1、2022-3-26电力电缆知识专题电力电缆知识专题电力电缆知识专题电力电缆知识专题 第一部分 电力电缆的基本知识 第二部分 城市轨道交通电力电缆的特点 第三部分 电力电缆试验 第四部分 电力电缆故障的探测 第五部分 电力电缆故障测试设备案例电力电缆知识专题 1.1 电力电缆结构电力电缆的基本结构主要由四部分组成：电力电缆的基本结构主要由四部分组成：线芯（导体）：线芯（导体）：用来输送电能，是电力电用来输送电能，是电力电缆的主要部分。缆的主要部分。绝缘层绝缘层: 将线芯与大地以及不同相的线芯间在电气上彼此隔离，将线芯与大地以及不同相的线芯间在电气上彼此隔离，保证电能输送，是电力电缆结构中不可缺少
2、的组成部分。保证电能输送，是电力电缆结构中不可缺少的组成部分。屏蔽层屏蔽层: 10KV及以上的电力电缆及以上的电力电缆一般都有一般都有导体屏蔽层导体屏蔽层和和绝缘屏蔽层绝缘屏蔽层。保护层保护层: 保护层的作用是保护电力电缆保护层的作用是保护电力电缆免受外界杂质和水分的侵入，以及防止外力直接损坏电力电缆。免受外界杂质和水分的侵入，以及防止外力直接损坏电力电缆。第一部分 电力电缆的基本知识电力电缆知识专题1.2 电力电缆分类一 、按电压等级分类（U0/U来表示）中、低压电力电缆（35千伏及以下）: 0.6/1 1/1 1.8/3 3/3 3.6/6 6/6 6/10 8.7/10 8.7/15 1
3、2/15 12/20 18/20 18/30 21/35 26/35高压电缆 (110千伏以上): 64/110 127/220超高压电缆（275800千伏）: 190/330 290/500特高压电缆（1000千伏及以上）：暂无 注意电缆电压等级：电缆的标称电压应该用U0/U来表示。 U是电缆设计时导体与导体之间的电压(线电压)； U0是电缆设计时导体对金属屏蔽之间的电压（简单的说就是导体对地电压）。 电力电缆知识专题二 、电缆按线芯截面积分类电力电缆的导电芯线是按照一定等级的标称截面积制造的，便于制造和设计与施工选型。我国电力电缆的标称截面积系列为：2.5、4、6、10、16、25、35、
4、50 、70、95、120、150、185、240、300、400、500、600mm2，共19种。 高压充油电缆标称截面积系列规格为：100、240、400、600、700、845mm2共6种。 电缆在正常使用时，导体长期允许工作温度不超过90;短路时(最大短路持续时间5S)导体最高温度不超过250。电力电缆知识专题三 、按导线芯数分类电力电缆导电芯线有15芯5种。单芯电缆用于传送单相交流电、 直流电及特殊场合（高压电机引出线）。60kV及其以上电压等级的充油、充气高压电缆也多为单芯。二芯电缆多用于传送单相交流电或直流电。三芯电缆用于三相交流电网中，广泛用于35kV以下的电缆线路。四芯电缆用
5、于低压配电线路、中性点接地的TT方式和TN-C方式供电系统。五芯电缆用于低压配电线路、中性点接地的TN-S方式供电系统。二芯和四芯都是低压1kV以下的电缆。电力电缆知识专题四 、按绝缘材料分类1、纸绝缘电力电缆 (粘性油纸绝缘电力电缆、不滴流油浸纸绝缘电力电缆) 以油浸纸作绝缘的电力电缆，其应用历史最长。它安全可靠，使用寿命长，价格低廉。主要缺点是敷设受落差限制。自从开发出不滴流浸纸绝缘后，解决了落差限制问题，使油浸纸绝缘电缆得以继续广泛应用。2、橡塑绝缘电力电缆 聚氯乙烯（PVC）绝缘、交联聚乙烯(XLPE)绝缘、聚乙烯(PE)绝缘 塑料电缆结构简单，制造加工方便，重量轻，敷设安装方便，不受
6、敷设落差限制。因此广泛应用作中低压电缆，并有取代粘性浸渍油纸电缆的趋势。其最大缺点是存在树枝化击穿现象，这限制了它在更高电压的使用。3、充油电力电缆 (自容式充油电缆、钢管充油电缆)电力电缆知识专题五 、 按电流制式分类1、交流电力电缆2、直流电力电缆 标称电压为750V或1500V的直流系统中的电缆，均可采用3KV的交流电力电缆。目前运营线路采用的大多是低压交流电缆替代直流电缆。 针对直流电源特性的电缆生产企业甚少，交联聚乙烯绝缘电缆性能优良、制造工艺简单、安装方便，已成为直流绝缘电缆的替代产品。电力电缆知识专题六、按载流导体分类1、铜芯电力电缆 铜的导电率高，常温下为1.72*10-6.c
