一、LIRA 線性寬頻阻抗測試系統(tǒng)背景介紹
電纜現(xiàn)狀
電纜是埋設于地下的特殊輸電線路，敷設環(huán)境復雜，電纜故障引發(fā)的電力事故危害極大。傳統(tǒng)手段不便于直接觀察、檢測并發(fā)現(xiàn)缺陷。因此在電纜交接或停電檢修時，通過快捷、無損的方式及時發(fā)現(xiàn)電纜敷設或運行產(chǎn)生的缺陷，變得尤為重要。
國家智能電網(wǎng)持續(xù)在發(fā)展，從電纜全壽命管理角度出發(fā)，已經(jīng)從傳統(tǒng)的耐壓試驗方法上升到狀態(tài)檢修，目前極為有效的電纜整體狀態(tài)評估方法為介損老化狀態(tài)評價，而評價僅僅只是做了電纜的“體檢”，檢測到但無法解決隱患。
電纜故障類型
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故障類型
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故障描述
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檢測方法
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開路故障
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這類故障通常是指電的斷線纜與電纜間或電纜對地的電阻值在規(guī)定值范圍內，但實際工作電壓無法向終端傳輸或雖然也有部分電壓傳輸?shù)浇K端，但幾乎沒有負載能力，這些都屬于開路故障，在實際生產(chǎn)中，我們見到故障屬于一種特殊的開路故障。
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低壓脈沖反射法
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低阻故障
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當電纜與電纜間的絕緣有損壞現(xiàn)象或電纜對地的絕緣有損壞現(xiàn)象時，電纜絕緣電阻必然會減小，在電纜絕緣電阻比十倍電纜特性阻抗還要小的情況下，我們稱這種故障為低阻故障。
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低壓脈沖反射法
|
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高阻故障
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當電纜與電纜間或電纜對地的絕緣電阻比正常值低很多，但比十倍電纜特性阻抗大時，我們把這種電纜故障稱作高阻故障。對高阻故障的測量，不能使用低壓脈沖反射法，按照高阻故障具體性質的不同，又可把高阻故障的性質分為泄漏性與閃絡性兩種。
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脈沖電流法,二次反射法,弧反射法
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電纜外護套故障
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護套破損導致電纜金屬屏蔽層出現(xiàn)多點接地，金屬屏蔽層會產(chǎn)生環(huán)流造成損耗發(fā)熱，導致絕緣局部過熱并加速絕緣老化，嚴重影響主絕緣壽命。
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高壓電橋法,電壓降法
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電纜故障原因
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電纜故障的形成原因
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外力破壞故障
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1.安裝時損傷
2.其它施工時外力破壞
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接頭故障
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1.接頭生產(chǎn)質量
2.接頭制作不好
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本體故障
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1.絕緣生產(chǎn)缺陷
2.絕緣老化
3.絕緣受潮
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外護套故障
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1.敷設安裝導致
2.護層受到腐蝕
3.白蟻破壞
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二、LIRA 線性寬頻阻抗測試系統(tǒng)電纜狀態(tài)檢測技術
電纜狀態(tài)檢修體系
電力電纜狀態(tài)評價與檢修體系
電纜狀態(tài)檢測系統(tǒng)
電纜震蕩波測試系統(tǒng)：
耐壓試驗，局放檢測及定位
0.1Hz超低頻測試系統(tǒng)：
耐壓試驗，介質損耗
電纜外護套故障定位測試系統(tǒng)：
用于電纜死接地故障檢測定位，常用檢測方法（電壓降法，高壓電橋法）
三、LIRA 線性寬頻阻抗測試系統(tǒng)概述
寬頻阻抗技術是基于傳輸線理論，通過線路阻抗作為應用信號頻率函數(shù)的估計和分析，測量出電纜的長度、接頭位置、阻抗變化異常點。可以檢測由于惡劣的環(huán)境條件(高溫、濕度、輻射)引起的電纜絕緣的整體老化，并檢測絕緣材料因機械沖擊或局部異常環(huán)境條件而發(fā)生的局部缺陷。
產(chǎn)品外觀介紹
傳輸線結構
LIRA原理
Line Impedance Resonance Analysis
線性阻抗諧振分析
LIRA現(xiàn)場接線及操作流程圖
LIRA作用
LIRA現(xiàn)場應用
LIRA設備特點
設備特點:
AC5V掃頻信號,對電纜無損害。
體積小重量輕,便于攜帶。
對電纜線芯材質、尺寸、長度、電壓等級、絕緣狀況等沒有要求。
現(xiàn)場接線方便,多種檢測模式(fast,avg,noise,long)。
檢測時間短(5～15分鐘),故障定位誤差優(yōu)于0.3%。
軟件自帶數(shù)據(jù)庫管理功能，可以將測試數(shù)據(jù)分類管理。
電纜局放及高阻故障點快速檢測并定位。
LIRA設備特點
設備功能對比:
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OWTS振蕩波
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超低頻介損
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電纜故障定位
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LIRA
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水入侵
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●
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●
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水樹枝定位
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●
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局放定位
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●
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|
●
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|
局放
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●
|
●
|
|
●
|
|
老化評估
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●
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●
|
|
●
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低阻故障
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|
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●
|
●
|
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高阻故障
|
|
|
●
|
●
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LIRA技術參數(shù)
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序號
|
參數(shù)名
|
值
|
序號
|
參數(shù)名
|
值
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|
1
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頻率范圍
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0.1M~100MHz
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9
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濕度
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≤80%（RH）
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2
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輸出測量電壓
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AC 5V
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10
|
海拔
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≥3000m
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3
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測試電纜長度
