电缆测试高压闪络波形分析
电缆故障测试方法与波形分析
关 键 词 电缆故障 低 阻故障 开路 故障
高阻泄漏故 障 冲击 高压 闪络 法 直流 高压 闪络 法 低 压脉 冲测量法
０引言
电力 事 故 多 是 由于 故 障 点 的 绝 缘损 坏 引起 的 。 实 践 证 明 ， 多 数 供 电 事 故 都 发 生 在 电 力 的 分 配 网 络 发 生 故 障最 多 、 最难 排 查 的 又属 于 电 力 电缆 。 因此 ， 科 学 掌 握 电 缆 故 障 的 测 试 方 法 对 供 用 电 企 业 来说 是 很 重 要 的 。
电缆 为 ｖ ７ ｍ／ ｓ ＝１ ２ ／ 。 ａ
图 ２ 直流 高 压 闪络 法接 线 图
工 作 原 理 ： 按 图 ２ 接 线 后 ， 升 高 电 压 ， 通 常 是
２ 不 同故 障 电缆 仪 测 试波 形 分 析
２ １低压脉冲测量 法 ．
适 用于 低 阻 、 接地 故 障 及短 路 故 障 的寻 测 。
个 周 期 为 ，仍 可 利 用 ＝ ／ １２
查 得 故 障点 距 离 。
但 利 用这 种方 法 须知 电 波在 不 同材 质 的电缆 中 的 传 播 速 度 ， 通 过 大 量 的 实 验 确 定 ， 油 沁 纸 介 质 电 力 电 缆 的 电 波 传 输 速 度 ｖ ０ ／ ， 胶 联 乙 烯 电 力 ＝１ ｍ／ ｓ ６ ａ
电 缆 相 间 或 相 对 地 绝 缘 电 阻 在 几 百 欧 姆 以 内 可 认 为 是 低 阻 故 障 。 终 始 端 头 故 障 的 绝 缘 电 阻 小 于 电 缆 的特 性 阻 抗 （ 大 于 ５ ｆ ）才 认 为 是 低 阻 故 障 ， 接 不 Ｏ２
线 如 图 １ 。
１ 电缆 的故 障 类 型 与故 障 测试 方 法
耐压试验中击穿和闪络现象之分析
耐压试验中击穿和闪络现象之分析试验,作出定性分析,得出明确的概念.一,击穿和闪络原理电器产品人可触及的导体是用绝缘材料和空气间隙与带电体隔开的.绝缘材料的绝缘性能和空气间隙状况直接涉及人身防触电的安全问题.通过耐压试验对此进行检验考核,如发生击穿或闪络现象,就认为这项安全性能不合格.因此,如何理解击穿和闪络现象十分必要.1.击穿原理材料的导电性能是由它的原子蛄构所决定的.绝缘材料原子的外层电子受原子核的束缚力很大,很不容易挣脱出来,形成自由电子的机会非常4,.对介于两导体之间的绝缘介质施加电压,当电压不断增加时,开始电流极微且不会有多大的变化,但是电压增加到一定的大小之后,电流突然增失,出现击穿现象.这是由于外加电场强制地把外层电子拉出,彤成自由电子,导致电流剧增.换句话说,鲍缘材料并不是绝对不导电,当外加电压足够高时,腥样有很大的电流流经绝缘体,这就所谓的击穿.其伏安特性曲线如图1所示.2.闪络原理具有一定空气间隙的两个带电导体会形成空问电场,该场强的大小与闻隙大小和电场强弱有关.当两导体问空气间隙(电气问隙)足够小和电为了弄清产生击穿的外界因素,设想做一些比较试验.(一)不同材料的击穿特性比较试验该项试验以相同的爬电距离为前提,试验原理如图2.毋2击穿试验席理田(1)木质材料诚骚蛄果,如表1.裹1甘验直w『0l0,5lIl0l5j2,02,5l3.03.5….…olo092『0.1620.264l0,粥I_B】2j击穿/Ⅲ1要…o-嘲0.枸ll_lm2.013l击穿/数据在5秽种内读得.(2)橡皮材料试验蛄果如表2(二)相同材料电气间隙,-k.4,比较试验用相同犀度的橡皮作为鲍缘介质,试验原理如图3和图4,图4是将图3所示的电气问隙缩徽锏晾—卜墨里墨I.