汇卓案例之电缆故障测试实例以及测试经典解析.docx

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汇卓案例之电缆故障测试实例以及测试经典解析

汇卓案例之电缆故障测试实例以及测试经典解析

测试时间：

2017年12月1号

测试地点：

江苏某铁路电气化公司电缆故障现场测试

故障简介：

本例故障为远程协助用户操作电缆故障测试仪器、分析电缆故障现场测试波形。

该用户购买使用电缆故障测试仪已经几年，但是对现场测试电缆故障实践机会较少，首次通过微信，远程视频协助电缆故障测试，由于使用远程视频协助测试，对现场情况了解比较少，测试波形传送保留的也较少。

汇卓电力提供设备：

  本测试实例的重点，是综合分析理解复杂情况下高压冲闪法测试波形，了解GIS以及单芯高压电缆铠装互联接地知识。

  通过视频电话了解，用户电缆为110KV单芯带铠高压电缆，电缆全长6公里多，单相接地。

110KV单芯带铠高压电缆，电缆铠装分段在接头或者分接箱处交叉接地，另外电缆头接着gis设备。

  电缆长度比较长，中间有铠装交叉互联接地的分接箱，电缆头有gis设备，限制加压5000V以内，这些情况，都确定了本例故障测试比较困难。

  电气百科：

GIS的全称是气体绝缘金属封闭开关设备。

它由断路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、套管、接地刀等元件组合而成的高压配电装置。

GIS采用的是绝缘性能和灭弧性能优异的六氟化硫（SF6）气体作为绝缘和灭弧介质，并将所有的高压电器元件密封在接地金属筒中。

  测试过程：

  首先是测试电缆全长，电缆两头与其它电气设备断开，铠装接地不用断开，用闪测仪低压脉冲法测试电缆全长，电缆比较长，提示用户用2微秒脉冲宽度测试，测试波形在未扩展状态如图1所示：

图1 脉冲法测试全长波形

   图1测试波形，是根据视频绘制的波形，这个波形与我们常见的测试波形区别较大，两组有规律的波形，AB间距离大约等于电缆全长。

另外有规律的一组小波形，AC间距离550米左右，分析可能是电缆接头分接处的接头反射。

具体故障点，要用冲闪法测试波形确定。

   然后进行冲闪法测试，用户电缆头有gis设备，说限压5000V,一般情况下，5000V也可以完成故障距离粗测，就先测试一下。

用户电容器2微法30KV,用分立式高压设备加压。

放点电压5000V时，球间隙声音很小，操作箱电流在1A以内闪动，说明故障点完全没有击穿，这种情况下，必须升高冲击电压，所以测试暂时停止，用户对GIS设备放气，拆开电缆头后再测试。

  电缆头拆开GIS设备后，冲击电压加到15KV左右测试，求间隙放电声音很大，操作箱电流最大到20A,但是闪测仪测试波形比较乱，无法准确判断故障距离。

后来得知，用户测试时没有将另外两相电缆铠装接地，这组电缆铠装在分接箱交叉互联接地，不是一通到底，如果不将三相铠装同时接地测试，测试波形干扰就较大。

电缆铠装交叉互联接地接线图如图3所示：

图3 高压单芯电缆铠装交叉互联接地

  电气百科：

电缆交叉互联接地：

高压单芯电缆的屏蔽层接地，长度较远时，都采用“交叉互联”的方法，所渭“交叉互联”就是：

A尾与B头接，B尾与C头接，C尾与A头接，把整根电缆分成3n段，这样可以把“电缆芯线电流对屏蔽层的感应电流相互抵消”。

  电气百科：

单芯电缆的金属护套为什么要采取单点互联或交叉互联？

当电缆导体中有电流通过时，在与导体平行的金属护套中必然产生纵向感应电动势。

如果把两端金属护套直接接地，护套中的感应电压将产生以大地为回路的循环电流。

护套中有电流通过，增加了电能损耗，同时减小了电缆的输送容量。

为了解决这个问题，可采取单点互联，仅一端接地，另一端对地绝缘，护套中就没有电流通过。

但是，感应电压与电缆长度成正比，当电缆线路较长时，过高的护套感应电压可能会危及人身安全，并可能导致设备事故，因此，电缆运行规程规定，单芯电缆金属护套感应电压不得超过50V。

对于较长的电缆线路，应用绝缘接头将金属护套分隔成多段，使每段的感应电压限制在小于50V的安全范围以内。

通常将三段长度相等或基本相等的电缆组成一个换位段，其中有两套绝缘接头，每套绝缘接头的绝缘隔板两侧不同相的金属护套用交叉跨越法相互连接。

为了减少电缆线路的损耗，提高电缆的输送容量，高压单芯电缆的金属护套，一般均采取交叉互联或单点互联方式。

  用户将三相电缆铠装全部接地后，重新做15000V的高压冲闪法测试，测试波形比前面有所改善。

冲闪法测试波形如图4所示：

  冲闪法测试波形（未扩展电压15KV电流20A）

冲闪法测试波形（扩展AB间距离500多米）

 图4 冲闪法测试波形

测试波形分析：

这个测试波形比较乱，不太好分析。

但是仔细看，波形也有故障点放电波形的特点，分析如图5所示：

图5 冲闪法测试波形分析

  通过图5分析，我们可以看出，未扩展的测试波形上有两处波形（椭圆中），符合故障点放电波形的特征（先负后正的反射波形），前面椭圆中的波形，扩展后看，图4中，AB点距离接近脉冲法测试图1中AC的距离，B点波形为负波形，所以应该是电缆分接处接头反射，只不过这个反射特别大，容易误判。

后面椭圆中的反射波形，放点特征很明显，两条黄线间距离接近电缆全长，也就是说，故障点在终端附近。

   由于用户现场测试接近下班，电缆终端头在供电所，用户说供电所不让别的单位人到供电所操作，所以后面的故障定点以及测试工作就无法进行。

用户传送测试波形后，笔者对测试波形在电脑上进行了分析提示，当天的测试工作就结束了。

   后来用户把测试工作交给供电所相关人员，在供电所加压测试定点。

结果为：

加压5000V冲击测试，在比较远的地方，就听见了故障点的放点声音。

故障点在电缆顶管中，故障原因为顶管施工损坏电缆绝艳，测试结果以及故障电缆故障点如图6所示：

图6 测试结果以及故障电缆故障点图片