn)后，對(duì)故障點(diǎn)施加沖擊高壓或使用直流高壓擊穿故障點(diǎn)。這樣，第25頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究一定的電流流過(guò)故障點(diǎn)。因?yàn)楣收宵c(diǎn)有一定的電阻，所以電流通過(guò)時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)。這時(shí)用手觸摸故障電纜，過(guò)熱的地方就是故障點(diǎn)。使用局部過(guò)熱法，可以更準(zhǔn)確地確定故障點(diǎn)特別適用于手容易觸摸的電纜或電纜頭上查找故障點(diǎn)。使用這種方法時(shí)，一定要注意安全，因?yàn)闇y(cè)試時(shí)對(duì)故障電纜加了高壓，所以必須先把高壓去掉，再把這條電纜的三相電纜去掉。在用手觸摸之前，導(dǎo)體已鉤在地線(xiàn)上。6.5.2.偏心磁場(chǎng)法偏心磁場(chǎng)法適用于金屬單相接地故障的定點(diǎn)。在故障相和地之間傳遞音頻當(dāng)電流到達(dá)故障點(diǎn)時(shí)，流入引線(xiàn)片，然后分兩路從兩個(gè)相反的方向同時(shí)流向電纜的兩端。每個(gè)端子都流動(dòng)，使整條電纜線(xiàn)都有音頻信號(hào)電流。在故障點(diǎn)之前，電纜周?chē)拇艌?chǎng)為它是由電導(dǎo)體和金屬護(hù)套之間的回路電流引起的。由于通電導(dǎo)體ha遠(yuǎn)離電纜的中心軸，因此產(chǎn)生的磁場(chǎng)也偏離電纜的中心軸，稱(chēng)為偏心磁場(chǎng)。使接收線(xiàn)圈繞電纜的圓周當(dāng)表面旋轉(zhuǎn)一次時(shí)，線(xiàn)圈中接收到的磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化；在故障點(diǎn)之后，只有沿線(xiàn)的磁場(chǎng)信號(hào)電流均勻分布在電纜的鉛護(hù)套中，但沒(méi)有芯線(xiàn)電流。此時(shí)，接收線(xiàn)圈圍繞電纜的圓周。表面旋轉(zhuǎn)一次，線(xiàn)圈中接收到的磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度也沒(méi)有變化?；诖?，可以檢測(cè)故障點(diǎn)。6.5.3.步進(jìn)電壓法對(duì)于單相接地故障，或兩相、三相短路接地故障，特別是金屬接地故障，只要電纜裸露在外，就可以通過(guò)步進(jìn)法找到故障點(diǎn)，如圖6.5.3所示。圖6.5.3分步法測(cè)量電纜故障定位在故障相1和鉛板之間連接一個(gè)可調(diào)直流電源（鉛板接地）。（通常5~10A）可以流過(guò)故障點(diǎn)；然后，在粗測(cè)得到的故障點(diǎn)位置附近，選擇彼此相距約500mm。輕輕撬開(kāi)一小塊鋼帶（只要露出一點(diǎn)鉛）并擦掉第26頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究鉛板上的兩點(diǎn)瀝青。上述工作完成后，接通直流電源，直流電流I從故障芯線(xiàn)流向故障點(diǎn)，再?gòu)墓收宵c(diǎn)流出。它流過(guò)電纜的鉛護(hù)套，同時(shí)流向電纜的兩端，即流過(guò)鉛護(hù)套的電流與故障點(diǎn)分開(kāi)，同時(shí)流向電纜的兩端。時(shí)間。在兩個(gè)相反方向流出（見(jiàn)圖5.3.1中的I和I'）。此時(shí)，連接振鏡測(cè)試端的兩根表筆。,記錄極性緊固“十”一表筆的方向），然后用表筆測(cè)量引線(xiàn)的電位，使振鏡指針指向正極（負(fù)極）偏轉(zhuǎn)。之后，只要不互換正負(fù)極表筆，在測(cè)量引線(xiàn)片的階躍電位時(shí)，如果兩表筆都在故障點(diǎn)之前，振鏡指針的起點(diǎn)偏向正（負(fù)）方向；如果兩個(gè)測(cè)試筆都在故障點(diǎn)后面，則檢流計(jì)的指針轉(zhuǎn)向負(fù)（正）方向如果故障點(diǎn)在兩根表筆之間，則振鏡指針應(yīng)在零位。