Case Study: Locatiebepaling van een kabelbreuk op een 380V-kabel

Gevalstudie: Kabel Fout Locatie op een 380V kabel

ik. Voorbereiding van Voorafgaande Test

II. Testprocedure

Stap 1: Bepalen van de aard van de storing

Er werd een 500V-megohmmeter gebruikt om de driefasen-isolatie van het kabel te testen. De gemeten isolatie naar aarde was: 50Ω voor fase A, oneindig voor fase B en oneindig voor fase C. Dit duidde op een kortsluiting met lage weerstand op fase A. Fase A gaf continuïteit aan op de multimeter in de zoemmodus.

Stap 2: Voorlopig lokaliseren van de storing

1. Aan het einde van de verdeelkamer, in de laagspanningspulsmodus van de storingzoeker gebruikt, werd de kabel tussen fase B en C gemeten om een totale lengte van 107 meter vast te stellen, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.

2. Omdat de kabelmantel aan de distributiekamerzijde niet geaard was, kon de lopende golfmethode niet worden gebruikt tussen de foutfase en de mantel. Het testen van de foutfase naar aarde leverde evenmin een effectief golfvormresultaat op. Daarom wordt de brugmethode gebruikt om de kabelstoring direct op afstand te testen. Bij instelling van verschillende stroomwaarden mat de brugmethode een foutafstand van 6 of 7 meter aan het nabije einde. Na het wisselen van de testzijde, werd de foutafstand gemeten op 101 meter. De som van de foutafstanden aan beide uiteinden komt overeen met de volledige lengte. Zoals weergegeven in de onderstaande figuur:

Stap 3: Kabellocatiesearch Het pad is bekend en het paddiagram is weergegeven in Figuur 4 hieronder.

Stap 4: Precies de storing lokaliseren

1. Aangezien de foutlocatie, bepaald met de brugmethode, 7 meter van het testkabeluiteinde lag, werd een fout in de nabijheid gedetecteerd. Om interferentie te voorkomen van het meetapparatuur geluid tijdens de spanningstoepassing, werd het voertuig naar het eindverdeelkastje gereden voor het opbouwen van druk en foutbepaling.

2. Bij het eindverdeelkastje had de klant gedeeltelijk de kabelmantel verwijderd en de mantel geaard. Er werd een 5 kV pulsontlading aangebracht tussen de foutieve fase en aarde. Er was een ontladingsgeluid te horen en vonken te zien in de kabelspleet aan de nabijgelegen kant, zoals hieronder in figuur 5 wordt weergegeven. Na het uitschakelen van de hoogspanningspuls werd de kabel opgeheven, maar er was geen duidelijke beschadiging waarneembaar. Er werd vermoed van ontlading vanaf de mantel. Nadat de kabel was opgehangen, werd opnieuw spanning aangebracht op deze locatie, maar er was geen ontlading waarneembaar.

3. Ga door met het opbouwen van druk op de defecte fase om het punt te lokaliseren. Er is geen ontlaadkreet hoorbaar op het defectpunt in de kabelgoten aan de nabijgelegen zijde. De kabel komt omlaag vanuit de uitgangskast van de distributiekamer en loopt via de kabelgoot naar de muur van de distributiekamer, waarna deze direct wordt begraven buiten de distributiekamer. De lengte van dit kabelgedeelte is ongeveer 6 of 7 meter. Er is geen ontlaadkreet hoorbaar op het defectpunt op de positie waar de kabel direct is begraven buiten de muur; alleen een lichte ontlaadkreet van de mantel is waarneembaar.

4. Bij het voortzetten van de foutopsporing hoorden we een ontlaadklik op een locatie ongeveer 75 meter vanaf het testeinde, vergezeld door trillingen in de grond. Deze locatie vertoonde tekenen van eerdere reparaties, en na navraag bleek dat er eerder een waterleiding was aangelegd, zoals te zien is in onderstaande Figuur 7. Deze locatie verschilde echter aanzienlijk van de afstand die was gemeten met de brug. Wij vermoedden dat, nadat de defecte fase goed was verbonden met de armoring, het grootste deel van de energie van de impulsontlading via de draadkern naar de armoring werd geleid, waardoor een ontlading naar de grond plaatsvond bij de beschadigde buitenmantel. Het werkelijke foutpunt bevond zich nog ongeveer 6 of 7 meter dichterbij.

5. Aangezien geen ontladingsgeluid hoorbaar was in de buurt van het einde, hebben we gepland om de fout op te sporen met behulp van de stepspanningsmethode van het HC-10 buitenmantel foutlocatiesysteem. Het signaal dat buiten de muur van de schakelkamer werd gemeten, wees naar het verre einde en bedroeg ongeveer 4 mV. Dit bleef zo tot 75 meter, waar een duidelijk ontladingsgeluid werd gedetecteerd, met een signaalwaarde van ongeveer 30 mV. (Vanwege het betonnen wegdek op deze locatie, was de test beperkt tot een opening parallel aan de kabel.) Buiten dit punt veranderde de signaalrichting, wat aangaf dat het gemeten beschadigde punt zich nog steeds daar bevond. De signaalveranderingen zijn weergegeven in de onderstaande figuur. De resultaten kwamen echter niet overeen met die verkregen met de brugtest, en de gemeten stepspanningssignaalwaarde was relatief laag. We vermoedden dat het foutpunt niet extern beschadigd was, waardoor signaalverlies optrad vanaf het beschadigde punt op de buitenmantel in plaats van van het foutpunt zelf.

