DL/T2456—2021輸電電纜故障測(cè)尋技術(shù)規(guī)范國(guó)家能源局發(fā)布 Ⅱ1范圍 1 13術(shù)語(yǔ)和定義 14基本要求 2 2 6附錄A(資料性)主絕緣故障預(yù)定位方法 附錄B(資料性)典型故障波形 附錄C(資料性)故障精確定位方法 附錄D(資料性)T接線路測(cè)試方式 25附錄E(資料性)輸電電纜故障測(cè)尋作業(yè)記錄 27I本文件規(guī)定了高壓電纜線路的故障類型判別、故障預(yù)定位、故障精確定點(diǎn)等檢測(cè)與定位技術(shù)方法。本文件適用于110(66)kV～500DL/T849.1電力設(shè)備專用測(cè)試儀器通用技術(shù)條件第1部分：電纜故障閃測(cè)儀4基本要求4.1故障電纜線路基礎(chǔ)信息測(cè)試前應(yīng)掌握電纜線路的技術(shù)資料和相關(guān)參數(shù)，包括型號(hào)、規(guī)格、長(zhǎng)度、生產(chǎn)廠家、路徑圖、中間接頭數(shù)量及位置、敷設(shè)方式、運(yùn)行記錄、歷史故障記錄等。4.2故障電纜沿線環(huán)境巡查測(cè)試前應(yīng)沿線檢查電纜線路周邊環(huán)境，對(duì)電纜本體與附件及附屬設(shè)施的外觀進(jìn)行檢查。安全措施應(yīng)符合DL409的要求。4.3故障電纜接地與系統(tǒng)改接線故障電纜應(yīng)放電并接地，拆除電纜兩端與其他設(shè)備的全部電氣連線。5故障類型判別5.1開(kāi)路故障判別5.1.1萬(wàn)用表判別法采用萬(wàn)用表判別法判斷開(kāi)路故障的原理接線見(jiàn)圖1,將故障相和非故障相導(dǎo)體在末端用短接線短接，用萬(wàn)用表歐姆擋測(cè)量端接故障相導(dǎo)體，公共端接非故障相導(dǎo)體，測(cè)量?jī)上鄬?dǎo)體之間電阻。FF故障點(diǎn)。圖1開(kāi)路故障萬(wàn)用表判別法原理圖判別標(biāo)準(zhǔn)：電阻異常偏大可初步判定為開(kāi)路故障。5.1.2低壓脈沖判別法采用低壓脈沖判別法判斷開(kāi)路故障的原理接線見(jiàn)圖2,使用的時(shí)域反射儀(TDR)設(shè)備應(yīng)符合DL/T849.1的要求，設(shè)備測(cè)量端接電纜導(dǎo)體，屏蔽端接電纜金屬套，分別在末端開(kāi)路和短路接地情況下，測(cè)試低壓脈沖波形。2TGFE圖2開(kāi)路故障低壓脈沖判別法原理圖判別標(biāo)準(zhǔn)：測(cè)試距離小于電纜全長(zhǎng)，末端開(kāi)路和短路時(shí)波形一樣，應(yīng)判定為開(kāi)路故障。5.1.3恒流源判別法對(duì)于高壓電纜相間工頻電壓于擾可能影響萬(wàn)用表法測(cè)量的情況，可采用恒流源判別法判別開(kāi)路故障。其原理接線見(jiàn)圖3,高壓恒流源高壓端通過(guò)電流表1接故障相導(dǎo)體，屏蔽端通過(guò)電流表2接非故障相導(dǎo)體，接地端接金屬套并接地，兩相導(dǎo)體在末端短接，測(cè)量?jī)上嘀g的電壓與電流。mA1——電流表1:mA2——電流表2;SL——短接線。圖3開(kāi)路故障恒流源判別法原理圖判別標(biāo)準(zhǔn)如下：a)電壓可升高，電流讀數(shù)為零時(shí)，應(yīng)判定為開(kāi)路故障；b)高壓端和屏蔽端測(cè)量的電流值有較大的差異，應(yīng)判定為開(kāi)路故障。35.2短路故障判別5.2.1絕緣電阻測(cè)量法采用絕緣電阻法判別短路故障時(shí)，使用設(shè)備應(yīng)為絕緣電阻測(cè)試儀，電壓擋位應(yīng)為2.5kV～10kV。原理接線見(jiàn)圖4,絕緣電阻測(cè)試儀高壓端接電纜導(dǎo)體，接地端接金屬套，末端開(kāi)路，加壓測(cè)試絕緣電阻。