Auswahl und Anwendung von Technologien zur Fehlererkennung von Stromkabeln unter mehreren Betriebsbedingungen - Teil I

Zielgruppe: Technische Ingenieure, Ausrüstungsauswahlpersonal und Fachleute, die Methodenprinzipien und Normenbasis verstehen müssen.

Die Kabelfehlerprüfung umfasst drei Stufen von Normen: Normen für die Herstellung von Geräten, Spezifikationen für den Betrieb vor Ort und Annahmeprüfungsnormen, die ein vollständiges Standardsystem bilden.

Gebrauchstipp: Die Normen werden kontinuierlich aktualisiert. Bitte beachten Sie die aktuelle gültige Version, die auf der offiziellen Website der Chinesischen Normungsbehörde veröffentlicht wurde.

Zeit-Domain-Reflectometrie (TDR). Ein niedrigspannender schmaler Impuls wird in das Kabel injiziert. Der Impuls propagiert sich entlang des Kabels und reflektiert an Positionen mit Impedanzmutation.Das Gerät berechnet die Fehlerdistanz, indem es die Zeitdifferenz misst.

Fehlerentfernung:S=V×Δt÷2

• V: Geschwindigkeit der Wellenverbreitung im Kabel (m/μs), je nach Kabelschutzmaterial
• Δt:ime Unterschied zwischen übertragenem und reflektiertem Impuls (μs)
• Geteilt durch 2: Der Puls fährt eine Hin- und Rückfahrt, und die gemessene Zeit ist die Hin- und Rückfahrtdauer

• Ausgangspunkt: Schnittpunkt der aufsteigenden Kante des übertragenen Impulses und der Ausgangslinie
• Endpunkt (offener Schaltkreis): Schnittpunkt des aufsteigenden Randes des reflektierten Impulses und der Ausgangslinie
• Endpunkt (Kurzschluss): Schnittpunkt der anfänglichen Aufstiegskante des reflektierten Impulses mit der Ausgangslinie

Entfernung pro Probenahmepunkt:S=V÷(2×f)

• PILC-Kabel:÷(2 * 25) = 3,2 m/Punkt
• XLPE Kabel: (170÷(2 * 25) = 3,4) m/Punkt

✅ Offener Stromkreis / kaputte Kabelfehler

✅ Kurzschluss mit geringem Widerstand ((R ≤ 100) Ω)

✅ Messen Sie die Gesamtlänge des Kabels (für die Kalibrierung der Wellengeschwindigkeit)

✅ Finden Sie Kabelverbindungen, T-Verbindungen und Zweigstellen

• Einfacher Betrieb und geringe Lernkosten
• Keine Hochspannungsausrüstung erforderlich, hohe Sicherheit
• Hohe Genauigkeit und klare, intuitive Wellenformen
• mit einer Breite von mehr als 50 mm, jedoch nicht mehr als 150 mm

• Nur für Niedrigwiderstandsfehler (R ≤ 100 Ω)
• Bei Hochwiderstandsfehlern nähert sich der Reflektionskoeffizient Null und die reflektierte Wellenform kann nicht ermittelt werden.
• Nicht in der Lage, hochresistente Leckagefehler direkt zu erkennen, die etwa 80% aller Kabelfehler ausmachen

Hochwiderstandsfehler halten eine hohe Impedanz unter niedriger Spannung aufrecht, so dass Niederspannungspulse keine effektive Reflexion erzeugen können.Die Impulspflash-Methode wendet einen Hochspannungsimpuls an, um den Fehlerpunkt in einen sofortigen elektrischen Bogen (Kurzschlusszustand) zu zerlegen.In diesem Moment wird die Reisewelle des Impulskorrents gesammelt, um eine klare reflektierte Wellenform zu erhalten, die dem Kurzschluss mit niedrigem Widerstand ähnelt.

220 V-Leitung → Spannungsregler → Hochspannungstransformator → Energiespeicherkondensator → Entladungssperre → Fehlerkabel

Aktueller Probenahmer → Testhost (Wellenformerfassung)

Wichtige Wellenformmerkmale: Übertragener Impuls, reflektierter Impuls und negativer Umkehrimpuls.

• Ausgangspunkt: Schnittpunkt der aufsteigenden Kante des übertragenen Impulses und der Ausgangslinie
• Endpunkt: Schnittpunkt der fallenden vorderen Kante des negativen Umkehrimpulses und der Ausgangslinie (angepasst auf die steigende Kante, wenn kein negativer Umkehrimpulse vorhanden ist)

Bei einzelnen Hochwiderstandsfehlern geht die Impulsspannung durch den Fehlerpunkt zum Kabelterminal und der Flashover wird nach Spannungsüberlagerung während der Rückfahrt ausgelöst.Die Wellenform zeigt eine zweiseitige Struktur.

Leseregel: Nehmen Sie die Entfernung des zweiten Abschnitts als tatsächliche Fehlerentfernung.