因此，可以檢測(cè)到故障點(diǎn)地點(diǎn)。直流電源可選用5kVA單相調(diào)壓器、5kVA單向變壓器、輸出帶電容濾波器由一個(gè)單相整流橋組成，如圖8所示。這個(gè)電源在故障點(diǎn)應(yīng)該能流過(guò)5-10A的電流。流動(dòng)。圖(b)逐步直流電源接線(xiàn)6.6電力電纜外護(hù)套絕緣故障的檢測(cè)6.6.1.測(cè)距電纜外護(hù)套絕緣損壞后，可采用電橋法、低壓脈沖法或壓降法進(jìn)行粗測(cè)距離。取決于由于信號(hào)加在金屬護(hù)套和外皮之間，低壓脈沖在傳播過(guò)程中損耗較大。測(cè)量距離有限，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意。下面介紹如何使用壓降比較法粗略測(cè)量電纜護(hù)套絕緣故障。在圖6.6.1中，將電源開(kāi)關(guān)設(shè)置為在“I”位置，調(diào)節(jié)直流電源E，使微安表顯示一定值；然后，將Q轉(zhuǎn)到“II”位置設(shè)置、調(diào)整電源E，使在“I”位置時(shí)微安指示值等于Q。這時(shí)候可以根據(jù)下式得到原因x從障礙點(diǎn)到測(cè)試結(jié)束：X盧1_U1U2第27頁(yè)，共41頁(yè)_((電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究其中L是故障電纜的全長(zhǎng)；U1——開(kāi)關(guān)Q在“I”位置時(shí)電壓表的指示值，即從故障點(diǎn)到測(cè)量端的電壓；U2——開(kāi)關(guān)Q處于“H”位置時(shí)電壓表的指示值，即從故障點(diǎn)到遠(yuǎn)端的電壓。1一根三芯電纜2一根電纜引線(xiàn)（鋁）包3一根電氣系統(tǒng)護(hù)套絕緣圖6.6.1采用壓降比較法測(cè)量保護(hù)層絕緣基層的接線(xiàn)6.6.2不動(dòng)點(diǎn)故障點(diǎn)粗測(cè)后，應(yīng)采用音頻感應(yīng)法和階躍電壓法準(zhǔn)確確定故障點(diǎn)，因?yàn)橥庾o(hù)套的絕緣水平低，使用脈沖放電聲學(xué)測(cè)試會(huì)損壞絕緣。步進(jìn)電壓法只適用于鋪設(shè)在土壤和土壤上的電纜。場(chǎng)合。使用此方法進(jìn)行精確定位時(shí)，在電纜的鉛（鋁）護(hù)套與大地之間通入一定量的直流電電壓，并用電流計(jì)測(cè)量沿電纜路徑的階躍電壓。在護(hù)套絕緣損壞處，電流計(jì)指示值為0，此時(shí)電壓降為谷值。點(diǎn)，您可以據(jù)此找到故障點(diǎn)。對(duì)故障點(diǎn)施加直流電壓后，電流從故障點(diǎn)流出，流向電纜的兩端。因此，在故障點(diǎn)前后，電壓降的極性是不同的。據(jù)此，可以阻止搜索者靠近或遠(yuǎn)離故障。障礙。用階梯法測(cè)量護(hù)套絕緣故障的接線(xiàn)，如圖6.6.2所示。第28頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究1—電工級(jí)芯線(xiàn)2—電纜引線(xiàn)（鋁）封裝3—護(hù)套絕緣4—電纜故障點(diǎn)圖6.6.2步進(jìn)電壓法測(cè)量護(hù)套絕緣故障點(diǎn)6.7低壓電力電纜故障檢測(cè)低壓電力電纜是指400V以下的電力電纜。低壓電纜使用的材料多為橡膠和塑料。按電纜芯數(shù)分，電纜有單芯、網(wǎng)芯、二芯、四芯四種。中性點(diǎn)連接用四芯電纜在帶地線(xiàn)的三相交流供電系統(tǒng)中，其中一根芯線(xiàn)作為零線(xiàn)，除了作為保護(hù)地線(xiàn)外，還需要流過(guò)其他的線(xiàn)。平衡電流。下面主要講一下常用的四芯電纜的故障檢測(cè)。原則上，高壓電力電纜是阻隔試驗(yàn)的方法也適用于低壓電力電纜，但低壓電纜的絕緣強(qiáng)度相對(duì)較低。放電時(shí)注意不要讓電壓超過(guò)5kV，以免損壞電纜完好部分的絕緣。