【正文】 精測定點(diǎn).......................................................... 22 聲測定點(diǎn)法 .................................................... 22 聽測方法 ...................................................... 23 感應(yīng)法 ........................................................ 24電力電纜絕緣試驗(yàn)與故障檢測方法研究 裸露電纜故障的特殊定點(diǎn)方法 ........................................ 25 局部過熱法 .................................................... 26.................................................... 2跨步電壓法................................................... 26 電力電纜外護(hù)層絕緣故障的測尋 ...................................... 27 測距............................................................ 27 定點(diǎn)............................................................ 28 低壓電力電纜故障探測 .............................................. 29 超高壓電力電纜故障的探測 .......................................... 297 電力電纜故障仿真 ..................................................... 32 電力系統(tǒng)仿真軟件介紹 .............................................. 32 電纜故障檢測波形算法仿真 .......................................... 33 短路性故障仿真 ................................................ 33 開路性故障仿真 ................................................ 34 首段及其附近故障點(diǎn)的仿真 ...................................... 36 電纜故障波形仿真 .................................................. 37 短路性故障疊加波形仿真 ........................................ 37 開路性故障疊加波形仿真 ........................................ 388 結(jié)論 ................................................................. 39參考文獻(xiàn) ............................................................... 40致謝................................................................... 41電力電纜絕緣試驗(yàn)與故障檢測方法研究1緒論 課題背景及目的隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快，工農(nóng)業(yè)以及人民生活的用電量日益增加，對電力的需求量越來越大，要求電網(wǎng)的安全運(yùn)行也越來越高。但是，電纜一旦發(fā)生故障，查找困難,延遲恢復(fù)供電，為了保證電纜運(yùn)行安全和快速診斷、修復(fù)故障，對電纜進(jìn)行故障診斷與監(jiān)測具有重要意義。3. “完成任務(wù)情況”一檔應(yīng)按學(xué)生是否按進(jìn)度保質(zhì)保量完成任務(wù)的情況填寫。2翻譯英文文獻(xiàn)、寫出開題報(bào)告。課題任務(wù)要求⑴ 分析電纜故障的原因、故障性質(zhì)和分類；⑵ 電纜故障檢測與故障測距方法；⑶ 提出有效的電纜絕緣在線檢測及診斷方法；⑷設(shè)計(jì)電力電纜在線檢測系統(tǒng)，對故障檢測波形分析算法進(jìn)行仿真。2. 此任務(wù)書最遲必須在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開始前一周下達(dá)給學(xué)生。