电力电缆性能不带电检测方法

随着城市建设的发展,电力电缆在城网供电中所占的份量也越来越重,在一些城市的市区逐步取代架空输电线路;同时随着电缆数量的增多及运行时间的延长,电缆的故障也越来越频繁。由于电缆线路的隐蔽性、个别运行单位的运行资料不完善以及测试设备的局限性等原因,使电缆故障的查找非常困难[1]。电力电缆故障按性质可分为串联（断线）故障及并联（短路）故障两种,后者按绝缘外是否有金属护套或屏蔽可分为主绝缘故障（外有金属屏蔽）,外皮（外护套）故障（无金属屏蔽）的故障。主绝缘故障根据测试方法不同,按故障点的绝缘电阻Rf大小可分为①金属性短路（低阻）故障,其中Rf不同仪器及方法选择各不同,一般Rf<10Z0（Z0为电缆波阻抗）;②高阻故障;③间歇（闪络）故障三种。三者之间没有**的界限,主要由现场试验方法区分,与设备的容量及内阻有关。近十年来我国城市电网大量采用XLPE电力电缆,根据电缆的故障,国内外有各种不同的测试方法。  
1.1电桥法及低压脉冲反射法  
20世纪70年代前,世界上广泛使用电桥法及低压脉冲反射法进行电力电缆故障测试,两者对低阻故障很准确,但对高阻故障不适用,故常常结合燃烧降阻（烧穿）法,即加大电流将故障处烧穿使其绝缘电阻降低以达到可以使用电桥法或低压脉冲法测量的目的。烧穿方法对电缆主绝缘有**影响,现已很少使用。  
1.2高压直流闪测法和冲击闪测法  
分别测试间歇故障及高阻故障,两者都均可分为电流闪测法和电压闪测法,取样参数不同,各有优缺点。电压取样法可测率高,波形清晰易判,盲区比电流法少一倍,但接线复杂,分压过大时对人及仪器有危险。电流取样法正好相反,接线简单,但波形干扰大,不易判别盲区大。两种方法目前是国产高阻故障测试仪的主流方法,主要有西安四方、山东科汇、武汉高压所等产品。高压电流、电压闪测法基本上解决了电缆高阻故障问题,在我国电力部门应用十分广泛,且应用十分丰富经验,但仪器有盲区,且波形有时不够明显,靠人为判断,有时未能成功,仪器的精度及误差相对较大。  
1.3二次脉冲法  
这是二十世纪90年代出现的测试技术,因为低压脉冲准确易用,结合高压发生器发射冲击闪络技术,在故障点起弧的瞬间通过内部装置触发发射一低压脉冲,此脉冲在故障点闪络处（电弧的电阻值很低）发生短路反射,并将波形记忆在仪器中,电弧熄灭后,重新发一正常的低压测量脉冲到电缆中,此低压脉冲在故障处（高阻）没有击穿产生通路,直接到达电缆末端,并在电缆末端发生开路反射,将两次低压脉冲波形进行对比,非常容易判断故障点（击穿点）位置。仪器可自动匹配,自动判断计算出故障点距离。二次脉冲法的出现,使得电缆高阻故障测试变得十分简单,成为*先进的测试方法。  
对于二次脉冲法,无论是奥地利的Baur公司,还是德国Seba公司的产品原理是一样的,只是在实现上有差异:前者强调起弧与触发脉冲配合,由内部通信装置对冲击电流进行阻尼,同时也增加了冲击电流的冲击宽度来实现;而后者则采用专门稳弧仪,强调延长电弧时间,保证低压脉冲在起弧期间到达。这种方法与国内生产高压电流或电压法测试仪相比具有以下优点:  
①一体化设计,结构紧凑（compact）,只要接入电源,接好地线,连接被测电缆即可进行各种测试方法的操作,接线简单,切换容易,**可靠。  
②自动化程度高,实现自动匹配、自动保护、自动判断、自动计算,并可以进行打印或将图形存入软盘,在计算机进行数据分析。③无盲区问题:考虑到仪器本身的馈线以及外接的高压电缆引线长度,因此进行仪器调试时,引入“tm”测试,首先测试每种方法中的脉冲波经过仪器到达引线末端所经历的时间“tm”值,并输入记忆的系统中;测试电缆时,仪器会自动将原点（起点）定在该方法的“tm”时刻处,因“tm”为定值与波速度选择无关,无论波速度选多少,同一种方法中脉冲在仪器本身及引线所经历的时间“tm”是不变的;所测波形中tm时刻点即为所测电缆的始端,因此测量时没有盲区的概念。④精度高:采用Baur公司IRG300回波仪采样频率已达200MHz,以波速为=160m/μs计算,**度可达0.4m。由于这套仪器的自动化程度高、**,操作简单,克服了电流、电压冲击法的不足,有效解决了高阻故障测试的困难,只要波速度选择正确,测量结果非常准确。