7、m，铜芯（电压和功率）损耗小，铜的机械性能优于铝，抗疲劳、延伸性能好，便于加工和安装。2、铝芯电力电缆 铝的导电率较低，常温下为2.86*10-6.cm，相同载流量时，截面积是铜芯电缆的1.5倍，但铝比重轻，在电阻相同时，铝芯的质量只有铜芯的一半。目前城市轨道交通均采用铜作为电缆的导电材料。电力电缆知识专题1.3 电力电缆的表示方法电力电缆知识专题绝缘材料代码：Z-纸、X-橡胶、V-聚氯乙烯、Y-聚乙烯、YJ-交联聚乙烯; 导体材料代码：L-铝、铜不表示;内护层：L-铝护层、Q-铅护层、V-聚氯乙烯、Y-聚乙烯、YJ-交联聚乙烯 ;外护层： 金属铠装 外护层 0-无 0-无 2-双钢带 1-麻
8、被 3-细钢丝 2-聚氯乙烯 4-粗钢带 3-聚乙烯派生代号： P-干绝缘、F-分相、D-不滴流、 CY-充油、 Z-橡套;电力电缆知识专题交联聚乙烯绝缘，聚氯乙烯护套，不锈钢带铠装，交联聚乙烯绝缘，聚氯乙烯护套，不锈钢带铠装，额定电压额定电压10kV10kV，三芯，三芯300mm300mm2 2铝芯电力电缆铝芯电力电缆电力电缆知识专题WDZ(B)-YJY23-0.6/1kV - 3x35+2*16低烟无卤低烟无卤B类阻燃类阻燃，交联聚乙烯绝缘，交联聚乙烯绝缘,聚乙烯护套聚乙烯护套,钢带铠装，铜芯五芯电力电缆钢带铠装，铜芯五芯电力电缆电力电缆知识专题一、引起电力电缆故障的原因1、 机械损伤 （
9、1）安装时损伤。 安装时不小心碰伤电缆；机械牵引力过大拉伤电缆；过度弯曲折伤电缆。 （2）直接受外力损伤。 在安装后的电缆路径上或附近进行土建施工，使电缆直接受外力损伤。 （3）行驶车辆的震动或冲击性负荷也会造成地下电缆的铅（铝）包裂损。 （4）因自然现象造成的损伤。 如中间接头或终端头的内绝缘胶膨胀而胀裂外壳或电缆护套；装在管口或支架上的电缆外皮擦伤；因土地沉降引起过大拉力，拉断中间接头或导体。2、绝缘受潮 （1）因接头盒或终端盒结构不密封或安装不良而导致进水。 （2）电缆制造不良，金属护套有小孔或裂缝。 （3）金属护套因被外物刺伤或腐蚀穿孔。1.4 电力电缆故障产生的原因及其分类电力电缆知
10、识专题3、绝缘老化变质 （1）电缆介质内部的渣质或气隙，在电场作用下产生游离和水解。 （2）电缆过负荷或电缆沟通风不良，造成局部过热。 （3）油浸纸绝缘电缆的绝缘物流失。 （4）电力电缆超时限使用。4、过电压 过电压会使有缺陷的电缆绝缘层发生电击穿，引起电缆故障。其主要原因有：大气过电压（如雷击）；内部过电压（如操作过电压）。5、设计和制作工艺不良 电场分布设计不周密；材料选用不当；工艺不良，不按规程要求制作。电力电缆知识专题二、电力电缆的故障分类（按故障性质分）（1）断线故障 电缆各芯绝缘均良好，但有一芯或数芯导体不连续者称为断线故障。（2）低阻故障 即低电阻接地或短路故障。电缆一芯或数芯对
11、地绝缘电阻或芯与芯之间的绝缘电阻低于10Zc (Zc为电缆特性阻抗，一般不超过40）时，而导体连续性良好者称为低阻故障。一般常见的低阻故障有单相接地、二相短路或接地等。 （说明：这一低阻故障的定义是针对脉冲反射测试原理而定的，其他测试方法中的低阻故障定义与特性阻抗Zc无关。） （3）高阻故障 即高电阻接地或短路故障。电缆一芯或数芯对地绝缘电阻或芯与芯之间的绝缘电阻低于正常值很多，但高于10Zc而导体连续性良好者称为高阻故障。一般常见的高阻故障有单相接地、二相短路或接地等。低压脉冲法测试低压脉冲法测试低压脉冲法测试低压脉冲法测试闪络法测试闪络法测试电力电缆知识专题（4）泄漏性故障 泄漏性故障是高
12、阻故障的一种极端形式。在进行电缆绝缘预防性耐压试验时，其泄漏电流随试验电压的升高而增大，直至超过泄漏电流的允许值。（此时试验电压尚未或已经达到额定试验电压），这种高阻故障称为泄漏性故障。值得注意的是泄漏性故障的绝缘电阻可能很高，甚至达到合格标准。 （5）闪络性故障 闪络性故障是高阻故障的又一种极端形式。在进行电缆绝缘预防性耐压试验时，泄漏电流小而平稳。但当试验电压升至某一值（尚未或已经达到额定试验电压）时泄漏电流突然增大并迅速产生闪络击穿，这种高阻故障称为闪络性故障。闪络性故障的绝缘电阻极高，通常都在合格标准以上。具有闪络性故障的电缆，短期内在较低的电压下（不大于闪络击穿电压），其闪络击穿的现
13、象可能会完全停止并显现较好的电气性能。闪络法测试闪络法测试冲击闪络法测试冲击闪络法测试电力电缆知识专题第二部分 城市轨道交通电力电缆的特点高压电缆： 64/110 KV 中压电缆: 21/35KV 低压电缆: 0.6/1KV 直流电缆: 1.8/3KV 或3.6/6KV（即采用交流电力电缆替代） 一、一、 城轨交通电力电缆的分类城轨交通电力电缆的分类电力电缆知识专题1、电缆类型: 采用低烟无卤阻燃交联聚乙烯（XLPE）单芯绝缘电力电缆2、标称截面积: 500mm23、额定工作电压： 64/110KV4、绝缘层厚度：17mm5、最大额定电流： 420A6、短路电流耐受能力： 17.3KA/3S(