789三、學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）階段任務(wù)情況檢查表注：1. 此表應(yīng)由指導(dǎo)教師認(rèn)真填寫。4.《畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)成績評定冊》一份。 power cableline distance, including the progress. Offline power cablefault location technology has matured, but the power cable line fault location technology isnot mature. Through this project the mon power cable fault location fault locationmethods and new technology analysis and parison of systems to achieve power cable faultlocation onlineKey words: Power cable。與架空線的區(qū)別是電力電纜可在各種環(huán)境下敷設(shè)，安全隱蔽、不受外界氣候變化的干擾；以及可以較少維護(hù)，經(jīng)久耐用（一般要求 40 年以上）。實(shí)際上國內(nèi)高壓交聯(lián)電纜的應(yīng)用還要超前于電纜的制造。2002 年電纜故障跳閘率為 次/百公里年，2003 年電纜故障跳閘率為 次/百公里年。所以，這就注定了電力電纜，以及其它各種電氣設(shè)備(包括變壓器、電機(jī)等)的在線檢測是今后絕緣老化診斷技術(shù)的發(fā)展方向。運(yùn)行時(shí)間特別久（30～40 年以上）的則稱為正常老化，而年份較短則為絕緣過早老化，其主要原因?yàn)椋海?） 電纜選型不當(dāng)，只是電纜長期在過電壓下工作。第 4 頁 共 41 頁電力電纜絕緣試驗(yàn)與故障檢測方法研究 過熱電纜過熱有很多的因素，近幾年的統(tǒng)計(jì)主要為以下原因：（1） 電纜長期過負(fù)荷工作。它們的質(zhì)量優(yōu)劣，直接影響著電纜線路的安全線路。高阻故障，指的是故障點(diǎn)的直流電阻大于該電纜的特性阻抗的故障。原則上接地電阻較低，能直接用低壓電橋進(jìn)行測量的故障，稱為低阻故障。試驗(yàn)時(shí)絕緣擊穿被擊穿，形成間隙性放電，當(dāng)所加電壓達(dá)到某一定值時(shí)發(fā)生擊穿，當(dāng)電壓降到某一值時(shí)，絕緣恢復(fù)而不發(fā)生擊穿。當(dāng)電纜敷設(shè)在電纜溝、隧道支架上時(shí)，其外護(hù)套的損傷點(diǎn)不在支點(diǎn)處且又未浸泡在水中或置于特別潮濕的環(huán)境中，則外護(hù)套的損傷很難通過測量絕緣電阻來發(fā)現(xiàn)，此時(shí)測量銅屏蔽層對鋼鎧甲的絕緣電阻則更為重要。誤差分析：直流試驗(yàn)沒有交流試驗(yàn)真實(shí)、嚴(yán)格，串聯(lián)介質(zhì)在交流試驗(yàn)中場強(qiáng)分布與其介電常數(shù)成反比，而施加直流時(shí)卻與其電導(dǎo)率成反比，因此在直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，一要第 7 頁 共 41 頁電力電纜絕緣試驗(yàn)與故障檢測方法研究適當(dāng)提高試驗(yàn)電壓，二要延長外施電壓的時(shí)間。一般可按每毫米絕緣厚度上的電壓為 1kV 來施加電壓。該電荷與電纜交流擊穿電壓有較好的相關(guān)性,從而可以判斷電纜裂化狀態(tài)。一般可以用絕緣材料的本征擊穿場強(qiáng)表示絕緣材料耐強(qiáng)電場的性能。一般情況下，化學(xué)反應(yīng)的速度隨著環(huán)境溫度的升高而加快。 絕緣老化主要表現(xiàn)樹枝化近十幾年的運(yùn)行和研究表明，聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯和一些其它聚合物的絕緣破壞主要先經(jīng)過樹枝老化過程。這種樹枝是不可恢復(fù)的，發(fā)展到一定程度，會(huì)在絕緣中形成一條導(dǎo)電通道，造成擊穿。當(dāng)內(nèi)半導(dǎo)電層是擠出結(jié)構(gòu)的情況下，此類水樹幾乎不會(huì)發(fā)生。由于“整流效應(yīng)”的作用，流過電纜接地線的交流電流便含有微弱的直流成分，檢測出這種直流成分即可進(jìn)行劣化診斷。絕緣電阻與許多因素有關(guān)，即使同一根電纜，也難以僅靠測量其絕緣電阻值來預(yù)測其壽命。