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35kV單芯無鋼帶電纜故障的探測(cè)案例（三十三）
時(shí)間: 2022-09-17 17:10
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該電纜是35kV電纜，單芯、無鋼帶、只有屏蔽層;電纜全長(zhǎng)2500m左右，敷設(shè)時(shí)分三段，每段800多米，相連而成，電纜有兩個(gè)中間接頭，C相在敷設(shè)時(shí)受過傷，多做了一個(gè)中間接頭;電纜全程穿
一、故障線路情況描述及故障性質(zhì)診斷
線路名址:利津供電局 電壓等級(jí):35ky
絕緣類型:XLPE絕緣 電纜全長(zhǎng):2552m
該電纜是35kV電纜，單芯、無鋼帶、只有屏蔽層;電纜全長(zhǎng)2500m左右，敷設(shè)時(shí)分三段，每段800多米，相連而成，電纜有兩個(gè)中間接頭，C相在敷設(shè)時(shí)受過傷，多做了一個(gè)中間接頭;電纜全程穿厚約8mm左右的PVC管敷設(shè)，全線無交叉互連。電纜敷設(shè)情況如圖33-1所示。
圖33-1 電纜敷設(shè)示意圖
在變電站端，用2500V兆歐表測(cè)試電纜的絕緣電阻為:C相對(duì)地為0，其余兩相對(duì)地為∞;用萬用表測(cè)試得:C相對(duì)地10kΩ。診斷該電纜發(fā)生了單相高阻接地故障。
二、電纜故障測(cè)試儀器
GDBN-G60電纜測(cè)試高壓信號(hào)發(fā)生器、GDBN-C2000電纜故障測(cè)試儀、GDBN-D30電纜故障定點(diǎn)儀，GDBN-L012路徑信號(hào)發(fā)生器，2500V兆歐表萬用表等。
三、電纜故障測(cè)距與定位過程
1、第一次測(cè)試：
在變電站端，通過C相對(duì)地(銅屏蔽)，用低壓脈沖法測(cè)試，測(cè)得的波形很亂，看不到電纜全長(zhǎng)，沒有記錄。其實(shí)在這種情況下，應(yīng)該通過兩相之間測(cè)試電纜的全長(zhǎng)，但當(dāng)時(shí)沒這樣做。
然后通過向C相對(duì)地之間施加高壓脈沖，用脈沖電流法測(cè)試，采集到的波形仍然很亂，但偶爾采到圖33-2所示的波形，當(dāng)時(shí)分析這個(gè)波形認(rèn)為，電纜的故障點(diǎn)可能在456m處，但因波形太亂不敢肯定(事后判斷:通過這個(gè)波形分析不出456m有明顯故障)。
通過了解，電纜在500m左右的地方曾因受傷，制作過一個(gè)中間接頭，于是到該處用GDBN-D30電纜故障定點(diǎn)儀去定點(diǎn)，因該處是后做的電纜接頭，是直埋敷設(shè)的，通過聲磁同步法很容易就找到了一個(gè)發(fā)出放電聲音的點(diǎn)，但聲音不大。挖開后，是一冷縮接頭，再通過加高壓驗(yàn)證，接頭內(nèi)的確有放電聲。剖開接頭，看到了黑色的放電痕跡;鋸斷后，向兩端進(jìn)行絕緣測(cè)試，發(fā)現(xiàn)到桿塔方向，C相對(duì)地仍然為10kΩ。此時(shí)天色已晚，本次測(cè)試停止。
2、第二次測(cè)試：
在鋸斷處，用低壓脈沖法通過C相對(duì)銅屏蔽向桿塔方向和變電站方向各測(cè)一個(gè)波形，比較后得圖33-3所示波形，顯示故障距離在向桿塔方向32m處。用定點(diǎn)儀到32m處去定點(diǎn)，沒得到聲磁同步波形，但能聽到微弱的放電聲音。挖開電纜，剖開PVC管，電纜表面完好，看不到有放電的地方，但用定點(diǎn)儀的確能聽到電纜內(nèi)的放電聲音。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)行送電后，故障點(diǎn)應(yīng)該為開放性的，不應(yīng)該為封閉性的，所以沒再鋸斷電纜。
圖33-2 在變電站，用脈沖電流法通過，C相對(duì)銅屏蔽測(cè)得的波形
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，這根35kV單芯無鋼帶電纜的銅屏蔽可能存在疊蓋壓接點(diǎn)，隨著電纜運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)，銅皮表面氧化，銅皮壓接點(diǎn)處就會(huì)有較大的接觸電阻。如果用低壓脈沖法測(cè)試，該點(diǎn)呈開路;如果用脈沖電流沖閃法測(cè)試，該點(diǎn)也會(huì)放電，和真正要尋找的故障點(diǎn)的放電波形疊加后，使波形很亂，不易理解。分析后認(rèn)為，對(duì)于這種電纜的故障，應(yīng)選用電橋法測(cè)試故障距離，但現(xiàn)場(chǎng)沒有電橋。