14、三相)；21.5KA/3S(单相)7、雷电冲击电压耐受能力： 550KV二、二、 110KV城轨交通电力电缆的基本参数城轨交通电力电缆的基本参数 电力电缆知识专题三、三、 35KV城轨交通电力电缆的基本参数城轨交通电力电缆的基本参数 1、电缆类型: 采用低烟无卤阻燃交联聚乙烯（XLPE）或聚乙烯绝缘单芯电力电缆2、标称截面积: 300mm2 150mm2 95mm2 50mm23、载流量： 650A 425A 300A 220A4、短路电流耐受能力： 40KA/S； 25KA/S 12.5KA/S 厂家提供5、额定工作电压： 21/35KV6、绝缘层厚度：9.3mm7、雷电冲击电压耐受能力：
15、200KV电力电缆知识专题四、四、 1500V城轨交通直流电力电缆的基本参数城轨交通直流电力电缆的基本参数 1、电缆类型: 采用低烟无卤阻燃交联聚乙烯（XLPE）或聚乙烯绝缘单芯电力电缆2、标称截面积: 400mm2 150mm2 3、载流量： 890A 490A 4、短路电流耐受能力： 40KA/S； 20KA/S 5、额定工作电压： 1.5KV6、绝缘层厚度：2.0mm7、雷电冲击电压耐受能力： 40KV电力电缆知识专题1、电缆载流量应该满足各种运行条件下最大负荷要求，并留有一定余量。2、电缆能承受系统在各种运行方式下短路电流。3、电缆选型满足城市轨道交通安全要求和不同敷设环境的要求。 4
16、、电缆类型应考虑工程施工和运行维护的方便性。5、考虑是否采用防白蚁或防水的电缆。五、五、 城轨交通电力电缆选择的原则城轨交通电力电缆选择的原则电力电缆知识专题 一、电气试验的分类 1、按试验目的分类 （1）出厂试验：电气设备在出厂前有设备生产厂家进行的检查试验。 （2）交接试验：新建的变电所或新安装和大修后的电气设备要按规定进行的判定电气设备电气性能的试验。 （3）预防性试试验：正在运行中的设备，按规定周期进行例行的试验。 2、按试验性质分类 （1）绝缘试验：测试电气设备绝缘性能的试验，又可非为非破坏性和破坏性试验两种。 （2）特性试验：绝缘试验意外的所以试验。二、电力电缆预防性试验的目的 检
17、测电力电缆是否受潮；电缆绝缘性能是否下降；电缆中是否有导电性通道；电缆老化、劣化等。 第三部分 电力电缆试验3.1 电力电缆预防性试验电力电缆预防性试验电力电缆知识专题三、电力电缆预防性试验的项目： 测量绝缘电阻测量绝缘电阻； 测量泄漏电流与直流耐压试验测量泄漏电流与直流耐压试验； 交流耐压试验交流耐压试验；电力电缆知识专题一、绝缘电阻测试部位 测量钢铠对地的电阻，检测外护套有无损伤； 测量铜屏蔽层对钢铠间的绝缘电阻，检测内护套有无损伤； 测量电缆主绝缘层（电缆的主绝缘），检测主绝缘层性能。 3.2 绝缘电阻测量绝缘电阻测量电力电缆知识专题二二 、绝缘电阻测试接线、绝缘电阻测试接线电力电缆知识
18、专题三、测量绝缘电阻的注意事项 1、测绝缘电阻应该在耐压试验前进行。 2、不同电压等级的电缆，采用不同电压等级的兆欧表。 对1KV以下电缆用以下电缆用1000V的兆欧表； 对1KV及以上的电缆用电缆用2500V的兆欧表 ； 对6KV以上的电缆采用以上的电缆采用2500V或或5000V的兆欧表； 3、兆欧表停止摇动时，更应进行充分放电，放电时间最少不少于2min。电力电缆知识专题Ic充电电流充电电流IX吸收电流吸收电流Id不随时间衰减的电导电流不随时间衰减的电导电流曲线曲线1：泄漏电流：泄漏电流曲线曲线2：吸收电流：吸收电流曲线曲线3：不随时间衰减的电导电流：不随时间衰减的电导电流曲线曲线4:
19、充电电流充电电流4、电气设备的绝缘是通过绝缘材料将导电体与其他导体隔离的，、电气设备的绝缘是通过绝缘材料将导电体与其他导体隔离的，因而就形成了一个电容，给电气设备的绝缘施加直流电压时，因而就形成了一个电容，给电气设备的绝缘施加直流电压时，便会产生随时间衰减的充电电流、吸收电流和不随时间衰减的电导电流，便会产生随时间衰减的充电电流、吸收电流和不随时间衰减的电导电流，这三部分电流合称为泄漏电流。这三部分电流合称为泄漏电流。5、读取、读取15s和和60s的绝缘电阻值、采用不同时间所测绝缘电阻的比值，的绝缘电阻值、采用不同时间所测绝缘电阻的比值，作为判断绝缘状态的一项指标，称为吸收比。吸收比作为判断绝