星生墅黑.IL—一kv争—_-一L————kV————_J 图5图6爬电距离太小比较试验原理图试验结果:图5在4kv时,击穿;而图6在4kV时,不击穿.(四)相同材料介质,两侧导体形位关系不同的比较试验I.两导体面——面相对如图7所示;2.两导体点——面相对如图8所示.芒…体圉7图8形位关系不同比较试验原理图试验结果如表4.裹4高压试验值w00.510l1.5l2.0253.035l圈700.0260ol0o92lo1830.3霓击穿,I圈8000000.01~l0.011100210.04l006ZD.145 三,试验结果的推断任何试验都在特定条件下进行,而实际情况却有千差万别.不过,我们可以用实验所得结果进行普遍J『生推断.实验所得的几种定量特性进行定性分析.如图9所示:l2108642图9绝馨特性分析原理图①特性曲线,可描述前面表2情况.在击穿之前泄漏电流极其微小,基本上是零.不论高压试验台整定电流继电器设定的动作电流为多少,只要动作就能表明击穿.也就是说,在耐压试验中.要使材料产生击穿现象,与所设定的整定电流无关.象选种情况,不管设在那档整定电流值,只要整定电流继电器动作,便可认为击穿.②特性在击穿之前,泄漏电流也很小,如果将I下转第36页)(上海计量测试)2/1998—31—捌与革新(3)测量杠杆上的调节螺丝尖头磨损严重.应更换新的调节螺丝(4)金钢石压头损坏.更换压头.(5)主轴与工作面同轴度差.调升降丝杆的位置.(6)指示器有故障.修理指示器7.c标尺中的高值舍格,中低值不合格(1)压头锥角表面光洁度差.修整或更换压头.(2)剥试扛杆比不合适.重调杠杆比.(三)试件支承机构不正常1.丝杆不能自由下降.(1)丝杆有损伤.修理丝杆.(2)丝杆与丝母间有杂物或镑蚀.应清洗杂物并除锈上油.(3)丝杆变形.校正丝杆.2工作面不率固(1)工作面辆部与丝杆上端配合间隙过大.更换舍适的工作面.3.转动工作面手柄,丝杆有转动现象.(1)键配合间隙过大更换合适的键.(2)固定在丝杆套内的平键松动,拧紧键的固紧螺钉.‘‘‘‘,■’’,’,,,’’,,,,’,’,’,’,…’,,,,’…,■●’■’’,’,●,,,,’,…,’■,,,’,’,…,,,,,,,,’,,,’●,,【上瑶第32页Jda(ms_眦)丽1丽11:上_(一ff2dL)COSCtODsdL’-‘量仪”的总不确定度占0的数值相接近,因此,严格执行JJG300—82检定规程,进行正常的检定工作精度是完全有保证的.而经该装置检定合格的小角度检定仪,完全可以执行JJG202—90自准直仪检定规程与JJGT12—90电子抽平仪检定规程,开展对高精度自准直仪,电子水平仪等工作计量器具的示值误差等项检定工作.l上摄第31页J整定电流值谩定为2rnA,继电器正好在击穿点动作;可是,③特性却在击穿以前,整定电流继电器就动作了,这样就不能认为继电器动作就是击穿.③,④特性,它们在击穿之前,泄漏电流增长率相同,可是,④特性的击穿点比③特性的击穿点要高.就此而言,④特性的鲍豫材料优于③特性的绝缘材料.就泄漏电流大d,而论,①特性泄漏电流为最小,可是击穿点比其它三种情况都要低. 因此,没有必要将泄漏电流的大d,来作为击穿的判定条件.④特性在击穿之前,应有相当大的泄漏电流,如果耐压试验台的变压器输出容量不足以输出击穿前的那么大的电流,就意味着不足以导致击穿现象,而产生误判断.为此,试验标准对高压变压器的输出容量有规定.另外,从表1和表3中可知,多’殳做耐压试验会降低材料的绝缘性能.所以,在某些产品标准中规定,傲第=次耐压试验时,高压值为第一次的80%综前所述,击穿现象表现为泄漏电流突然上升,会导致高压变压器输出电压跌落.闪络现象表现为强烈的闪光,井导致泄漏电流剧增,同样导致高压跌落.产生击穿现象的因素有,试验时的高压值,试验时间和次数,绝缘材料性质,爬电距离,电气间隙及两导体间形住关系等.试验中绝缘材料在击穿之前,可能有较大的泄漏电流,必须将整定电流值设定在击穿前泄漏电流值以上,只有这样,整定电流继电器动作才能表明材料真正击穿.否则,整定电流继电器动作不能表明绝缘材料真正击穿. 36一’上海计量测试)2/199s。