F言言圖4主絕緣短路故障絕緣電阻測(cè)量法原理圖采用萬(wàn)用表測(cè)量法判別短路故障時(shí)，使用設(shè)備應(yīng)為萬(wàn)用表，選用擋位應(yīng)為千歐擋和歐姆擋，從高電阻擋開(kāi)始測(cè)量。原理接線見(jiàn)圖5,末端開(kāi)路，萬(wàn)用表測(cè)量端接導(dǎo)體，公共端接屏蔽。F圖5主絕緣短路故障萬(wàn)用表測(cè)量法原理圖判別標(biāo)準(zhǔn)：按照DL/T849.1的規(guī)定，電阻低于100Ω為低阻故障，電阻高于100Ω為高阻故障，電阻幾乎為0Ω為金屬性低阻故障。4200kV。原理接線見(jiàn)圖6,電源高壓端輸出接電纜導(dǎo)體，屏蔽端接金屬套，末端開(kāi)路，加壓測(cè)試。FF言判別標(biāo)準(zhǔn)：初始升壓時(shí)電流接近為零，當(dāng)電壓升到一定值時(shí)，電流突然變大，電壓隨之降低，在采用絕緣電阻測(cè)量法判別外護(hù)套故障時(shí)，使用設(shè)備應(yīng)為絕緣電阻測(cè)試儀。選用電壓擋位應(yīng)為500V。接線見(jiàn)圖7,被測(cè)電纜金屬套接地線及護(hù)層保護(hù)器全部斷開(kāi)，電纜導(dǎo)體線芯接地，絕緣電阻測(cè)圖7絕緣電阻測(cè)試儀判別外護(hù)套故障接線判別標(biāo)準(zhǔn)：應(yīng)符合GB50150的要求。采用耐壓法判別外護(hù)套故障時(shí)，使用設(shè)備應(yīng)為高壓電源。選用電壓擋位，運(yùn)行中電纜應(yīng)選用5kV擋位，新投運(yùn)電纜應(yīng)選用10kV擋位。接線見(jiàn)圖8,被測(cè)電纜金屬套接地線及護(hù)層保護(hù)器全部斷開(kāi)，電5判別標(biāo)準(zhǔn)：應(yīng)符合GB50150的要求。故障預(yù)定位方法根據(jù)定位原理分為阻值法和行波法。阻值法包括電橋法、電壓降法、截面法；行波法包括低壓脈沖法、直閃法、沖閃法、二次脈沖法、多次脈沖法和穩(wěn)定電弧法。根據(jù)故障類型判別結(jié)果，按表1選擇預(yù)定位方法查找故障點(diǎn)，配用儀器要求與原理說(shuō)明見(jiàn)附錄A。故障類型參考依據(jù)電纜導(dǎo)體斷開(kāi)A中A.5,波形見(jiàn)附錄B中圖B.1a)單相或兩相低阻故障、電橋法試端的距離，見(jiàn)附錄A中A.1電壓降法故障點(diǎn)位置占全長(zhǎng)的百分比，見(jiàn)附錄A中A.2障點(diǎn)位置距測(cè)量點(diǎn)的長(zhǎng)度，見(jiàn)附錄A中A.3脈沖相反，見(jiàn)附錄A中A.5,波形見(jiàn)附錄B中圖B.1b)和c)距離，見(jiàn)附錄A中A.6。直通；對(duì)于超過(guò)6km的交叉互聯(lián)系統(tǒng)，或影響波形識(shí)別，應(yīng)提前將交叉互聯(lián)箱內(nèi)銅排短接6表1(續(xù))故障類型參考依據(jù)單相低阻故障、距離，見(jiàn)附錄A中A.7。直通；對(duì)于超過(guò)6km的交叉互聯(lián)系統(tǒng)，或影響波形識(shí)形),將2個(gè)波形重疊比較，在故障點(diǎn)處有明顯分叉，可得出故障點(diǎn)到測(cè)試端的距離，見(jiàn)附錄A中A.8。