20、缘状态的一项指标，称为吸收比。吸收比KR60”R15”。电力电缆知识专题7、正常绝缘电阻值应该在：350M.km700M.km。6、读取、读取10min和和1min的绝缘电阻值、采用不同时间所测绝缘电阻的比值，的绝缘电阻值、采用不同时间所测绝缘电阻的比值，作为判断绝缘状态的另一项指标，称为极化指数。极化指数作为判断绝缘状态的另一项指标，称为极化指数。极化指数KR10minR1min。电力电缆知识专题四、使用测量仪器：兆欧表（摇表）或绝缘电阻表数显式兆欧数显式兆欧表表五、兆欧表的电压量程五、兆欧表的电压量程 100v 250v 500v 1000v 1500v 2000v 2500v 5000v
21、等指针式兆欧指针式兆欧表表电力电缆知识专题一、直流试验项目：测量泄漏电流与直流耐压试验 两者的试验设备、仪器、仪表、试验接线基本相同， 这两个试验项目可以同时进行。二、直流试验与测绝缘电阻的关系 原理上与测绝缘电阻无本质区别，其实都是测泄漏电流值的大小。 区别在于直流耐压试验施加的电压高； 测绝缘电阻是取 60s 的值，而直流耐压试验是取伏安特性曲线。三、直流试验时间： 0.25、0.5、0.75、1.0倍试验电压下各停留1min ; （注意：以12KV/s进行升压，每个试验阶段停留1min）3.3 电力电缆直流泄漏电流与直流耐压试验电力电缆直流泄漏电流与直流耐压试验电力电缆知识专题四、直流试
22、验的试验电压值：Ut=4U0（试验对象不同，试验电压值不同）电力电缆知识专题五、直流试验电压获取：直流高压发生器泄漏电流试验接线图泄漏电流试验接线图直流高压发生直流高压发生器器电力电缆知识专题一、交流耐压试验分类 1、工频交流耐压试验（f=4565HZ） 2、变频交流串联谐振耐压试验（f=20300HZ） 3、超低频耐压试验（f=0.1HZ）二、交流耐压试验电压值与试验时间： 1、 1.732U0 5min （现场实际试验电压值取决于设备具体情况） 2、 1U0 24h （U0指电缆设计时导体对金属屏蔽之间的电压）三、工频试验变压器的容量计算 3.4 电力电缆交流耐压试验电力电缆交流耐压试验电
23、力电缆知识专题四、工频交流耐压试验（f=4565HZ）1、试验接线图电力电缆知识专题2、试验装置交流输出电压：交流输出电压：05kV变压器容量： 500VA输出电压：0250（430）KV输出容量：5250 kVA电力电缆知识专题四、变频交流串联谐振耐压试验（f=30300HZ）1、试验基本原理 回路频率f=1/2 时，回路产生谐振，此时试品上的电压是励磁变高压端输出电压的Q倍。Q为系统品质因数，即电压谐振倍数，一般为几十到一百以上。先通过调节变频电源的输出频率使回路发生串联谐振，再在回路谐振的条件下调节变频电源输出电压使试品电压达到试验值。由于回路的谐振，变频电源较小的输出电压就可在试品C上
24、产生较高的试验电压。电力电缆知识专题2、接线原理图电力电缆知识专题3、试验装置、试验装置 1、额定输出电压：0300kV 2、输出频率：30300Hz 3、品质因数：3090 4、工作电源：220V/380, 50Hz试验装置由变频电源变频电源、励磁变压器励磁变压器、电抗器电抗器、电容分压器电容分压器组成。该装置适用于10KV、35KV、110KV、220KV、500KV聚乙烯电力电缆试验，也适用于电力变压器、发电机、SF6开关、GIS等电气设备的交流耐压试验。电力电缆知识专题1、采用超低频的原因 超低频绝缘耐压试验实际上是工频耐压试验的一种替代方法。 在对大中型发电机、电动机、电力电缆等试品
25、进行工频耐压试验时，由于它们的绝缘层呈现较大的电容量，所以需要很大容量的试验变压器或谐振变压器。 理论上容量约为工频的五百分之一，且操作简单。2、试验电压峰值：max3o （其中o为电缆相电压的定额值） 例如：额定电压为10kV电缆，单相额定电压 o101.735.774kV，所以试验电压 峰值为： max3o17.32kV3、试验时间：按试验要求设定。 交接时：3U0 60min 预试时：2.1U015min五、超低频交流耐压试验（五、超低频交流耐压试验（f=0.1HZ）电力电缆知识专题4、试验装置、试验装置电力电缆知识专题第四部分 电力电缆故障的探测一、电力电缆故障诊断步骤 第一步：判明故
