XD系列电力电缆故障测试系统操作使用说明书1电力电缆故障

XD系列电力电缆故障测试系统操作使用说明书1.电力电缆故障1.1电力电缆故障随着我国经济建设的高速发展，电缆供电广泛应用于工矿企业、港口、铁路、机场、城市、学校和国防工程等部门。但是，一旦电缆发生故障，如何快速寻找故障点位置并尽快恢复供电是供用电部门亟待解决的重要问题。XD系列电缆供电系统安全产品正是解决这一问题的必备工具。西安电子科技大学长期从事供电系统安全问题研究和产品研发与推广。早在1971年，成功研制出我国第一台电力电缆故障闪测仪，达到世界先进水平，并于1978年获全国科学大会奖。近几年来，受国家自然科学基金（项目编号60372044）、陕西省自然科学基金（项目编号2002E235）和陕西省科技攻关（项目编号2001K5-G22）等政府资助，将最新电子信息技术应用于供电系统安全问题的研究和产品研发，推出XD系列电缆供电系统安全产品，奉献给供用电部门。电子信息技术日新月异，我们将不断开发出新的产品，奉献给供用电部门，以帮助您解决供电系统遇到的安全问题。1.2电力电缆故障发生的原因导致电力电缆发生故障的原因是多方面的，常见的主要原因归纳如下：机械损伤：很多故障是由于电缆敷设时造成的机械损伤或敷设后靠近电缆路径作业造成的机械损伤而直接引起的。电缆这样“带伤”工作一段时间后，其损伤部位会逐渐破坏以致发展到铠装铅皮穿孔，潮气侵入而导致损伤部位彻底崩溃形成故障。λ电力电缆外皮的电腐蚀：电力电缆埋设在大型行车、电力机车轨道等具有较强地下电场的环境附近的地面下时，电缆外皮常常会发生铅包腐蚀致穿的情况，以致潮气侵入，绝缘破坏，发生故障。λ化学腐蚀：在有酸碱作业或煤气站环境中工作的电力电缆，往往会造成其铠装和铅包大面积长距离腐蚀，以致潮气侵入，绝缘破坏，发生故障。λ地面下沉：电力电缆穿越公路、铁路及高大建筑物敷设时，由于地面的下沉常常会使电力电缆垂直受力发生形变，导致电力电缆铠装铅包破裂甚至折断而发生故障。λ电力电缆绝缘物的流失：电力电缆敷设在地沟、凸凹不平或处在电杆上的户外接头，由于电力电缆的起伏、高低落差悬殊，高处的电力电缆绝缘油流向低处而使高处电力电缆绝缘性能下降，导致故障发生。λ长期过载运行：由于过载运行，电力电缆的温度会随之升高，尤其在炎热的夏季，电力电缆的温升导致电力电缆的较薄弱处和接头处首先被击穿，发生故障。λ震动破坏：铁路轨道下运行的电力电缆，由于剧烈的震动导致电力电缆的外皮产生弹性疲劳而破裂形成故障。λ1.3电力电缆故障的类型造成电力电缆故障的原因多种多样，但从根本上讲，电力电缆故障是由于故障点的绝缘损坏引起的。一般来说，故障可分为三种类型，即低阻（包括短路）故障、开路（或称断路）故障和高阻故障。低阻故障λ凡是由于电力电缆故障点的绝缘电阻值小于该电缆的特性阻抗或为零，而不能正常送电到用户端的故障称为低阻故障。常见电力电缆的特性阻抗如下：铝芯240mm2截面积的电力电缆的特性阻抗约为10Ω；铝芯35mm2截面积的电力电缆的特性阻抗约为40Ω；其它截面积的铝芯电力电缆的特性阻抗可据此估算。开路故障λ凡是由于电力电缆故障点的绝缘电阻值为无穷大或为正常，而不能正常送电到用户端的故障称为开路故障。高阻故障λ凡是由于电力电缆故障点的绝缘电阻值大于该电缆的特性阻抗或很高但并非开路故障，而不能正常送电到用户端的故障称为高阻故障。高阻故障包括高阻泄漏性故障和高阻闪络性故障。电力电缆高压绝缘试验时，泄漏电流随试验电压的增加而增加。在试验电压升高到额定值时（有时远远不到额定值），泄漏电流超过允许值的电缆故障就是高阻泄漏性故障。电力电缆高压绝缘试验时，一旦试验电压升到某值，泄漏电流突然升高，且呈现闪络性摆动。而电压下降时，此现象消失。这种故障就是高阻闪络性故障。2.XD系列电力电缆故障测试系统的功能特点和主要技术指标2.1功能特点用途λ可测试各种型号35KV以下电压等级的铜、铝芯电力电缆、同轴通信电缆和市话电缆的各类故障，包括低阻故障、开路故障、高阻闪络性故障和高阻泄漏性故障。