Case Study: Kabelfelssökning på en 380V-kabel

Fallstudie: Kabel Fel Plats på en 380V-kabel

jag. Förberedelse innan test

II. Testprocess

Steg 1: Fastställa felformen

En 500V-megohmmeter användes för att testa kabelns trefasiga isolering. Den uppmätta isoleringen mot jord var: 50Ω för fas A, oändlig för fas B och oändlig för fas C. Detta indikerade ett jordfel med låg resistans på fas A. Fas A visade kontinuitet i multimeterns summeringsläge.

Steg 2: Förlokalisation av felet

1. I distributionsrummets ände användes pulsmoden för spänningsfall i lokaliseringsfordonet för att mäta kabeln mellan faserna B och C och därigenom fastställa en total längd på 107 meter, enligt figuren nedan.

2. Eftersom kabelskorstensystemet i distributionsrummets ände inte var jordat kunde vågmätoden inte användas mellan felkretsen och skorstenssystemet. Testning av felkretsen till jord lyckades inte heller producera en effektiv vågform. Därför används bryggmetoden för att direkt testa kabelfelavståndet. Med inställda olika strömvärden mätte bryggmetoden upp felavståndet till 6 eller 7 meter i närheten. Efter att ha bytt testände mättes felavståndet upp till 101 meter. Summan av felavstånden som uppmätts i båda ändarna stämmer överens med den fulla längden. Som visas i figuren nedan:

Steg 3: Kabelläkagare söker Sökvägen är känd och banans diagram visas i figur 4 nedan.

Steg 4: Exakt lokalisera felet

1. Eftersom felsläget, enligt bro-metoden, var 7 meter från testanslutningen, upptäcktes ett närfel. För att undvika störningar från utrustningens brus vid spänningspåläggning, kördes fordonet till terminallådan för påtryckning och felsökningsbestämning.

2. Vid terminallådan hade kunden delvis avlägsnat kabelns pansar och jordat pansaret. En 5 kV-pulsspark tillämpades mellan den felaktiga fasen och jord. Ett ljud från urladdning hördes och gnistor sågs i kabelgropen nära änden, som visas i figur 5 nedan. Efter att högspänningsspulsen stängts av lyftes kabeln, men ingen tydlig skada observerades. Urladdning från pansaret misstänktes. Efter att kabeln upphängts tillämpades påtryckning igen på denna plats, men ingen urladdning observerades.

3.Fortsätt att pressa fehlfasen för att lokalisera punkten. Inget urladdningsljud hörs vid felplatsen i kabelgropen nära källan. Kabeln kommer ner från utgångsskåpet i distributionsrummet och löper längs kabelgropen till väggen i distributionsrummet, varefter den går direkt nergrävd utanför distributionsrummet. Längden på denna kabelsträcka är cirka 6 eller 7 meter. Inget urladdningsljud hörs vid felplatsen på den direkt nergrävda positionen utanför väggen, endast ett svagt pansarurladdningsljud.

4. Fortsätter att lokalisera felpunkten hörde vi ett urladdningsljud vid en plats cirka 75 meter från teständen, åtföljt av markvibration. Denna plats visade tecken på tidigare reparationer och vid förfrågning fick vi veta att ett vattenrör tidigare hade lagts, som illustreras i figur 7 nedan. Dock skiljde sig denna plats väsentligt från det avstånd som mättes av broen. Vi misstänkte att efter att den felaktiga fasen var fast ansluten till pansartråden, ledas större delen av energin från impulsurladdningen genom ledarkärnan till pansaret, vilket orsakade urladdning till mark vid den skadade yttre manteln. Den verkliga felpunkten var fortfarande cirka 6 eller 7 meter närmare.

5. Eftersom ingen urladdningsljud kunde höras nära änden, planerade vi att lokalisera felet med hjälp av HC-10-systemets stegspänningsmetod för felsökning av yttre mantel. Den uppmätta signalen utanför distributionsrummets vägg pekade mot den avlägsna änden och var cirka 4 mV. Detta fortsatte fram till 75 meter, där ett tydligt urladdningsljud upptäcktes, med ett signalvärde på cirka 30 mV. (På grund av den betongbelagda ytan på denna plats var testet begränsat till en öppning parallellt med kabeln.) Utanför denna punkt ändrades signalkvoten, vilket indikerade att den uppmätta skadepunkten fortfarande låg där. Signalvärdenas förändring visas i figuren nedan. Resultatet överensstämde dock inte med det som erhölls med bryggetestet, och det uppmätta stegspänningsignalvärdet var relativt lågt. Vi misstänkte att felpunkten inte var skadad externt, vilket resulterade i signalläckage från skadepunkten på den yttre manteln snarare än från felpunkten.