✅ Hochwiderstands-Leckagefehler ((R > 100) Ω)

✅ Hochwiderstandsfehler

✅ Nasse Gelenkfehler

✅ Störungen, die während des Betriebs zu Stößen führen und bei Niederspannungstests nicht offensichtliche Symptome aufweisen

• Anwendbar bei etwa 80% der hohen Widerstands-Leckage-Fehler mit starker Vielseitigkeit vor Ort
• Keine Notwendigkeit für eine genaue Einstufung der Fehlerarten, hohe Fehlerverträglichkeit

• Hochspannungsausrüstung mit strengen Sicherheitsanforderungen
• Die Amplitude des negativen Umkehrimpulses variiert mit den Fehler-Eigenschaften, und Wellenform Interpretation erfordert Erfahrung
• Niedrigere Genauigkeit bei Niedrigwiderstandsfehlern als bei Niederspannungspulsmethode (Entladungsverzögerung führt zu einem größeren Fehlerbereich)
• Komplexe Verkabelung und zahlreiche Betriebsschritte

Eine Kombination aus Niederspannungspulsmethode (hohe Genauigkeit, jedoch für Hochwiderstandsfehler ungültig) und Impulse-Blitz-Methode (anwendbar für Hochwiderstandsfehler, aber für komplexe Wellenformen):

1. Übertragen von Niederspannungspulsen und Erfassung der Referenzwellenform (keine Reflexion am Hochwiderstandsfehlerpunkt)
2. Hochspannungsimpulse anwenden, um den Fehlerpunkt zu brechen und einen elektrischen Bogen zu bilden
3. Der Fehlerpunkt entspricht einem niedrigen Widerstandspunkt und erzeugt eine klare Kurzschlussreflexion.
4. Vergleichen Sie die beiden Wellenformen; die Unterschiedsposition ist der Fehlerpunkt

Diese Methode verwendet klare Wellenformen von Niederspannungspulsen zur Positionierung von Hochwiderstandsfehlern.

✅ Hochwiderstands-Leckagefehler (höhere Genauigkeit als Impulse-Flash-Methode)

✅ Betreiber mit unzureichender Erfahrung (einfache Interpretation der Wellenform)

✅ Szenarien, die zuverlässige Ergebnisse erfordern

Anmerkung: Dies ist einPositionierungsmethodeEs wird für eine präzise Bodenposition nach grobem Abstand verwendet.

Die Ausladung am Fehlerpunkt erzeugt zwei Signale:

1. Akustisches Signal: Entladungsenergie wird in mechanische Vibrationen umgewandelt und durch Boden oder Beton auf den Boden übertragen.
2. Elektromagnetisches Signal: Entladungstrom erzeugt magnetische Impulse und strahlt an die Erde

Wenn der Sensor sich direkt über dem Fehlerpunkt befindet, ist der Differenzweg zwischen dem akustischen und dem elektromagnetischen Signal am kleinsten.Und der Zeitunterschied nähert sich Null..

Positionsregelung: Bewegen Sie den Sensor, um die Position mit der geringsten Zeitdifferenz (nahe 0) zu finden.

• Bewegen Sie den Sensor langsam in der Nähe der grobe Reichweite entlang des bestätigten Kabelpfad
• Beurteilen Sie nicht nur nach der Höchstschallmenge; Schall kann durch Rohrleitungen, Leitungsdeckel und Verbindungsstrukturen reflektiert werden, um falsche Höchstwerte zu bilden
• Versuche zwei bis drei Mal in derselben Position wiederholen, um einen stabilen Zeitunterschied zu bestätigen.
• Überprüfen Sie mit Kabelweg und ungefähre Entfernung

Die Schleife der Einzelkern-Hochspannungskabelverschmutzung besteht aus Metallverschmutzung, Fehlerpunkt und Erde.So haben herkömmliche Impulsmethoden einen extrem begrenzten effektiven Reichweite und können keine effektive Positionierung zu realisieren.

Auf der Grundlage des Wheatstone-Brückenprinzips berechnen Sie den Fehlerabstand, indem Sie das Widerstandsverhältnis zwischen der fehlerhaften Phase und der gesunden Phase (oder Hilfsdraht) messen.Diese Methode beruht nicht auf der Pulsreflexion und ist immun gegen Erddämpfung.

Es wird ein Gleichspannungssignal oder ein pulsierendes Signal zwischen Umhüllung und Erdung aufgetragen und die Potenzialdifferenz (Schrittspannung) zwischen zwei benachbarten Punkten am Boden gemessen.Abnormale Veränderung der Stufenspannung in der Nähe der beschädigten Hülle zeigt die Richtung und Position des Fehlerpunkts.

DL/T 2530.2-2024Allgemeine technische Bedingungen für Prüfgeräte für Stromkabel Teil 2: Fehlerlockerung der Kabelhülle, neu im Jahr 2024 herausgegeben, spezifiziert technische Anforderungen, Prüfverfahren und Prüfregeln für Messgeräte, die die Stufenspannungsmethode und die pulsierende rechteckige Wellenstrommethode anwenden.

Schalenschäden sind in der Regel geschlossene Schäden mit extrem schwachem Entladungsgeräusch, so dass die akustisch-magnetische synchrone Methode eine schlechte Wirkung hat.und eine hohe Betriebserfahrung erforderlich ist.

Anmerkungen: Alle genannten Normen sind zum Zeitpunkt der Erstellung gültige Versionen.Bei Hochspannungsprüfungen DL/T 474-2018 und die einschlägigen Sicherheitsvorschriften strikt einhalten.