如果電纜出現(xiàn)故障放電屏障點(diǎn)，可以增加電容器的容量。10μF時(shí)的電容t。_故障點(diǎn)一般能夠擊穿放電?，F(xiàn)場(chǎng)安裝一些低壓電力電纜時(shí)，施工人員盡量省事，沒(méi)有將電纜的金屬保護(hù)層接地，也沒(méi)有引出接地線(xiàn)，不利于橫向測(cè)量。應(yīng)糾正電纜的接地故障6.8超高壓電力電纜故障檢測(cè)所謂超高壓電力電纜是指220kV以上的輸電電纜，這里我們把35kV和110kV放在一起。電源線(xiàn)也包括在內(nèi)。超高壓電纜一般為單芯電纜。由于超高壓電纜的電壓水平它比較高，一般電容器的抗壓強(qiáng)度有限，達(dá)不到能使電纜故障擊穿放電的值。以下的電纜進(jìn)行檢測(cè)，使電纜故障可以分接放電。我們知道電纜導(dǎo)體與大地之間存在分布電容，將電容換成聲相電纜導(dǎo)體還是可以用高第29頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究測(cè)試超高壓電纜故障的電壓擊穿方法。測(cè)量接線(xiàn)與一般高壓電纜脈沖電流測(cè)試方法類(lèi)似。只要高壓電容器由健全的相導(dǎo)體代替。例如，圖(a)給出了使用直流閃絡(luò)測(cè)試接線(xiàn)時(shí)注意將線(xiàn)性電流耦合器放置在故障相和聲相之間的電纜護(hù)套連接線(xiàn)上。存在測(cè)量單相接地故障時(shí)，可將兩根健全的相導(dǎo)體并聯(lián)，以增加電容，使故障點(diǎn)更容易擊中。磨損放電。圖（a）聲相導(dǎo)體代替高壓電容接線(xiàn)超高壓電纜故障點(diǎn)的測(cè)試方法和步驟與一般高壓電纜類(lèi)似，但在故障點(diǎn)測(cè)得的放電波形狀不同，應(yīng)加以識(shí)別。下面以直流閃絡(luò)法為例介紹脈沖電流波形。1.使用健全相導(dǎo)體時(shí)的脈沖電流波形測(cè)試時(shí)，電纜的故障相導(dǎo)體和健全相導(dǎo)體通過(guò)測(cè)試線(xiàn)連接在一起，忽略高壓信號(hào)發(fā)電機(jī)和連接線(xiàn)的影響，電纜故障相的阻抗和聲相的導(dǎo)體在測(cè)量端匹配，電流脈沖在測(cè)量端基本上沒(méi)有反射。故障點(diǎn)放電產(chǎn)生的電流脈沖來(lái)自故障點(diǎn)遠(yuǎn)端和聲相導(dǎo)體。背反射，形成類(lèi)似于使用電容的測(cè)試方法的波形，如圖（b）所示。圖(b)聲導(dǎo)體作為電容器的脈沖電流波形波形上的第一個(gè)脈沖仍然是故障點(diǎn)放電的初始脈沖；第二個(gè)脈沖為故障點(diǎn)放電脈沖操作。移至聲相導(dǎo)體的遠(yuǎn)端，返回測(cè)量端；波形的第三個(gè)脈沖是遠(yuǎn)端反射脈沖在故障點(diǎn)的反射。拍脈沖。第一個(gè)脈沖和第二個(gè)脈沖之間的時(shí)間應(yīng)為電流脈沖在聲相導(dǎo)體中來(lái)回傳播的時(shí)間，并且第二個(gè)和第三個(gè)脈沖之間的時(shí)間是測(cè)量端和故障點(diǎn)之間的脈沖往返時(shí)間，對(duì)應(yīng)于屏障距離。第30頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究2.兩個(gè)聲相導(dǎo)體并聯(lián)使用時(shí)的脈沖電流波形在分析電流脈沖的反射時(shí)，電纜的測(cè)量端可以使用兩個(gè)平行線(xiàn)，其大小等于電纜的波阻抗。根據(jù)第2章行波反射系數(shù)的計(jì)算公式，得到電纜中的電流脈沖。測(cè)量端反射系數(shù)為1/3。由于沒(méi)有使用電容，測(cè)量回路的雜散電感比較小，電電纜故障點(diǎn)反射脈沖開(kāi)始時(shí)出現(xiàn)短周期正脈沖的現(xiàn)象不明顯，可以忽略。圖（c）兩相聲導(dǎo)體的并聯(lián)脈沖電流波形圖（c）顯示了一個(gè)典型的脈沖電流波形。