6. I detta skede var kabeln i problem. Avståndet som mättes av brottsmätaren stämde inte överens med skadans plats, som bestämdes av urladdningsljudet och stegspänningsmätningarna. Kabeln var grävd i ett grunt lager under en jordväg två eller tre meter efter att den lämnat distributionsrummets vägg, medan urladdningsljudet hördes på en hårdgjord cementerad vägyta, där den var djupare. Därför planerade de att först gräva upp jordvägen. Efter upptäckten såg de inga tecken på skador på kabelns yttre yta. De misstänkte att den felaktiga fasen hade en fast förbindelse med kabelns pansar. Därför kopplade de från kabelns pansar vid cirka åtta eller nio meter. Sedan använde de en multimeter för att utföra en kontinuitetsprov mellan den felaktiga fasen och pansaret, som det visas i figuren nedan. Provresultaten visade att kabelkärnan i den felaktiga fasen var ledande till båda ändarna av pansaret, med en resistans på nästan 0 ohm mot teständen och cirka 29 ohm mot den andra änden. En ny trycksättning bekräftade att kabeln inte avladdade, och urladdningsljudet vid pansarets nära ände hade försvunnit.

7. I detta skede bedömdes det ursprungligen att kabeln kunde haft ett jordfel med flera punkter, vilket resulterade i felaktiga mätresultat från bryggan. Den hörbara urladdningsljudet vid cirka 75 meters håll var en av felpunkterna. Eftersom trycket applicerades i änden skedde urladdningen företrädesvis från den första felpunkten nära änden, och ljudet från pansarurladdningen försvann efter att pansaret kopplats bort vid den närmaste änden. Därför grävdes felpunkten vid 75 meter upp först och reparerades innan mätning. Efter upptäckten visade det sig att kabeln hade tydliga skadepunkter, som visas i figuren nedan.

8. Efter att den första felpunkten grävts upp, tillsammans med den felpunkt som kunden tidigare hittat, fanns det redan två felpunkter i den 107 meter långa kabeln. Kabeln hade legat i mindre än ett år, så vi planerade att byta ut kabeln direkt utan vidare sökning.

III. Test S sammanfattning

01 Lågspänningskablar är mottagliga för flera jordfel, vilket påverkar bryggmätresultaten avsevärt. I detta fall kan vagusmetoden eller stegspänningsmetoden användas för korsverifiering.

02 Vid användning av vagusmetoden för felsökning på lågspänningskablar ska inte kärnan testas mot jord. Anledningen är att vagussignalen från jorden är dåligt transmitterad, vilket resulterar i oföränderliga vågformer.

03 Vid användning av stegspänningsmetoden för felsökning på direkt nedgrävda förhårdnade beläggningar, på grund av beläggningens speciella egenskaper, är det möjligt att testa sprickorna i beläggningen parallellt med kabeln. Till slut kan felsläget fastställas utifrån kabelns installationsposition. För förhårdnade beläggningar kan även en stålnyckel sättas in genom sprickorna för att lokalisera felet.

04 Lågresistenta död-kontakt-fel genererar i allmänhet lite eller ingen urladdningsbuller. Dock har fordonet för kabelanläggningsdetektering som används i detta fall en större intern kondensator och mycket större urladdningsenergi än konventionella högspänningsgeneratorer, vilket resulterar i ett märkbart urladdningsbuller.

IV. Felorsaksanalys

Den upptäckta felpunkten var ett litet, nästan cirkulärt hål med bettmärken runt omkretsen. Det misstänktes att kabelisolationen skadats och punkterats av insekter och myror.

V. Drift- och underhållsförslag

1. Utför regelbundna inspektioner av direkt nedgrävda kablar för att snabbt identifiera och åtgärda potentiella säkerhetshazarder. Inspektionerna ska omfatta kabelns yttre, isolationsprestanda och kopplingsförhållanden.

2. När kablar läggs direkt i marken bör åtgärder vidtas för att förhindra jordkorrosion, skador orsakade av insekter och gnagare, grundvattensinträngning och mekaniska skador.