26、障性质； （开路故障、低阻故障、高阻故障、泄漏性故障、闪络性故障） 第二步：选择相应的方法进行粗测；（如下表所示） 第三步：选用相应方法精确测定故障点；（声测法、声磁同步法、音频感应法、跨步电压法）4.1 电力电缆故障诊断步骤与查找流程电力电缆知识专题二、电力电缆故障查找流程电力电缆知识专题4.2 电力电缆故障粗测(测距)方法介绍二、工作原理二、工作原理 测试时向电缆注入一低压脉冲，该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点测试时向电缆注入一低压脉冲，该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点。如短路点、故障点、中间接头等，脉冲产生反射，回送到测量点被仪器记录下来如短路点、故障点、中间接头等，脉冲产生反射，回送到测量
27、点被仪器记录下来,如图所如图所示。示。 一、适用范围一、适用范围 低压脉冲法用于电缆的低压脉冲法用于电缆的低阻低阻、短路短路及及断线故障断线故障；还可用于测量电缆的长度、波速度；还可用于测量电缆的长度、波速度；也可用于区分电缆的中间头、也可用于区分电缆的中间头、T型接头和终端头。型接头和终端头。4.2.1 低压脉冲法低压脉冲法电力电缆知识专题短路故障的反射脉冲与发射脉冲极性相反；短路故障的反射脉冲与发射脉冲极性相反；断线故障反射脉冲与发射脉冲极性相同断线故障反射脉冲与发射脉冲极性相同。因此通过识别反射脉冲的极性，可以判定故障的性质。因此通过识别反射脉冲的极性，可以判定故障的性质。 不不匹匹配配
28、点点的的反反射射系系数数：Z Z2 2为故障点的等效输入阻抗；为故障点的等效输入阻抗；Z Z1 1为线路的特性阻抗；为线路的特性阻抗；从从仪器发射脉冲开始计时，到接收到故障点的反射脉冲共需时仪器发射脉冲开始计时，到接收到故障点的反射脉冲共需时tt；脉冲行波传；脉冲行波传播速度为播速度为V，则故障点距离，则故障点距离Lx为：为：断线故障反射波形断线故障反射波形 低阻短路故障反射波形低阻短路故障反射波形 l l 交联聚乙烯电缆：波速交联聚乙烯电缆：波速170m/usl l 油浸纸电缆：波速油浸纸电缆：波速160m/usl l 聚乙烯全塑电缆：波速聚乙烯全塑电缆：波速201m/usl l 橡胶电缆：
29、波速橡胶电缆：波速220m/us 电力电缆知识专题4.2.2 高压闪络法高压闪络法-直流高压闪络法（直闪法）直流高压闪络法（直闪法）一、适用范围一、适用范围 故障点绝缘电阻极高故障点绝缘电阻极高的的高阻闪络性故障高阻闪络性故障，需要和，需要和直流直流高压发生器高压发生器配合使用。配合使用。二、工作原理二、工作原理 用用直流高电压发生器（产生负的直流高压）直流高电压发生器（产生负的直流高压）将电缆故障点击穿，使用仪器采集并记录将电缆故障点击穿，使用仪器采集并记录下故障点击穿产生的电流行波信号，通过分析判断电流行波信号在测量端与故障点往返一趟下故障点击穿产生的电流行波信号，通过分析判断电流行波信号
30、在测量端与故障点往返一趟的时间来计算故障距离。直闪法采用的时间来计算故障距离。直闪法采用线性电流耦合器（线性电流耦合器（L）采集电缆中的电流行波信号。采集电缆中的电流行波信号。电力电缆知识专题T T1 1为调压器为调压器; ;T T2 2为高压试验变压器，容量在为高压试验变压器，容量在0.50.51.01.0千伏安千伏安之间，输出电压在之间，输出电压在30306060千伏之间千伏之间；C C为储能电容器为储能电容器, ,大于大于0.10.1微法微法，一般取，一般取1 12 2微法微法，一般选用脉冲电容器一般选用脉冲电容器；L L为线性电流耦合器；为线性电流耦合器；R R为保护电阻为保护电阻三、
31、工作接线图三、工作接线图电力电缆知识专题四四 、输出电流波形分析、输出电流波形分析 t t1 1与与t t2 233时分别出现两个负脉冲，第一个负时分别出现两个负脉冲，第一个负脉冲是故障点放电脉冲到达测量点引起的，可简单地脉冲是故障点放电脉冲到达测量点引起的，可简单地叫做叫做故障点放电脉冲故障点放电脉冲；第二个负脉冲是故障点反射脉；第二个负脉冲是故障点反射脉冲引起的，叫做冲引起的，叫做故障点反射脉冲故障点反射脉冲。它们之间的距离对。它们之间的距离对应电流脉冲从测量端运动到故障点又返回的时间差应电流脉冲从测量端运动到故障点又返回的时间差ttt t2 2t t1 122，计算出故障距离为：，计算出