电缆故障测试仪冲击高压闪测法(冲闪法)
电缆故障测试仪冲击高压闪测法（冲闪法）电缆故障测试仪冲击高压闪测法（冲闪法）第一节冲闪法基本原理冲闪法适用于测试高阻泄漏性故障。
对其他类型高低阻故障也可用冲闪法测试。
测试方法与直闪法相同，只不过给电缆不是加直流高压而是通过球间隙施加冲击电压，使故障点击穿放电，而产生反射电压（或者电流），由仪器记录这一瞬间状态的过程，通过波形分析来测定故障点的位置。
它是测高阻及闪络性故障的主要方法。
同样取样方式也分电压取样和电流取样，当然细分还可分为高端和低端电压取样，电感与电阻取样，始端与终端取样等。
由于低端电流取样接线简便、可靠安全、波形易于识别，所以电流取样法非常具有实用价值。
第二节电流取样冲闪法闪冲法操作方法如下：开机（上电复位）——复位（主菜单）——键1（工作选择菜单）——键3（冲闪1）.根据工作选择菜单提示，冲闪分为：冲闪1和冲闪2两种方式。
其中闪冲1是正脉触发方式（如电流取样），冲闪2是负脉冲触发方式（如高端电压取样）。
按推荐选用电流取样方式，所以按键3进入冲闪1工作模式。
进入冲闪后，按屏幕提示接线图连接接线和取样器如图（11）所示： 图（11）中：T1、为0～250V1-2KVA调压器T2、为高压变压器，功率1-3KVAD、为高压整流硅堆，大于150KV/0.2A（高压实验变压器已内置）R 、为限流电阻（可不要）C 、为高压脉冲电容，容量1∽8μF，耐压大于10KVV 、为直流电压表B、为电流取样器（配套附件）以上设备除电流取样器B之外，其余为外配设备，可用图（11）分体高压试验设备，也可用一体化高压电源（注意必须将高压放电棒与高压地线连接好方可试验）。
根据接线图连接完毕后，再用速度键选择传输速度或重新键入速度值。
将输入振幅旋钮旋至1/3左右，然后按采样键，仪器进入等待采样状态。
调整球隙、输入振幅旋钮后，然后通电对故障电缆升压。
电压升到一定值，故障点发生闪络放电。
仪器记录下波形。
根据波形大小可重新调整输入振幅，重复采样。
电力电缆故障实测波形案例
电力电缆故障实测举例例1 海口供电局电力电缆故障实测。
测试时间：1995年8月27日。
电缆型号：交联聚乙烯电缆。
故障性质：用2500V 兆欧表测的故障相对地绝缘电阻为28MΩ，属于泄漏性高阻故障。
电缆长度：标注长度为1179m，测试长度为1176m。
测试方法：冲闪法。
测试波形：如图1所示。
波形分析：采用冲闪法对电缆进行故障测试，当电压升到20kV 时，故障点形成闪络放电，闪测仪出现如图1（a）所示波形。
从图中波形分析得知，t1 时刻为电缆全长反射波，t2时刻为故障反射波，t3 时刻为电缆第一个故障点反射波，t4 时刻为第二个故障点反射波，同时显示两个故障点。
出现这种情况主要是冲击电压太高造成的。
当降低冲击电压为10kV 时，出现如图1 （b）所示波形，第一个故障点消失，只显示第二个故障点的反射脉冲，故障距离为911m。
说明：通过本次故障的测试，说明在电缆的故障测试当中，在进行冲闪时，所加冲击电压不能太高，否则会出现几个故障点的反射，使得测试波形变的很复杂，不易判读。