测试方法λ具有多种测试方法，故障信息取样包括在低压方式下的直接法及在高压方式下的电流耦合法。测试的安全性λ系统采用电流取样技术和电池供电，真正做到操作人员及测试仪器完全与高压隔离。确保人机安全，适应野外工作需要。信号处理λ信号处理采用高速信号处理技术，测试波形特征清晰易辨，能放大缩小，使电缆故障波形分析更易掌握。2.2主要技术指标2.2.1电缆故障测试仪脉冲幅度：；λ脉冲宽度：和两种；λ测试盲区：在最高测试频率50MHz测量时为20米；λ测量误差：2%（千米以下电缆不超过10米，千米以上电缆不超过20米）；λ读数分辨率：（其中，为电波在电缆中的传播速度（）；为采样频率（）。如油浸纸电缆的传播速度为,用采样，则读数分辨率为）；λ采样频率：50、25、12、6；λ脉冲速率：预制5种电缆介质的电波传播速度；油浸纸，交联，塑料电缆（市话电缆），不滴流，同轴电缆，此外用户可设定自选介质的传播速度；λ供电电源：交流或直流工作，内装12免维护可充电电瓶；λ工作环境：相对湿度λ90%，环境温度-10℃—50℃；体积：300×210×240；λ重量：5.5。λ2.2.2定点仪数显距离：3位00.0～99.9m（指所在位置到故障点的距离）；λ同步测量：声波/磁场（-100Hz～1000Hz(声波），-270Hz～1.5kHz(磁场）)λ声通道放大：λ80dB；磁通道放大：采用无源放大技术；λ电源：12V免维护可充电电瓶；λ功耗：W；λ工作环境：相对湿度λ90%，环境温度-10℃—50℃2.2.3路径仪输出功率：30瓦；λ工作频率：1kHz±0.5kHz；λ工作方式：连续信号输出，具有过流保护；λ电源：AC220V±10%λ2.3XD系列电力电缆故障测试系统组成2.3.1系统组成组成方案一●XD-T智能电缆故障测试仪●XD-P同步电缆故障定点仪●XD-T电缆路径检测仪●XD-T路径信号接收器●XD-T电流信号传感器组成方案二●XD-S电缆故障测试系统●XD-P同步电缆故障定点仪●XD-T电缆路径检测仪●XD-T路径信号接收器●XD-T电流信号传感器2.3.2其它可选产品●XD-T电缆识别仪●XD-Z10高压电缆安全刺扎器●XD-B10继电保护校验仪●XD-ZGF系列直流高压发生器●XD-2接地电阻测试仪●XD-Y10一体化发生器3.工作原理电力电缆故障测试分为故障粗测和故障定位两个步骤。3.1粗测原理电力电缆故障包括：低阻故障、开路故障和高阻故障，所有故障的电特性都表现为电缆故障点特性阻抗的不匹配。如图3-1所示，根据雷达测距原理，沿电缆发射一束电磁波，当电磁波遇到特性阻抗不匹配的地方时，就会产生反射波，将发射波和反射波采集处理并显示在屏幕上，根据电波在电缆中已知的传播速度，即可计算出故障点到测试点的距离。图3-1脉冲反射法工作原理式中：S为故障点距测试点的距离；V为电波在电缆中的传播速度；T为电波在电缆中一个来回传播所需的时间。这样，在V和T已经测出的情况下，就可计算出S，即故障点距测试点的距离。3.2定位原理一般来说，在故障粗测之后，还必须进行电力电缆的故障定位。故障单位分为加高压定位和加路径信号定位。对高阻故障而言，在电缆一端加入高压信号，使电缆的故障点击穿或闪络放电，此时故障点会产生较强的电磁波，并伴随“爆炸”声。在地面沿电缆路径可以通过拾音器检测到低音噪声，根据声音的强弱判断故障点的位置。需要注意的是，通常故障点定位需要进行几次低音噪声冲击，但重复的高电压脉冲可能损坏电缆。声磁同步法是近年来在国际上发展起来的一种新型高阻故障定位方法，用故障点放电产生的磁场信号触发计数器，用声波信号来终止计数器，计数器的计数值表示测量点与故障点的距离远近，反复测量，寻找与故障点距离最近的点，即为故障点的正上方。本设备同时使用声测法和声磁同步法进行故障定位，由用户自行选择。加路径信号定位和加高压定位原理相同。5．常见问题解答1、什么是高阻故障、低阻故障?