32、故障距离为： LxVt/2测量点电流波形测量点电流波形线性电流耦合器的输出线性电流耦合器的输出电力电缆知识专题4.2.3 高压闪络法高压闪络法-冲击高压闪络法（冲闪法）冲击高压闪络法（冲闪法）一、适用范围一、适用范围 在故障点电阻不在故障点电阻不是极是极高时，因直流泄漏电流较大，电压几乎全降到了高压试验设备的高时，因直流泄漏电流较大，电压几乎全降到了高压试验设备的内阻上去了，电缆上电压很小，故障点形不成闪络内阻上去了，电缆上电压很小，故障点形不成闪络，需要和高压发生器配合使用需要和高压发生器配合使用，适用于，适用于泄漏性高阻故障泄漏性高阻故障。二、工作原理二、工作原理 用用直流高电压发生器（产
33、生负的直流高压）直流高电压发生器（产生负的直流高压）+放电球隙放电球隙将电缆故障点击穿，使用仪器采将电缆故障点击穿，使用仪器采集并记录下故障点击穿产生的电流行波信号，通过分析判断电流行波信号在测量端与故障点集并记录下故障点击穿产生的电流行波信号，通过分析判断电流行波信号在测量端与故障点往返一趟的时间来计算故障距离。冲闪法采用往返一趟的时间来计算故障距离。冲闪法采用线性电流耦合器（线性电流耦合器（L）采集电缆中的电流行波采集电缆中的电流行波信号。信号。电力电缆知识专题三、工作接线图三、工作接线图与直闪法接线基本相同，不同的是在储能电容与直闪法接线基本相同，不同的是在储能电容C C与电缆之间与电缆
34、之间串入一球形间隙串入一球形间隙G G。通过调节调压升压器对电容通过调节调压升压器对电容C C充电，当电容充电，当电容C C上电压足够高时，球形间隙上电压足够高时，球形间隙G G击击穿穿电容电容C C对电缆放电，此时相当于把对电缆放电，此时相当于把直流电源电压突然加到电缆上直流电源电压突然加到电缆上去。去。(1) (1) 电缆故障点没击穿时，一般球间隙放电声嘶哑，不清脆，而且火花较弱。电缆故障点没击穿时，一般球间隙放电声嘶哑，不清脆，而且火花较弱。而故障点击穿时，球间隙放电声清脆响亮，火花较大。而故障点击穿时，球间隙放电声清脆响亮，火花较大。(2) (2) 电缆故障点未击穿时，电流表摆动较小，
35、而故障点击穿时，微安电流表电缆故障点未击穿时，电流表摆动较小，而故障点击穿时，微安电流表指针摆动范围较大。指针摆动范围较大。电力电缆知识专题四四 、输出电流波形分析、输出电流波形分析 (a)(a)行波网格图行波网格图(b)(b)电流波形电流波形 (c)(c)线性电流耦合器的输出线性电流耦合器的输出故障点不击穿时脉冲电流波形故障点不击穿时脉冲电流波形(b)(b)电流行波电流行波 (a)(a)行波网格图行波网格图 (c)(c)线性电流耦合器输出线性电流耦合器输出直接击穿的脉冲电流波形直接击穿的脉冲电流波形电力电缆知识专题4.2.4 高压闪络法高压闪络法-多次（二次）脉冲法多次（二次）脉冲法一、适用
36、范围一、适用范围 故障点绝缘电阻高的故障点绝缘电阻高的高阻故障高阻故障、闪络性故障，闪络性故障，需要需要直流直流高压高压冲击冲击+多次脉冲信号耦合多次脉冲信号耦合器器配合使用。配合使用。二、工作原理二、工作原理 当高压使故障点产生闪络，闪络瞬间故障点的电弧阻值极低，相当于短路。在闪络瞬当高压使故障点产生闪络，闪络瞬间故障点的电弧阻值极低，相当于短路。在闪络瞬间，测距仪通过耦合单元触发出测量信号，此脉冲在故障点发生短路反射。此时，测距仪记间，测距仪通过耦合单元触发出测量信号，此脉冲在故障点发生短路反射。此时，测距仪记录下含有故障点的反射波形的录下含有故障点的反射波形的“故障波形故障波形“。 电弧
37、熄灭后，电弧熄灭后，耦合单元耦合单元产生的测量信号不会在高阻故障点产生反射，直到电缆的末端产生的测量信号不会在高阻故障点产生反射，直到电缆的末端产生开路反射。测距仪计录下无明显故障反射脉冲的末端开路反射波形的产生开路反射。测距仪计录下无明显故障反射脉冲的末端开路反射波形的“良好波形良好波形”。 将有电弧时的将有电弧时的“故障波形故障波形“与无电弧的与无电弧的“良好良好”波形波形进行比较，在故障点处将明显不进行比较，在故障点处将明显不同。同。 电力电缆知识专题三、工作接线图三、工作接线图电力电缆知识专题四四 、输出电流波形分析、输出电流波形分析电力电缆知识专题一、适用范围一、适用范围 （1）用低