外護(hù)套絕緣受損電橋法所測(cè)出故障點(diǎn)位置占全長(zhǎng)2倍的百分比，計(jì)算故障點(diǎn)到電壓降法出故障點(diǎn)位置占全長(zhǎng)2倍的百分比，見(jiàn)附錄A中A.11故障類型參考依據(jù)電纜導(dǎo)體斷開(kāi)置，見(jiàn)附錄C中C.1磁場(chǎng)法(音頻法)通過(guò)電纜故障定位電源(或音頻源)對(duì)故障電纜施加小，見(jiàn)附錄C中C.3磁場(chǎng)法(音頻法)位置，見(jiàn)附錄C中C.1下的外護(hù)套故障和方向，從而實(shí)現(xiàn)精確定位，見(jiàn)附錄C中C.27表2(續(xù))故障類型隧道敷設(shè)下的外護(hù)套用紅外熱像儀查找故障電纜表面溫度高于其他區(qū)域的地混凝土電纜溝敷設(shè)下的高壓脈沖在故障點(diǎn)放電產(chǎn)生聲音與磁場(chǎng)信號(hào)。沿電纜路徑使用定點(diǎn)儀以接收磁場(chǎng)信號(hào)為基準(zhǔn)，同步接收并記錄聲音信號(hào)，測(cè)出兩者之間的時(shí)間差最小點(diǎn)即為故障點(diǎn)位置，見(jiàn)附錄C中C.1N1N1⑩G/E——屏蔽及接地端；N1——故障相戶外終端：8N1N1苦a)TV接地端接地b)TV接地端懸浮9(資料性)A.1.1測(cè)試設(shè)備要求c)預(yù)定位精度：±(0.2%L+1m),其中L為電纜全長(zhǎng)。A.1.2測(cè)試原理及接線示意圖在測(cè)試端，將電橋測(cè)量首端接故障相導(dǎo)體X,測(cè)量末端接非故障相導(dǎo)體M(絕緣良好相),在電纜末端將故障相導(dǎo)體Y端與非故障相導(dǎo)體N端用低阻短接線短接，如圖A.1所示。X,測(cè)量末端接非故障相導(dǎo)體M端(絕緣良好相)。EL接地(注意SL、EL與故障相導(dǎo)體遠(yuǎn)端Y的接觸點(diǎn)必須分開(kāi))。加壓測(cè)得U?、I?,計(jì)算電纜全A.3截面法A.3.1測(cè)試設(shè)備要求截面法測(cè)試設(shè)備應(yīng)符合下列要求：電壓降法接線及原理示意圖c)預(yù)定位精度：±3%L,L為電纜全長(zhǎng)。A.3.2測(cè)試原理以A.2電壓降法計(jì)算測(cè)量首端到故障點(diǎn)的導(dǎo)體電阻，選取電纜導(dǎo)體截面積標(biāo)稱值，通過(guò)電阻直接計(jì)算故障距離。測(cè)試原理及接線如圖A.2b)所示。A.4基于電壓降的電橋法A.4.1測(cè)試設(shè)備要求A.4.2測(cè)試原理當(dāng)遠(yuǎn)端方便將兩相電纜導(dǎo)體短接時(shí)，可采用基于電壓降的電橋法，只需測(cè)試一次。如圖A.3所示。設(shè)備測(cè)量首端接故障相導(dǎo)體X,測(cè)量末端接非故障相導(dǎo)體M(絕緣良好相)。通過(guò)低阻短接線將故障相和非故障相導(dǎo)體短接，或利用銅排通過(guò)GIS接地開(kāi)關(guān)接線端將故障相和非故障相電纜導(dǎo)體短接。DL/T2456—2021U?、I?——故障相導(dǎo)體測(cè)試端到故障點(diǎn)的電壓降及電流；U?、I?——非故障相導(dǎo)體測(cè)試端經(jīng)遠(yuǎn)端短接線到故障點(diǎn)的電壓降及電流；L——電纜全長(zhǎng)；L——測(cè)試端到故障點(diǎn)距離。A.5低壓脈沖法A.5.1測(cè)試設(shè)備要求低壓脈沖法測(cè)試設(shè)備應(yīng)符合下列要求：a)發(fā)射脈沖輸出電壓幅值：≤30V。e)實(shí)時(shí)采樣率：≤100MHz。A.5.2測(cè)試原理將電纜金屬套全線分相連通，再按技術(shù)要求接地。被測(cè)電纜注入低壓脈沖信號(hào)，發(fā)射脈沖以恒定速度沿電纜傳播，遇到阻抗突變點(diǎn)，如短路、開(kāi)路、中間接頭等，脈沖產(chǎn)生反射，傳播到測(cè)試端，儀器記錄下發(fā)射脈沖與反射脈沖波形并自動(dòng)計(jì)算兩者之間的時(shí)間△t,△t的一半乘以脈沖在電纜傳播的速度(行波速度),計(jì)算出故障點(diǎn)距測(cè)試端的距離。