除了故障點(diǎn)與測(cè)量端之間的來(lái)回反射外，故障點(diǎn)電脈沖到達(dá)測(cè)量端后，通過(guò)連接線(xiàn)傳輸?shù)絻蓚€(gè)聲相導(dǎo)體上，并在聲相導(dǎo)體上來(lái)回走動(dòng)。它被反射并傳輸?shù)焦收蠈?dǎo)體，使測(cè)量的脈沖電流波形更加復(fù)雜。根據(jù)故障距離同時(shí)對(duì)波形的影響也不同，但無(wú)論如何，波形上的第一個(gè)脈沖是故障點(diǎn)放電的初始脈沖，第二個(gè)脈沖是故障點(diǎn)的反射脈沖，它們之間的時(shí)間差對(duì)應(yīng)故障距離。第31頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究7電力電纜故障模擬對(duì)實(shí)際電力系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)研究往往會(huì)破壞系統(tǒng)的正常運(yùn)行。出于安全等原因，一般不可能人為地對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行各種測(cè)試，尤其是故障測(cè)試。建立類(lèi)似于電力系統(tǒng)的模型，間接研究其規(guī)律。這種間接測(cè)試技術(shù)就是電力系統(tǒng)仿真。真正的技術(shù)。電力系統(tǒng)數(shù)字仿真廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)問(wèn)題的研究。7.1電力系統(tǒng)仿真軟件介紹用于電力系統(tǒng)暫態(tài)分析的仿真工具主要有ATP（EMTP的改進(jìn)版）、PSCAD/EMTDC。MATLAB等ATP（AlternativeTransientProgram）是電力系統(tǒng)中常用的電磁和機(jī)電瞬態(tài)仿真?？梢杂盟M具有任意結(jié)構(gòu)的真實(shí)程序、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)和控制系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)20多年的持續(xù)開(kāi)發(fā)中，ATP具有模型的可擴(kuò)展性和兼容性，除了瞬態(tài)計(jì)算外，還具有一些重要的附加功能。主持人基本組件是：耦合和非耦合線(xiàn)性集總參數(shù)元素；頻率相關(guān)的分布參數(shù)傳輸線(xiàn)和電纜模型非線(xiàn)性元件，如變壓器和避雷器；常規(guī)開(kāi)關(guān)、時(shí)間相關(guān)開(kāi)關(guān)和電壓相關(guān)開(kāi)關(guān)等；二極管管、晶閘管等閥體；三相同步電機(jī)和通用電機(jī)等。PSCAD功能強(qiáng)大，應(yīng)用靈活，是業(yè)界知名的仿真工具EMTDC的用戶(hù)界面。它使用戶(hù)可以在一個(gè)集成的圖形界面下實(shí)現(xiàn)電路圖連接、仿真操作、結(jié)果分析和數(shù)據(jù)管理它還包括在線(xiàn)打印圖形功能和控制和測(cè)量模塊。PSCAD有一個(gè)預(yù)編程的一個(gè)測(cè)試模型庫(kù)，從簡(jiǎn)單的無(wú)源元件和控制塊到電機(jī)模型、FACTS設(shè)備、傳輸線(xiàn)和主模型庫(kù)中包含電纜等復(fù)雜模塊，可以方便地直接調(diào)用。當(dāng)現(xiàn)有模型不能滿(mǎn)足特殊模塊也可以根據(jù)需要定制。EMTDC（包括直流的電磁瞬變）是PSCAD的仿真引擎是電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真的有力工具。EMTDC的仿真結(jié)果以瞬時(shí)值的形式給出，與傳統(tǒng)的相量仿真引擎不同，后者給出相量的幅度和相位角第32頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究給出結(jié)果的方式。但是，瞬時(shí)值結(jié)果可以使用PSCAD的設(shè)置工具轉(zhuǎn)換為相量值的形式。