图1海口供电局电力电缆故障实测波形例2 西安惠安化工厂电力电缆故障实测。
测试时间：2005 年8 月29 日。
电缆型号：10kV 交联聚乙烯电缆。
故障性质：用2500V 兆欧表测的故障相对地绝缘电阻为56MΩ，属于泄漏性高阻故障。
电缆长度：标注长度为2320m，测试长度为2300m。
测试方法：冲闪法。
测试波形：如图2所示。
波形分析：采用冲闪法对电缆进行故障测试，当电压升到15kV 时，球隙出现连续小声“啪，啪，啪”的打火声，且球隙放电很不规律，这说明故障点没有放电。
加大冲击电压为25kV，故障点形成闪络放电，闪测仪出现如图2（a）所示波形，图中t1 时刻为电缆全长反射波，t2 时刻为电缆全长的第二次反射波，t3 时刻到t4 时刻为故障波形，故障距离为523m。
将图2（a）波形进行扩展处理，出现图2（b）所示波形。
可以清楚的看到故障点的反射脉冲波形，图2（c）是在电缆的另一端所测波形，故障距离为1774.8m，两端所测距离相加刚好与电缆全长吻合。
电缆故障测试仪的波形如何解读
电缆故障测试仪的波形如何解读
在运行过程中，如果高压电缆由于潮湿或外力损坏，会发生短路故障，严重影响正常生产和使用寿命，因此，当发生电缆故障时，必须立即通过技术手段找到电缆的故障点，并及时修复以确保电源正常供电，因此必须使用电缆故障测试仪，那么如何解读电缆故障测试仪的波形？下面以华天电力生产的电缆故障测试仪为例，为大家介绍电缆故障测试仪的波形解读。
“波形对比”是对系统中保存的两组同类型电缆波形的对比分析，点击系统操作界面2右侧的“波形对比”按钮，选择两种相同类型的电缆进行比较，第一组波形主要是比较数据波形（当前显示的波形）和第二组波形，对于需要选择的第二个比较波形，单击选择（w），弹出文件夹，选择要比较的文件名，单击打开按钮完成比较准备，然后单击比较按钮在两个波形之间执行相同的屏幕比较。
选择一条与正在测试的电缆长度相同的电缆（或与正在测试的电缆长度相同的电缆），在低压脉冲测试状态下预置仪器检测方法，选择合适的“电缆长度”按钮，在“其他类型的电缆速度未知”中预置“电缆类型”，点击“波速测量”，屏幕弹出“选择计算方法”提示菜单，在点击菜单中的“实时通信数据计算速度”和“测量条”按钮后，仪器开始输出测试脉冲，并在屏幕上显示传输和回波脉冲波形，波形适当加宽，发射脉冲的前向拐点和回波脉冲的前向拐点分别持双电子光标，两个游标之间显示的数字是两个脉冲之间的间隔。
采用电流采样的方法，在高压电缆故障测试仪输出端连接电流取样器，并将电流取样器放置在电缆地线和电容地线附近，在正确检查试验线路后，可进行高压闪络试验，
只要脉冲电压足够高，故障点就会被电弧击穿，电流采样器将反射脉冲波从采集电缆传输到电缆仪器，触发仪器采集数据，并在屏幕上显示电缆的测试波形。
电缆测试高压闪络波形分析
高压闪络法测试标准波形(故障点已放电)高压闪络法测试标准波形(故障点未放电或放电不充分)由于目前高压闪络法多采用电流取样法,既将电流取样器放置在放电回路周围来感应放电电流变化,所以电流取样器应放置在放电主回路一侧,尽量避免其他导线电流的干扰.采集到的波形反应了当前电流的变化,当脉冲高压通过放电球放电突然加到电缆上时,电缆上的电流会突然增大,电缆会有一定的容抗,有一定吸收电流的作用,所以就会形成一个向上的脉冲,在这个过程中,当电波传输到故障点处,故障点处发生击穿放电,会在脉冲波的后沿产生个突然向下的拐点,从突然上升点到突然下降点即故障点距离.电缆故障点距离的远近及采样器采集信号的强弱会直接影响到波形的判读,,所以要善于运用压缩波形和展开波形,以及电缆故障采集器上的幅度旋钮，尽可能的是波形接近于标准波形，便于判读。
