采用 BAUR 设备进行电缆外护套测试

需要进行电缆护套故障定位,防止电缆损坏和故障。电缆网络的维修过程包括提早检测、定位和排除电缆护套故障,防止情况变得更糟。这需要首先进行电缆外护套测试,接下来借助 Murray 和 Glaser 电桥法进行电缆故障预定位,之后完成电缆护套故障精确定位。BAUR 自动电缆护套测试和故障定位系统 shirla 为此方法提供支持。

   

借助测试检测电缆护套故障

电缆护套损坏是电缆故障的常见原因之一。几乎都是进水导致损坏,久而久之降低绝缘材料的质量,直到完全损毁。

尤其是中高压电缆,此类护套损坏还会促进水树 (Water Tree) 的生长,这同样导致电缆故障。在诊断维护时,必须排除电缆护套故障,因为,如果电缆护套损坏造成的现有薄弱点继续发展的话,那么耗时费力的诊断相对来说毫无益处。

     

在电缆外护套测试期间,向电缆屏蔽层供应高达 10 kV 的测试电压长达一分钟,并测量对地的漏电流。此时重要的是在整个测量过程中,电缆屏蔽层两端与接地断开,否则测试电流直接流入接地,并短接实际电缆故障。根据外护套材料和老化程度、电缆长度以及接头数量,测量的漏电流有所不同。因此,需要一些电缆知识和经验。如果漏电流范围从 μA 切换至 mA,或例如在测试期间跳跃式增加,则说明存在潜在问题。

  

电缆外皮故障定位侦测

   

如果测试时发现意指电缆护套故障的漏电流增加,则应尽快排除故障。反射测量技术不适用于定位电缆护套故障或接地故障,因为对于此类故障类型而言,地面并非适合的回路导体。

   
电桥测量法非常适用于电缆护套故障预定位。此方法以比率法为基础,测定故障位置前后的电阻,并以比率形式比较。在已接通且与电网断开的电缆线路上,用直流电压进行预定位。

BAUR shirla 根据 Murray 或 Glaser 原理进行电桥测量。两种原理基于惠斯通电桥电路,在此,将测量电路的两点平衡至相同的电位,使两点之间连接的测量装置(之前为检流计)显示无电流。之后电桥电路处于 平衡状态。

   

由 BAUR shirla 全自动完成测量。用户只需输入已知电缆区段的最高电压、长度、材料和横截面,并连接测试导线和试品。测量结束后,故障距离在显示器上显示为距离。

Murray 测量电桥

Murray 电桥测量法可用于低阻和高阻电缆故障。除了故障相位外,Murray 方法还可用于另外一个完好无损的同类相位。

   

连接电桥,并在电缆远端上短接有故障的相位和无故障的相位。该连接应具备尽量小的电阻,以确保高测量精度。

   

电缆护套故障时,电流流过,使平衡的测量电桥失衡,通过重新校准电位计使其恢复为零。计算的前提条件是整个电缆线路的相位横截面和相位材料恒定不变。

   
Murray 测量电桥也可用于沿电缆线路方向的非恒定相位横截面。在这种情况下,测量前,必须输入各分段的参数。之后,仪器根据该信息自动计算故障位置。

Glaser 测量电桥

如果一根屏蔽电缆中至少有两根无故障芯线可用作辅助相位,则可使用 Glaser 测量电桥。在此会将两根辅助相位与损坏的芯线相连。优点是,通过使用两根辅助相位可以进行平衡,并且可以明确分配其余外部电路的电缆故障。

  

电缆护套故障精确定位

   

从所介绍的预定位得出到电缆故障的距离。但是,地下电缆走向并非笔直,因此,只能大概知道故障位置。即使测量技术预定位精度达到和超过 0.1 %,与实际地理位置的预期差值也高达 ±10 %。这意味着,如果电缆长度为 1 km,则故障位置可能在 200 米范围内。

     
精确定位是为了消除这种测量技术误差,并最大限度减少不必要的挖掘工作。为此,将脉冲式直流电压馈入故障屏蔽层,之后使用专用电压表 借助接地棒(用作测量电极)现场测量电压。时钟脉冲更容易检测信号,但也会消除电流效应或地面其他电压造成的干扰。 

此外,精确定位系统 protrac® 可以高精准地精确定位电缆和电缆护套故障。由于采用了最新技术,使用 protrac® 定位故障位置特别迅速和精准。创新的两级信号处理方案能够实现非常高的敏感度、精确度并最大程度的抑制背景噪声。

  

用 protrac® 进行精确定位时,跨步电压测量头 (SVP) 与操作单元 CU 和高压源结合使用,以定位电缆护套故障。

   

精确定位原理非常简单:电压表向电缆故障偏转,测量电压在接近故障时不断增加。即将到达故障位置时,电压猛然增加,并且将接地棒对称插在电缆故障两侧时,电压降至零。借此可定位电缆护套故障的准确位置。

HVDC 电缆范例分析

  

使用测量电桥定位电缆护套故障适用于各种电缆。甚至可测量数百公里长的电缆。挪威和荷兰之间的 450 kV NorNed HVDC 线路就是这种情况。 

 

在长达 580 km 的电缆线路上,采用 BAUR 仪器和 Murray 电桥测量法成功定位电缆护套故障!

  

在大约 Esbjerg 的高度测量出电缆护套故障。在长达 580 km 的海底电缆上相对精确地预定位故障,这简化并加速了电缆故障的精确定位。