38、压电阻电桥测电缆低阻击穿，主要是利用电阻的大小跟电缆的长度成正比，利用电桥原理测出故障相电缆的端部与故障点之间的电阻大小，并将它与无故障相做比较，进而确定故障点距离的原理进行的。 （2） 用电容电桥测电缆开路、断线，当电缆呈断路性质时，由于直流电桥测量臂未能构成直流通路，所以采用电阻电桥法将无法测量出故障距离，只有采用电容电桥法，并用高压电桥法测泄漏性高阻击穿。 4.2.5 电桥法电桥法电力电缆知识专题4.3 电力电缆故障定点(精确定位)方法介绍一、声测法一、声测法1、基本原理、基本原理 当高压发生器对故障电缆进行直流高压冲击，使故障点击穿放电，放电产生的机械振动传到地面，振动信号被高灵敏度的
39、传感器拾取，经放大后用耳机监听，便可以听到“啪、啪”的声音。 2、特点、特点 （1）该方法简单容易掌握，但容易受到外界环境干扰。 （2）多用于测试高阻、闪络性故障和部分低阻故障。 （3）使用的设备与冲闪法相同。 电力电缆知识专题二、声磁同步法二、声磁同步法1、基本原理、基本原理 由于电磁信号的传播速度是光速，从电缆传播到传感器的时间可以忽略不计；而声音传播速度相比起来慢的多，为每秒几百米的量级；因此，通过检测电磁、声音信号之间的时间差，可以判断故障点的远近。当不断移动传感器，找到声磁时间差最小的点，就是故障点。 2、特点、特点 （1）精度高，不易受干扰。 （2）多用于测试高阻、闪络性故障和部分
40、低阻故障。 （3）声磁同步定点需要配合使用高压冲击信号发生器，并工作在周期放电状态。 电力电缆知识专题1、相对铠接法相对铠接法2、相间接法相间接法3、断线故障接线断线故障接线 当发生相地故障、相间合并对地故障，当发生相地故障、相间合并对地故障，或或断线合并接地故障，总之只要存在相对断线合并接地故障，总之只要存在相对地绝缘损坏地绝缘损坏。 当发生单纯相间故障（没有合并接地）时，使当发生单纯相间故障（没有合并接地）时，使用相间接法，将高压发生器的高压输出和测试地连用相间接法，将高压发生器的高压输出和测试地连接两故障相，其中一故障相需进行安全接地。接两故障相，其中一故障相需进行安全接地。 对于单纯断
41、线故障（没有发生合并接地）将高压发对于单纯断线故障（没有发生合并接地）将高压发生器的高压输出线和测试地线分别接电缆的一完好相线和生器的高压输出线和测试地线分别接电缆的一完好相线和故障相线，在电缆的远端将两相短路。故障相线，在电缆的远端将两相短路。电力电缆知识专题三、音频信号感应法三、音频信号感应法1、基本原理、基本原理 探测时，用1千赫的音频信号发生器向待测电缆通音频电流，发出电磁波；然后，在地面上用探头沿被测电缆路径接收电磁场信号，并将之送入放大器进行放大；而后，再将放大后的信号送入耳机或指示仪表，根据耳机中声响的强弱或指示仪表指示值的大小而定出故障点的位置。 2、特点、特点 （1）精度不高
42、，不易受干扰。 （2）对不能产生放电声音的金属性短路故障进行精确定位。 电力电缆知识专题电力电缆知识专题四、跨步电压法四、跨步电压法1、基本原理、基本原理 在电力电缆中加入特殊信号，当电力电缆对大地产生泄漏时，会在地面上故障点周围产生由强到弱的有向电场梯度。沿电缆路径用测量设备可测得信号的幅度和方向。在故障点前后，检流计指针所指的方向相反，进而找到电缆的故障点，达到精确定位的目的。由于测量的是地面两点间的电场信号，通常称跨步电压。 2、特点、特点 （1）直埋电缆的开放性故障和超高压电缆护套故障进行精确定位； （2）定位精度高、定点速度快、性能可靠； （3）接线简单、操作方便； （4）施加于电缆
43、的交流脉冲幅度小，对电缆没有直流极化损害； （5）采用指针式检流计指示、直观易读； （6）体积小、重量轻、方便携带； 电力电缆知识专题电力电缆知识专题第五部分 电力电缆故障测试设备案例一、电缆测试系统组成一、电缆测试系统组成 设备设备1 1：DLX-520DLX-520电缆测试高压发生器电缆测试高压发生器 设备设备2 2：DLC-Y1000DLC-Y1000远程服务电力电缆故障测试系统远程服务电力电缆故障测试系统 设备设备3 3：DLD-230DLD-230电缆故障定点仪电缆故障定点仪 5.1 淄博博鸿淄博博鸿DLX-520DLX-520DLC-Y1000DLC-Y1000DLD-230DLD
44、-230电力电缆知识专题二、DLX-520电缆测试高压发生器输出直流电压：输出直流电压：0 035kV35kV连续可调连续可调内置电容容量：内置电容容量：2F2F 最大充电电流：最大充电电流：30mA 30mA 最大放电能量：最大放电能量：1000J 1000J 周周 期：可调，出厂设置期：可调，出厂设置4s4s输出电压极性：输出电压极性：负极性负极性 供电电源供电电源: AC 220V: AC 220V10%10%容容 量量: :1kVA1kVA体体 积积: 500: 500305305457mm 457mm 使用环境温度：使用环境温度：-25-+50-25-+50整机重量整机重量: 25