因而，交流疊加法不失為在線檢測電纜的一個(gè)新方法。 粗測距離確定故障性質(zhì)后，接著才能選擇適當(dāng)?shù)臏y試方法測出故障點(diǎn)到測試端或末端的距離，這項(xiàng)工作稱為粗測距離。則 R2 可用（ L0 + L全長 ） R0 代替。低壓脈沖反射法：用于電纜的低阻、短路及斷路故障。缺點(diǎn)不用于測量高阻及泄露性和閃絡(luò)性故障 脈沖電壓法又稱閃測法，利用直流高壓或脈沖高壓信號擊穿電纜故障點(diǎn)，即發(fā)生閃絡(luò)放電，由放電電壓脈沖在觀察點(diǎn)與故障點(diǎn)之間往返一次的時(shí)間來測距，適用于高阻和閃絡(luò)故障。所以相比脈沖電壓法而言，該方法得到了更為廣泛的應(yīng)用。而且，故障過幾次直閃法后，故障電阻下降，不能再用該方法，所以前幾次的試非常重要。設(shè)備高壓電容器放電，使電纜故障點(diǎn)發(fā)生閃絡(luò)，故障點(diǎn)的電弧表現(xiàn)為阻值非常低的電阻。對于直接埋設(shè)在地下的電纜，需要找出電纜線路的實(shí)際走向，即為探測路徑。聲測法原理 如圖 所示圖 在圖 1 中．K—電源開關(guān)；T—調(diào)壓器(3kV)：T—試驗(yàn)變壓器(2～3kV)：R—限流電阻：D—硅堆(2DL75kV／1A)：C—儲能電容(2～8 u F)：G 一放電間隙：A—毫安表。在聽測過程中，要有人監(jiān)視試驗(yàn)設(shè)備的電壓和電流表，防止設(shè)備燒壞。如在某處聲音最大 ，那么這處無疑是電纜故障聲音。把探頭重新放在地上，能聽到的聲音就是故障點(diǎn)的放電聲。感應(yīng)法主要用來聽測電纜的埋設(shè)位置，并被廣泛應(yīng)用。由此可知，將磁棒垂直于地面，沿著電纜的路徑左右移動(dòng)時(shí)。(5)聽測時(shí)．應(yīng)重點(diǎn)注意電纜中間的接頭部位，因中間接頭最容易損壞。為了區(qū)別感應(yīng)放電和振動(dòng)放電，可將探頭放在手上(離開地面)進(jìn)行聽測。(2)還可以用醫(yī)生聽診器。(4)在調(diào)整好后，即可按每 3～4s 放電一次的規(guī)律。此種測試方法簡便．很少出現(xiàn)判斷錯(cuò)誤，因而被廣泛使用。第 21 頁 共 41 頁電力電纜絕緣試驗(yàn)與故障檢測方法研究 探測路徑或鑒別電纜故障電纜通過粗測得到的距離 Lx，然后以測試端為圓心，以 Lx 為半徑劃一個(gè)圓，圓周上的所有點(diǎn)都滿足故障點(diǎn)到測試端的距離為 Lx 的條件。 二次脈沖法二次脈沖法(SlM)是 20 世紀(jì) 90 年代發(fā)展的電纜故障預(yù)定位方法。直閃法波形簡單、容易理解，準(zhǔn)確度較高。與脈沖電壓法比較，脈沖電流法使用線性電流耦合器，與高壓回路無直接電氣連接，這樣對試驗(yàn)儀器和試驗(yàn)人員比較安全?？赏ㄟ^公式L XtL XLL障距離LXt。行波測距法，就是確定行波傳播速度后，通過測量行波的傳播間來確定故障位置。測試時(shí)仔細(xì)調(diào)節(jié) R2 值，使電橋平衡，CD 間點(diǎn)位為零。其方法的測量方式如下圖 。圖 交流疊加法檢測原理圖與直流疊加法相比，交流疊加法所需要的電源的幅值較小，通常疊加 5v 的交流電壓就可得到明顯的特征電流，這使得交流疊加法能更容易地檢測出電纜老化信號。誤差分析：由于直流疊加法是在交流高壓上再疊以低值的直流電壓，這樣在帶電情況下測得的絕緣電阻與停電后加直流高壓時(shí)的測試結(jié)果很相近。近些年來，針對含水樹 XLPE 電纜的特性（如整流效應(yīng)，極性效應(yīng)，諧波效應(yīng)，超低頻響應(yīng)等），XLPE電纜水樹在線檢測技術(shù)在理論上得到了發(fā)展，目前國內(nèi)外己采用的或較有前途的幾種在線檢測法主要有:直流分量法、直流疊加法、交流疊加法、差頻法等在線檢測方法。 水樹枝水樹枝是指水分侵入電纜后，在電場作用下從電場不均勻處和電應(yīng)力集中處開始形成的樹枝狀現(xiàn)象，按其產(chǎn)生的起點(diǎn)可將水樹分為三種情況：（1） 內(nèi)導(dǎo)水樹：這是以電纜中半導(dǎo)電層處作為起點(diǎn)的水樹。電樹枝的放電多數(shù)從材料的非連續(xù)界面（氣隙、雜質(zhì)仙百、內(nèi)外半導(dǎo)體屏蔽界面等）上開始的，也有從水樹枝上導(dǎo)發(fā)的。 環(huán)境老化環(huán)境老化是指在水分、氧氣、陽光輻射、化學(xué)塵埃等自然環(huán)境條件下和在高海拔地理?xiàng)l件下導(dǎo)致的絕緣系統(tǒng)表面老化，特別是當(dāng)有機(jī)高聚物表面沉淀污穢后，在水和強(qiáng)電場的作用下將產(chǎn)生強(qiáng)烈的污穢放電，導(dǎo)致絕緣表面產(chǎn)生破壞。隨著