MATLAB是一個(gè)強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算工具。它的語(yǔ)言簡(jiǎn)潔易用。它有幾十個(gè)工具箱不同領(lǐng)域的科學(xué)研究和科學(xué)計(jì)算提供了強(qiáng)大的工具。其電力系統(tǒng)模塊庫(kù)（PowerSystemBlockset)可以進(jìn)行復(fù)雜電力系統(tǒng)的建模和穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)計(jì)算，以及它的小波分析工具箱（小波工具箱）可以非常方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。但是MATLAB中沒(méi)有合適的電源線(xiàn)如果你想自己設(shè)計(jì)模型，你不能用MATLAB來(lái)模擬它，它只用于數(shù)據(jù)處理。由于條件限制和MATLAB中缺乏合適的電纜模型，最終選擇ATP作為模型。用于仿真的建模工具[8]。7.2電纜故障檢測(cè)波形算法仿真7.2.1短路故障模擬其仿真模型包括脈沖發(fā)生器、受控電壓源、部分阻抗RL、電容C、電纜線(xiàn)、斷開(kāi)斷路器、測(cè)量電壓表和示波器圖（a）短路故障模擬電路圖如果電纜在X處有低電阻(RX<10ZC)短路或接地故障，則故障點(diǎn)處的等效阻抗ZXRX與電纜特性阻抗ZC并聯(lián)，即ZX=RX//ZC=RXZC/(RX+ZC)故障點(diǎn)X處的反射系數(shù)應(yīng)為PU=(ZX–ZC)/(ZX+ZC)從上面推出第33頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究PU=-ZC/(2RX+ZC)所以當(dāng)RX=0無(wú)窮大，PU=-10，可以得出以下結(jié)論：①短路故障的反射系數(shù)為：-1PU<0，即U-U+,和ü+與ü-反極性。②RX越小，反射脈沖幅度越高。你-越大，相反，你-更小。這是低壓脈沖脈沖反射法無(wú)法檢測(cè)高阻故障的根本原因。③RX=0,PU=-1時(shí)，反射脈沖幅度最大，即你-=你+，這種情況稱(chēng)為短路故障全反射。圖（b）短路故障波形仿真圖上圖，t1是測(cè)試儀產(chǎn)生的發(fā)射脈沖（負(fù)極性）開(kāi)始入射的時(shí)刻，t2是入射脈沖到當(dāng)?shù)竭_(dá)故障點(diǎn)后形成的反極性反射脈沖到達(dá)測(cè)試端時(shí)，由于測(cè)試端的等效阻抗大于電纜特性因此，在測(cè)試端會(huì)產(chǎn)生同極性的反射脈沖（相當(dāng)于t2時(shí)的反射脈沖），再次返回故障。點(diǎn)入射，到達(dá)故障點(diǎn)后，會(huì)產(chǎn)生反極性反射并傳輸?shù)綔y(cè)試端??，從而形成t3和t4??當(dāng)時(shí)的第二、第三和其他多次反射脈沖。每個(gè)反射脈沖的時(shí)間間隔相等，幅度越來(lái)越小。反射脈沖的極性反轉(zhuǎn)。7.2.2開(kāi)路故障模擬使用相同的模塊來(lái)模擬開(kāi)路故障。電纜1和電纜2接有短路斷路器，斷路器初始狀態(tài)參數(shù)設(shè)置為0，即此處斷路器斷開(kāi)，電纜短路。其電路圖如下：第34頁(yè)，共41頁(yè)_電力電纜絕緣測(cè)試及故障檢測(cè)方法研究圖（a）開(kāi)路故障仿真電路圖如果電纜在X處發(fā)生開(kāi)路故障，則該點(diǎn)的等效阻抗Zx應(yīng)為故障阻抗Rx和電纜特性阻抗的串聯(lián)，即ZX=RX+ZC故障點(diǎn)X處的反射系數(shù)應(yīng)為PU=(ZX-ZC)/(ZX+ZC)從上面推出PU=RX/(RX+2ZC)所以當(dāng)RX=0無(wú)窮大，PU=01，可以得出以下結(jié)論：①開(kāi)路故障的反射系數(shù)為：0<PU1，也就是U-U+,和ü+與ü-相同的極性。②RX越大，反射脈沖幅度越高。你-越大，相反，你-更小。③RX=無(wú)窮大，PU