圖33-3 在鋸斷處，用低壓脈沖法通過， C相對(duì)銅屏蔽測(cè)得的比較波形
在沒有測(cè)準(zhǔn)故障距離的情況下;在斷開處，用GDBN-L012路徑信號(hào)發(fā)生器向C相和銅屏蔽之間注人音頻電流信號(hào)，雖然故障電阻比較大，但發(fā)現(xiàn)發(fā)生器在斷續(xù)狀態(tài)下，電流表有0.1~0.2A的擺動(dòng)，說明信號(hào)已經(jīng)加入到電纜中(估計(jì)是電纜的分布電容與故障點(diǎn)處的電容引起的)，在故障點(diǎn)處收聽到的音頻電流信號(hào)應(yīng)該比路徑上其他地方強(qiáng)一些，找到這個(gè)音頻電流信號(hào)比較強(qiáng)的點(diǎn)也就找到了故障點(diǎn)。由于電纜比較長(zhǎng)，又不知故障距離，盲目地路徑尋找音頻電流信號(hào)突變點(diǎn)的過程十分漫長(zhǎng)，在碰到電纜路徑上有一寬近200m湖時(shí)，繞了過去，最后沒有找到這個(gè)音頻電流信號(hào)突變的點(diǎn)。天色已晚，測(cè)試暫告一段落。
3、第三次測(cè)試
第三次測(cè)試前把斷開點(diǎn)恢復(fù)了，在桿塔處把電纜也放了下來，并且還帶去了一臺(tái)GDBN-WH015高壓電纜外護(hù)套故障測(cè)試儀--用直流電法測(cè)量電纜故障距離的儀器。
首先在桿塔下測(cè)試，通過A、B相間，在波速度為170m/us時(shí)，用低壓脈沖法測(cè)得電纜全長(zhǎng)為2552m(波形沒有打印)，和資料基本相符;然后在變電站端把B相對(duì)地做了一個(gè)故障，用A相做測(cè)試聯(lián)絡(luò)線，在變電站端和B相連接，在桿塔下用直流電法測(cè)得電纜全長(zhǎng)電阻為233.7mΩ;然后又用A相做測(cè)試聯(lián)絡(luò)線和C相連接，在桿塔下用直流電阻法測(cè)得故障點(diǎn)到桿塔這段電纜的電阻是47.6mΩ，于是47.6÷233.7 x2552m=520m，得故障距離為離桿塔520m。然后把設(shè)備移到變電站端測(cè)試，測(cè)得故點(diǎn)到變電站這段電纜的電阻是184.1m，計(jì)算后得故障距離為2010m，兩個(gè)距離相基本等于電纜全長(zhǎng)，于是確定故障點(diǎn)就在距桿塔520m左右的地方。
電纜從400~600m這一段是從湖中穿過的，在湖中電纜旁正好有一露出水面的大水泥管道，人可以用梯子下到湖中在水泥管道上進(jìn)行故障定點(diǎn)測(cè)試。首先還是用 GDBN-L012路徑信號(hào)發(fā)生器向電纜中注入斷續(xù)的音頻電流信號(hào)，用GDBN-D30電纜故障定點(diǎn)儀的音頻接收方式接收該音頻電流信號(hào)，在湖中央找到了音頻電流信號(hào)突然增強(qiáng)的點(diǎn)(其他地方音頻電流信號(hào)的輻值都小于36%，而該處為99%);然后在桿塔下又用高壓信號(hào)發(fā)生器向電纜中施加高壓脈沖，在岸上就能聽到湖中有放電聲，最后用GDBN-D30電纜故障定點(diǎn)儀的聲磁同步方式找到了故障點(diǎn)的精確位置。把電纜從水中撈出后發(fā)現(xiàn)，電纜線芯幾十厘米內(nèi)已經(jīng)燒的沒有了，只有部分銅屏蔽還連著。
測(cè)試體會(huì):
1.對(duì)于這種單芯無鋼帶只有屏蔽層的電纜，如果屏蔽層是銅皮，在電纜中就可能會(huì)有銅皮的疊蓋壓接點(diǎn)。用低壓脈沖法測(cè)試這些疊蓋壓接點(diǎn)可能會(huì)表現(xiàn)為開路;用脈沖電流法測(cè)試，這些疊蓋壓接點(diǎn)也可能會(huì)放電，其放電脈沖和真正要尋找的故障點(diǎn)放電的脈沖相互疊加，使得用儀器得到的波形較難理解，所以，有時(shí)脈沖法不能測(cè)試這種電纜的故障。這種電纜的故障最好選用電橋法測(cè)試，特別是用不受接觸電阻影響的直流電阻法測(cè)試最好。
2.測(cè)試前要盡量充分了解電纜的情況，對(duì)電纜的路徑敷設(shè)情況也要了解清楚。如本例中，如果早知道湖中能下去人，也就不用第三次測(cè)試了。
3.如果故障點(diǎn)處的電纜浸泡在水中，向電纜中加壓使故障點(diǎn)放電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多點(diǎn)放電現(xiàn)象，采集到的脈沖電流波形也會(huì)比較亂。
電纜故障測(cè)試儀/電纜故障定位儀-光大百納電子
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