測(cè)試時(shí)時(shí)域反射儀(TDR)設(shè)備測(cè)量端接故障相導(dǎo)體，屏蔽端接金屬套(所測(cè)線路的金屬套首尾分相連通),測(cè)試低壓脈沖波形。接線及測(cè)試原理見(jiàn)圖A.4。TTGFGE故障相導(dǎo)體→E圖A.4低壓脈沖法接線及測(cè)量原理示意圖其中A.6直閃法(衰減法)c)TDR預(yù)定位精度：±(0.2%L+移動(dòng)光標(biāo)步長(zhǎng)),其中L為電纜全長(zhǎng)，v=160m/μs。A.6.2測(cè)試原理直閃法(衰減法)只能測(cè)試閃絡(luò)性故障，一般用于測(cè)量高殘壓的閃絡(luò)性擊穿故障，即故障點(diǎn)電阻極在電纜故障相導(dǎo)體與金屬套之間施加直流高壓，使故障點(diǎn)擊穿。故障點(diǎn)擊穿產(chǎn)生的電壓、電流行波，在測(cè)量端與故障點(diǎn)之間來(lái)回反射，并在測(cè)量端產(chǎn)生電流行波信號(hào)，使用線性電流耦合器獲取該電流行波信號(hào)，并用儀器采集、記錄下來(lái)，通過(guò)測(cè)量擊穿脈沖在測(cè)試端與故障點(diǎn)之間時(shí)間差△t,根據(jù)公式,可得出故障點(diǎn)距測(cè)試端的距離。接線及測(cè)試原理如圖A.5所示。圖A.5直閃法接線及測(cè)試原理示意圖DL/T2456—2021A.7沖閃法(脈沖電流法)d)TDR預(yù)定位精度：士(0.2%L+移動(dòng)光標(biāo)步長(zhǎng)),其中L為電纜全長(zhǎng)，v=160m/us。e)TDR實(shí)時(shí)采樣頻率：≤100MHz。沖閃法(脈沖電流法)一般用于高阻故障和能形成擊穿的閃絡(luò)性故障。在電纜故障相導(dǎo)體與金屬使用線性電流耦合器獲取該電流行波信號(hào)，并用儀器采集、記錄下來(lái)，通過(guò)測(cè)量擊穿脈沖在測(cè)量端與圖A.6沖閃法接線及測(cè)試原理示意圖d)TDR預(yù)定位精度：±(0.2%L+移動(dòng)光標(biāo)步長(zhǎng)),其中L為電纜全長(zhǎng)，v=160m/μs。故障定位電源給高阻或閃絡(luò)性故障施加脈沖高壓，使故障點(diǎn)燃弧放電，此時(shí)故障性質(zhì)變成低阻短路。在燃弧同時(shí)，通過(guò)耦合器向故障電纜注入低壓脈沖信號(hào)，記錄故障點(diǎn)低阻反射脈沖信號(hào)。在故障電弧熄滅后，再次記錄低壓脈沖反射波形(無(wú)放電時(shí)的波形),將2個(gè)波形重疊比較，在故障點(diǎn)處有明顯分叉，軟件自動(dòng)計(jì)算波形分叉點(diǎn)到測(cè)試端時(shí)間△t,根據(jù)公式可得出故障點(diǎn)距測(cè)試端的二次脈沖法、多次脈沖法和穩(wěn)定電弧法的區(qū)別在于其燃弧時(shí)間的原理不同。如圖A.7所示為穩(wěn)定圖A.7穩(wěn)定電弧法接線及原理示意圖A.9燒弧降阻法A.9.1測(cè)試設(shè)備要求c)最大輸出功率：≤600W。A.9.2測(cè)試原理當(dāng)故障點(diǎn)殘壓(擊穿電壓)高于電纜故障定位電源的最高輸出電壓時(shí)，需要更高電壓的電源設(shè)備燒穿電源采用高、低壓關(guān)聯(lián)輸出，高壓輸出起到點(diǎn)火作用，擊穿故障點(diǎn)，以形成電流通路，開(kāi)始燃弧，故障點(diǎn)發(fā)熱并逐漸形成碳化通道，故障點(diǎn)殘壓逐漸降低；當(dāng)殘壓降低到低壓輸出的電壓值時(shí)，低壓大電流輸出回路開(kāi)始工作，快速將故障電阻燒成低阻，如圖A.8所示。