6.Op dit punt zat het kabelprobleem erger dan gedacht. De afstand, gemeten met de brug, kwam niet overeen met de locatie van het beschadigde punt, zoals bepaald door het ontladingsgeluid en stepspanningsmetingen. De kabel lag vlak onder een zandweg, een of twee meter na het verlaten van de muur van de distributieruimte, terwijl het ontladingsgeluid werd gehoord op een verharde cementen wegdek, dieper gelegen. Daarom besloten zij eerst de zandweg te gaan opgraven. Na de opgraving was er geen schade of beschadiging zichtbaar op het buitenste oppervlak van de kabel. Zij vermoedden dat de defecte fase een vaste verbinding had met de pantserlaag van de kabel. Daarom ontkoppelden zij de kabelpantsering op ongeveer acht of negen meter afstand. Vervolgens voerden zij met behulp van een multimeter een continuïteitsmeting uit tussen de defecte fase en de pantserlaag, zoals aangegeven in de onderstaande afbeelding. De meetresultaten toonden aan dat de kabelkern van de defecte fase geleidend was met beide uiteinden van de pantserlaag, waarbij een weerstand van bijna 0 ohm werd gemeten naar het testuiteinde en ongeveer 29 ohm naar het andere uiteinde. Opnieuw onder spanning brengen bevestigde dat de kabel niet ontladend was, en het ontladingsgeluid aan het pantser aan de dichtstbijzijnde zijde was verdwenen.

7.Op dit punt werd in eerste instantie vastgesteld dat de kabel mogelijk een aardfout op meerdere punten had, wat leidde tot onnauwkeurige meetresultaten met de brugmethode. Het ontladingsgeluid dat op ongeveer 75 meter werd gehoord, was één van de foutpunten. Aangezien de druk aan het uiteinde werd opgebracht, vond de ontlading prioritaire plaats vanaf het eerste foutpunt dichtbij het uiteinde, en het ontladingsgeluid van de armoring verdween nadat de armoring aan het dichtstbijzijnde einde was losgekoppeld. Daarom werd het foutpunt op 75 meter eerst opgegraven en gerepareerd alvorens opnieuw te testen. Na het opgraven bleek dat de kabel duidelijke beschadigingen had, zoals in de onderstaande afbeelding wordt weergegeven.

8. Nadat het eerste foutpunt was opgegraven, samen met het eerder door de klant gevonden foutpunt, waren er al twee foutpunten in de 107 meter lange kabel. De kabel was minder dan een jaar geleden gelegd, dus besloten wij de kabel direct te vervangen zonder verder onderzoek.

III. Test S amenvatting

01 Laagspanningskabels zijn gevoelig voor meervoudige aardfouten, wat de brugmeting aanzienlijk beïnvloedt. In dit geval kunnen de reisgolfmethode of de stapspanningsmethode worden gebruikt voor cross-verificatie.

02 Bij het gebruik van de reisgolfmethode voor foutlocatie op laagspanningskabels, moet de kern niet tegen aarde worden getest. Dit komt doordat het reisgolfsignaal van de aarde slecht wordt doorgegeven, waardoor de golfvormen niet detecteerbaar zijn.

03 Bij gebruik van de stapspanningsmethode voor foutlocatie op direct in de grond gelegde verharde wegen, is het vanwege de speciale eigenschappen van het wegdek mogelijk om barsten in het wegdek parallel aan de kabel te testen. Uiteindelijk kan de foutlocatie worden bepaald aan de hand van de kabelinstallatiepositie. Voor verhard wegdek kan ook een stalen kaptang via de barsten worden ingebracht om de fout te lokaliseren.

04 Fouten met lage-impedantie zonder spanning leveren over het algemeen weinig of geen ontluchtgeluid. De kabeldetectieauto die in dit geval werd gebruikt, heeft echter een grotere interne condensator en veel grotere ontladingsenergie dan conventionele hoogspanningsgeneratoren, wat leidt tot hoorbare ontlading.

IV. Analyse van de oorzaak van de fout

Het opgegraven foutpunt was een klein, bijna rond gat met beetmerken eromheen. Het vermoeden was dat de kabelisolatie beschadigd en door insecten en mieren was doorboord.

V. Bedrijfs- en onderhoudsaanbevelingen

1. Voer regelmatig inspecties uit aan direct in de grond gelegde kabels om potentiële veiligheidsrisico's tijdig te detecteren en aan te pakken. Inspecties moeten de uiterlijke toestand van de kabel, de isolatieprestaties en de toestand van de verbindingen omvatten.

2. Bij het aanleggen van direct in de grond gelegde kabels, maatregelen nemen om corrosie door de grond, schade door insecten en knaagdieren, infiltratie van grondwater en mechanische schade te voorkomen.