以下是几个高压闪络波形的判读。
其中.jsp.ldt的波形最标准，拐点非常明显。
其他的波形经过压缩处理后也可以看到明显的拐点。
进入电缆测试软件后，点打开文件，选定你要打开的保存波形，点返回退出，再点打开文件，可选定另一付保存的波形。
将.jsp.ldt文件打开，点压缩见下图，找一个比较标准的波形，波形分析如下图，从向上的突变点（拐点）到向下的突变点（拐点）就是故障点距离。
将高压交联_6月25日11时22分2#电源.LDT文件打开，点压缩见下图，找一个比较标准的波形，波形分析如下图，从向上的突变点（拐点）到向下的突变点（拐点）就是故障点距离。
高压交联_6月25日14时47分.LDT，波形压缩两次如下图,可看第一个反射波形,和第二次反射波形,测试距离应该相同.第一个反射波形第二次反射波形高压交联_6月25日15时30分.LDT，波形压缩两次如下图, 可看第一个反射波形,和第二次反射波形,测试距离应该相同. 第一次反射波形第二次反射波形两次测试波形同屏对比,压缩一次第一次反射波形第二次反射波形。
ST-330B自动分析电缆测试仪的故障波形
下面我们以ST-330B自动分析电缆测试仪为例。
1、电缆故障测试仪的技术特点1. 可测试各种型号35kV以下电压等级的铜铝芯电力电缆、同轴通信电缆和市话电缆的各类故障，如开路故障、短路故障、高阻闪络性故障和高阻泄漏性故障。
2. 具有多种测试方法，如低压脉冲法、冲击高压电流取样法、直流高压闪络法等3.技术参数测距范围： 4m～40Km测距精度：测量范围小于1Km时测量误差不大于1m测量范围大于1Km时测量相对误差不大于0.5%脉冲幅度：在50Ω时不小于250V。
脉冲宽度： 0.2μs、2μs、4μs三种。
采样频率： 48MHz、。
系统测量误差：主机测量结果再配合双探头电缆故障精准定点仪测量，系统误差为10cm。
读数分辨率：V/2f V电波在电缆中的传播速度（m/μs）f采样频率（MHz）。
比如油浸纸电缆的传播速度为V=160m/μs，用f=40MHz采样，则读数分辨率为160/（2×40）＝2m预置了5种电缆介质的电波传播速度：油浸纸：160m/μs；交联聚乙烯：172m/μs；聚氯乙烯：184m/μs；矿用橡套电缆：100m/μs；以及其它非动力电缆的电波传播速度的设置（自选介质）。
对于其它非动力电缆，可以在输入该电缆的已知全长后测出电波在该电缆中的传播速度。
采样方式：电流取样法。
供电电源：工频或机内聚合物可充电电池。
工频：交流电220V±10%、频率50Hz±5%，仪器可正常工作24小时以上。
机内电池：电池充满电后，仪器可连续工作6小时左右。
工作温度：-10ºC～50ºCST-330B面板示意图（详情点击进入官网或来电咨询）2、屏幕操作界面介绍：1）电缆类型：用触摸笔点击“电缆类型”菜单条。
每点击一次，“电缆类型：”后的参数条应按照如下顺序循环：在电“电缆类型”的“其它电缆”项目中，“波速测量”菜单条是激活的。
别的项目中不激活。
2）检测方法：用触摸笔点击“检测方法”菜单条。
电缆闪络性故障查找及分析
电缆闪络性故障查找及分析摘要：该文通过热电厂35kv 生活一线327线路接地故障，分析对于架空线和电缆混合线路的查找步骤和方法，并结合当下地埋电力电缆故障类型分析、地埋电力电缆常见故障原因分析为依据,提出今后对于此类型故障查找方向。
并从加强电力电缆安全运行管理提出自己见解关键词：电缆接地水树枝闪络性故障一.前言电力电缆故障主要是因为电缆及其附件的绝缘损坏坏而引，绝缘损坏的主要原因有：电缆自身缺陷、外力机械损伤、外部环境影响、电缆中间头终端头制作工艺不规范等。