DL/T2456—2021F言圖A.8燃弧降阻法接線示意圖A.10電橋法測(cè)外護(hù)套故障A.10.1測(cè)試設(shè)備要求采用電橋法測(cè)外護(hù)套故障的原理與主絕緣故障定位類似。被測(cè)電纜和輔助電纜的導(dǎo)體線芯均接地，設(shè)備測(cè)量首端接故障相金屬套，測(cè)量末端接非故障相金屬套(外護(hù)套絕緣良好相),故障相與非故障相金屬套的末端用低阻短接線短接，如圖A.9所示?！璫)預(yù)定位精度：±(0.2%L+1m),其中L為該段電纜長(zhǎng)度。與電橋法相比，電壓降法可以避免工頻感應(yīng)電壓的干擾。被測(cè)電纜和輔助電纜的導(dǎo)體線芯均接地，設(shè)備測(cè)量首端接故障相金屬套X,測(cè)量末端接非故障相金屬套M(外護(hù)套絕緣良好相),故障相與圖A.10電壓降法測(cè)外護(hù)套故障預(yù)定位接線原理示意圖或…(A.10)儀器自動(dòng)根據(jù)電壓、電流計(jì)算并顯示故障距離百分比和故障點(diǎn)距離(資料性)典型故障波形B.1低壓脈沖法典型測(cè)試波形如圖B.1所示。圖B.1低壓脈沖法典型測(cè)試波形B.2直閃法典型測(cè)試波形如圖B.2所示。圖B.2直閃法脈沖電流波形B.3沖閃法典型測(cè)試波形如圖B.3所示。其中，沖閃法脈沖電流波形的第一個(gè)波形為故障定位電源開(kāi)關(guān)或球隙放電波形，有毛刺；對(duì)于長(zhǎng)放電延時(shí)的故障現(xiàn)象，可以通過(guò)軟件設(shè)置延時(shí)功能，略去波形前面部分，集中觀察后部有用的波形，使波形更清晰；短電纜脈沖電流波形，兩個(gè)脈沖會(huì)重疊，影響預(yù)圖B.3沖閃法脈沖電流波形B.4二次脈沖法/多次脈沖法/穩(wěn)定電弧法典型測(cè)試波形如圖B.4所示。圖B.4二次脈沖法/多次脈沖法/穩(wěn)定電弧法典型測(cè)試波形故障精確定位方法C.1聲磁同步法C.1.1測(cè)試設(shè)備要求C.1.2測(cè)試原理采用電纜故障定位電源對(duì)故障相施加高壓脈沖，使故障點(diǎn)放電而產(chǎn)生聲音信號(hào)與磁場(chǎng)信號(hào)。沿電纜路徑使用定點(diǎn)儀以接收磁場(chǎng)信號(hào)為基準(zhǔn)，同步接收并記錄故障點(diǎn)放電產(chǎn)生的聲音信號(hào)，測(cè)出兩者之間的時(shí)間差，時(shí)間差最小的點(diǎn)即為故障點(diǎn)位置，見(jiàn)圖C.I。F圖C.1聲磁同步法故障定點(diǎn)試驗(yàn)示意圖C.2跨步電壓法C.2.1測(cè)試設(shè)備要求C.2.2測(cè)試原理電位分布。沿電纜路徑用電位差計(jì)可測(cè)得信號(hào)的幅度和方向，在故障點(diǎn)前后，電位差計(jì)指針?biāo)傅姆较蛳喾?，?dāng)電位差計(jì)剛好跨在故障點(diǎn)兩側(cè)時(shí)，電位差計(jì)指示值幾乎為零，找到電纜的故障點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)精確定位。由于測(cè)量的是地面兩點(diǎn)間的電位差(通常稱跨步電壓),加大脈動(dòng)電流信號(hào)可有效提高電位差計(jì)的抗干擾能力?？绮诫妷悍ü收隙c(diǎn)試驗(yàn)示意圖如圖C.2所示。C.3磁場(chǎng)法(音頻法)⑩b)溫度測(cè)量范圍：0℃~120℃。F⑩IR——紅外熱成像儀。(資料性)T接線路測(cè)試方式T接線路測(cè)試接線方式見(jiàn)圖D.1,以單相GIS為例。圖中GIS終端的電纜導(dǎo)體可以通過(guò)接地開(kāi)關(guān)引出。N1—JP1長(zhǎng)度L?=6.559km,G1—JP1度L?=0.6km,截面積均為1000mm2。圖D.1含有T接頭的電纜線路圖基于