一般来说，电缆相间或相于地间的绝缘阻值低于电缆的特性阻抗（10～40欧姆）的电缆故障，称为低阻故障；反之，高于特性阻抗（10～40欧姆）的电缆故障，称为高阻故障。2、低压脉冲法可测故障类型有哪些?使用低压脉冲法可以测试高低压电缆的短路故障、开路（断线）故障、低阻接地故障。3、高压冲闪法可测故障的类型有哪些?使用高压冲闪法可以测试高低压电缆的各类故障如短路故障、开路（断线）故障、低阻接地故障、高阻接地故障、闪烙性故障、泄漏性故障等。4、高压打火时如何判断故障点已被击穿？高压打火时，所加冲击高压必须能保证使故障点芯线与外皮（或相－相之间）发生电离闪络放电。故障点是否闪络放电，可从球隙放电声音大小、清脆程度来判断。球隙放电声大且脆，一次电流应摆动到20A-30A以上。屏幕的波形如没有呈衰减的大振荡波形，相邻两拐点间的游标指示距离为电缆全长，说明故障点未放电，须提高冲击电压或增大电容容量，直至故障点放电，方可测量故障距离。5、冲击高压闪络测量故障时，如所测波形密集、且有规律的衰减，如何判断故障距离？这是近距离故障波形的特征，说明故障距离大概在30米以内。测量时游标卡在波形的一个上拐点和相邻的一个下拐点上，便可读出故障距离。如读不清楚，可直接在20米以内定点。也可将高压设备移至终端，用同样的方法测试。使近距离故障为远距离故障，这样定点是还可避免球隙放电声对定点仪测试的干扰。6、故障电缆绝缘阻值在几十千欧或几兆欧，冲击高压超过35kV仍不能击穿故障点，是什么问题？出现这种情况一般是电缆出现故障时电缆外皮有穿孔，放置时间长久，潮气、水气从穿孔外侵入电缆，引起长距离受潮所致。这是典型的电缆受潮故障。解决方法是施加高压大电流，连续长时间“烧”故障相，利用故障点产生的热量驱赶潮气，待潮气驱赶尽后，便可加足够高的冲击电压获得故障反射波形，测出故障距离。7、故障点金属接地（0欧），如何定点？这种情况非常罕见。如果出现这种情况，可用电焊机对芯－地“烧”，或用380V母线经200A保险丝和闸刀夹在故障相上，闸刀合上瞬间，保险丝被烧断，故障点可能会变成高阻型故障。实在“烧”不成高阻，只能在主机测量的位置开挖，观察电缆外皮是否破损。如无破损，只好锯断电缆，用脉冲法测断点距离，与前面所测短路点距离比较，计算断开点距离与短路点距离之差，找到故障点。8、有时用冲击高压电流取样时，波形不好判读，不够典型，不容易判断故障距离，怎么办？常见现象，往往是所加冲击能量不够高，或故障点的特殊性，如轻微受潮，中间接头的接线接触电阻太大等。解决的办法是用多种方法（高压冲击、低压脉冲、始端、终端等）各相线（A、B、C相分别对地测量和A、B、C相与相之间测量）分别测试，然后对比分析。即“一个故障、多法测量、相互印证、再下决心”。9、电缆沟敷设与直埋电缆故障测试有何差异？粗测即高压打火和低压脉冲波形上无任何差异。定点上会有些差异，直埋电缆定点时，探头能听测得范围一般在2－3米。沟道电缆可听测到的范围要大得多（几十米），多数情况人耳都能听到。另外，冲击闪络时，电缆上产生的瞬时大电流会引起“电动机效应”，它会使电缆全线产生微震，在电缆全线上都能听到很小的清脆震动声，而且这种震动无强弱之分，易造成误判。探头不能直接放在电缆本体上。注意故障点发出的震动波要明显的大于别处。10、电缆故障经常会发生在电缆的什么部位？电缆本体故障仅占20%左右，端头和中间接头故障大约占80%。本体故障一般是由于外力损伤所致，定点时，可观察沿电缆路径在主机粗测范围内是否有施工的痕迹，或电缆沟盖板断裂的现象。电缆接头的制作工艺不过关，选材不当，做头时气候条件太差，密封不严，接管的接触电阻太大等等。这都会引起电缆运行时过热和接头处电场应力不均，导致绝缘下降，日积月累，出现故障。定点时应将电缆头和中间接头作为重点听测的对象。11、高压测试和低压脉冲测试有时波形前边会产生震荡，有点象近距离故障波形怎么办？先将波形压缩，观察后面的波形反射，如果后面的波形特征很明显，则用后面的波形进行判读。如果看不到清晰的波形，高压测试时，可先断开