45、Kg : 25 Kg 产生直流闪络高压产生直流闪络高压电力电缆知识专题三、DLC-Y1000远程服务电力电缆故障测试系统平板电脑：内置平板电脑：内置蓝牙模块、蓝牙模块、3G上网模块、数据管理模块、上网模块、数据管理模块、远程定位模块远程定位模块，内存，内存32G（可根据客户要求相应匹配）。（可根据客户要求相应匹配）。测距功能测距功能测距模式：测距模式：低压脉冲、脉冲电流、多次脉冲低压脉冲、脉冲电流、多次脉冲。采样频率：采样频率：200MHz。分辨率：分辨率：低压脉冲模式低压脉冲模式1m；脉冲电流模式脉冲电流模式4m。低压脉冲模式发射电压：低压脉冲模式发射电压：30V。测距范围：测距范围：100
46、km。盲区：盲区：2m。电源：内置锂离子电池组，标称电压电源：内置锂离子电池组，标称电压7.4V，容量，容量3000mAH。功耗：功耗：400mA，可连续使用时间，可连续使用时间6小时；小时；充电器：输入充电器：输入AC220V10%，50Hz；标称输出；标称输出8.4V，DC1A。充电时间：充电时间：4小时。小时。显示方式：显示方式： 320240点阵大屏幕液晶。点阵大屏幕液晶。体积：体积：303mm270mm145mm。质量：质量：3.5kg。使用条件：温度使用条件：温度:-25+5 50，湿度，湿度5-90RH，海，海4500m。粗测粗测电力电缆知识专题四、DLD-230电缆故障定点仪
47、DLD DLD-23 30电力电缆故障定点仪是应用电力电缆故障定点仪是应用声磁同步法声磁同步法测试测试原理，配合原理，配合高压信号发生装置高压信号发生装置，通过检测电缆故障点放，通过检测电缆故障点放电的电的磁场磁场与与声音声音信号，进行电力电缆的高阻和闪络型故信号，进行电力电缆的高阻和闪络型故障定点，定点的同时可以障定点，定点的同时可以探测电缆路径探测电缆路径。故障定点精度： 0.1 1m路径探测精度： 0.1 1m功耗：1.5W充电器输入电压： AC 220V10%充电器输出电压： DC 9.1V重量: 0.8kg(不含探头)体积: 240180200mm 使用环境温度: -25C+50C电
48、磁通道增益：110dB电磁通道接收机灵敏度5uV声音通道音频放大器增益信120dB50Hz工频抑制度40dB电缆寻径与故障点定位电缆寻径与故障点定位电力电缆知识专题5.2 武汉华天武汉华天一、电缆测试系统组成 设备设备1 1：TG-GPTG-GP一体化高压发生器一体化高压发生器 设备设备2 2：FH8631电缆故障测距仪缆故障测距仪 设备3：电缆故障定位、路径仪设备设备1 1设备设备2 2设备3电力电缆知识专题 1. 1.直流高压输出：直流高压输出： 35 KV35 KV 2. 2. 冲击高压冲击高压: : 0 035kv35kv连续可调连续可调 3. 3. 外接电容外接电容: : 1 12F
49、2F 4. 4. 冲击时间冲击时间: 2: 25 5秒秒 5. 5. 最大脉冲能量最大脉冲能量: : 5605601600J1600J 6 6最大输出电流：最大输出电流：30mA30mA 7. 7. 电压指示误差电压指示误差: : 2%2% 8. 8.电源电压电源电压:220VAC 50Hz:220VAC 50Hz 9. 9.环境温度环境温度:-10:-10+50+50 10. 10.重量重量 9kg 9kg 11. 11.体积体积:380:380260260260 mm260 mm二、TG-GP一体化高压发生器产生直流闪络高压产生直流闪络高压电力电缆知识专题三、FH8631电力电缆故障测试系
50、统粗测粗测1.1.检测方法：检测方法：低压脉冲法、高压闪络法。低压脉冲法、高压闪络法。2.2.技术参数技术参数测测试距离：低压脉冲法时，最大测试距离32Km； 高压闪络法时，最大测试距离32Km。系统测试精度：小于20cm。脉冲幅度: 负载阻抗在50时不小于250Vpp。长度选择: 1KM、 3KM、3KM三种。采样频率: 6MHz、12 MHz、24MHz、48 MHz。读数分辨率: 1m预置了4种电缆介质的电波传播速度：油浸纸、不滴流：160m/s；交联聚乙烯：172m/s；聚氯乙烯：184m/s；以及其它类型电缆的电波传播速度自设置。对于其它类型电缆，利用本机的测速功能可以在输入该类型电