一般故障的类型大体上分为两大类：低阻故障、高阻故障。
低阻故障主要为短路、开路和断路故障；高阻故障主要为泄漏故障和闪络性故障。
电力电缆具有敷设方便、安全可靠、耐用且维护量小等优点，但对于直埋电缆，由于其处在密闭空间内，不易从外观检查，在出现故障时比较难以定位和处理。
特别是在潮湿环境中的电缆，外护套受损，或有中间接头，极易造成电缆受潮，其表现形式即为高阻故障。
二.故障情况热电厂35kV 系统属于小电流接地系统，母线为六段（分别是35kV Ⅰ-Ⅳ,副母Ⅰ\Ⅱ段），主要结构形式双母单分段、分裂运行，承担为上游化工装置供电重任。
7月18日16:38至16:41 35KV Ⅲ段共发生4次非金属性瞬间接地,每次持续时间约1秒，A相电压低至13伏。
选线装置选为催裂化一线345线路单相接地。
17:25 检查35KV Ⅲ段所属设备均运行正常。
7月19日电厂开会讨论Ⅲ段检查方案，优先排查345线路， 345线路检查、试验合格，安排复役。
7月20日17:47-18:47 35KV III段再次发生3次非金属性瞬间接地，持续时间约1秒钟，A相电压低至12V. 选线装置选线为生活一线327，检查系统均正常。
7月21日上午为排查生活一线327是否确有接地发生，将其通过付母转倒至35kV I段运行。
上午10:25 35kV I段 A相接地报警，系统有闪络性接地，随即327线路跳闸。
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高压闪络法测试标准波形(故障点已放电)
高压闪络法测试标准波形(故障点未放电或放电不充分)
由于目前高压闪络法多采用电流取样法,既将电流取样器放置在放电回路周围来感应放电电流变化,所以电流取样器应放置在放电主回路一侧,尽量避免其他导线电流的干扰.采集到的波形反应了当前电流的变化,当脉冲高压通过放电球放电突然加到电缆上时,电缆上的电流会突然增大,电缆会有一定的容抗,有一定吸收电流的作用,所以就会形成一个向上的脉冲,在这个过程中,当电波传输到故障点处,故障点处发生击穿放电,会在脉冲波的后沿产生个突然向下的拐点,从突然上升点到突然下降点即故障点距离.电缆故障点距离的远近及采样器采集信号的强弱会直接影响到波形的判读,,所以要善于运用压缩波形和展开波形,以及电缆故障采集器上的幅度旋钮，尽可能的是波形接近于标准波形，便于判读。
以下是几个高压闪络波形的判读。
其中.jsp.ldt的波形最标准，拐点非常明显。
其他的波形经过压缩处理后也可以看到明显的拐点。
进入电缆测试软件后，点打开文件，选定你要打开的保存波形，点返回退出，再点打开文件，可选定另一付保存的波形。
将.jsp.ldt文件打开，点压缩见下图，找一个比较标准的波形，波形分析如下图，从向上的突变点（拐点）到向下的突变点（拐点）就是故障点距离。
将高压交联_6月25日11时22分2#电源.LDT文件打开，点压缩见下图，找一个比较标准的波形，波形分析如下图，从向上的突变点（拐点）到向下的突变点（拐点）就是故障点距离。
高压交联_6月25日14时47分.LDT，波形压缩两次如下图,
可看第一个反射波形,和第二次反射波形,测试距离应该相同.
第一个反射波形
第二次反射波形
高压交联_6月25日15时30分.LDT，波形压缩两次如下图, 可看第一个反射波形,和第二次反射波形,测试距离应该相同. 第一次反射波形
第二次反射波形
两次测试波形同屏对比,压缩一次第一次反射波形
第二次反射波形。