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3m-300km
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11
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IMP幅值圖
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BS%可手動或自動調節(jié)/100dB
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4
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適用電壓等級
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6kV-500kV
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12
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IMP相位圖
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零相位補償功能
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5
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故障定位精度
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0.30%
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13
|
DNORM
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閾值5%可調
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6
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接口
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USB接口/網(wǎng)口
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14
|
仿真
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具備電纜阻抗譜仿真功能
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|
7
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電源
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AC 220V / DC 5V
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15
|
診斷
|
具備供遠程診斷功能
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8
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操作與存儲溫度
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(-25℃~+50℃)
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16
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數(shù)據(jù)庫
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軟件自帶數(shù)據(jù)庫管理功能，可以將測試數(shù)據(jù)分類管理
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四、LIRA 線性寬頻阻抗測試系統(tǒng)分析軟件
LIRA分析軟件
軟件主界面
包含:數(shù)據(jù)分析,測量,數(shù)據(jù)庫管理及導出數(shù)據(jù)等功能。
軟件采集窗口
選擇采集端口,設置采集模式,填寫數(shù)據(jù)備注,開始及結束測量。
LIRA分析軟件
幅值和相位圖
電纜阻抗幅值曲線應于0線居中對稱
阻抗波形圖
分析電纜阻抗波形異常點
點位柱狀圖
分析電纜接頭阻抗變化情況
五、LIRA 線性寬頻阻抗測試系統(tǒng)現(xiàn)場案例
LIRA現(xiàn)場案例
案例一:長電纜多接頭快速定位+接頭進水
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時間
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2022.2.24
|
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地點
|
福州
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|
用戶
|
福州**工程公司
|
|
測試目的
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計劃檢修維護
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|
測試設備
|
LIRA
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測試線路名稱
|
10kV ** 11#環(huán)網(wǎng)電力電纜
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電纜長度
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3960m
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|
接頭數(shù)量
|
8個
|
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|
電纜絕緣
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A
|
B
|
C
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16.7M
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66.9M
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56M
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采集數(shù)據(jù)時長
|
15-30min
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出具報告時長
|
30min
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LIRA現(xiàn)場案例
案例一:現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析
現(xiàn)場情況:用戶反饋此電纜0-1000米是新電纜，3000米以后每個接頭都已經(jīng)搶修，這2段電纜存在故障的概率較低，主要分析1000-3000米的電纜問題。
通過阻抗圖譜判定:電纜A相在距測試端2222m，2825m接頭處阻抗波形存在明顯畸變的情況，且幅值相對較大,疑似為絕緣缺陷,建議優(yōu)先處理。
結論:經(jīng)現(xiàn)場巡查，確認在距測試端2222,2825米處為電纜接頭,現(xiàn)場解體后發(fā)現(xiàn)明顯缺陷問題,與阻抗譜檢測結論一致。
LIRA現(xiàn)場案例
案例一:現(xiàn)場電纜接頭解體
對2222m處接頭解體時，發(fā)現(xiàn)電纜接頭有明顯進水情況,現(xiàn)場圖片
解體后絕緣
|
A
|
B
|
C
|
|
0-2222m
|
500M
|
500M
|
500M
|
|
2222-3960m
|
28.1M
|
86.1M
|
56M
|
LIRA現(xiàn)場案例
案例一:現(xiàn)場電纜接頭解體
當對2825m接頭解體時，現(xiàn)場圖片
解體后絕緣
|
A
|
B
|
C
|
|
2222-2825m
|
100G
|
100G
|
100G
|
|
2825-3960m
|
300M
|
701M
|
550M
|
LIRA現(xiàn)場案例
案例二:高阻故障快速定位
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時間
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2022.2.23
|
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地點
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湖北
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用戶
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湖北**公司
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測試目的
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了解設備操作及缺陷定位準確性，并進行驗證
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測試設備
|
LIRA
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測試線路名稱
|
35kV**七線電力電纜
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電纜長度
|
2851m
|
|
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接頭數(shù)量
|
5個
|
|
電纜絕緣
|
A
|
B
|
C
|
|
69M
|
168M
|
70M
|
|
采集數(shù)據(jù)時長
|
15-30min
|
|
出具報告時長
|
30min
|
LIRA現(xiàn)場案例
案例二:現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)分析
在分析過程中，客戶在進行耐壓實驗時，將電纜擊穿，需要尋找擊穿點。
通過阻抗圖譜判定:在距測試端1843m接頭存在阻抗波形異常變化,且幅值較大,建議及時處理。
LIRA現(xiàn)場案例
案例二:現(xiàn)場電纜接頭解體
對1843m處接頭解體時，現(xiàn)場照片
結論:客戶經(jīng)過較長時間的加壓后, 在1843米接頭處聽到明顯放電聲并發(fā)生擊穿現(xiàn)象; 現(xiàn)場解體后發(fā)現(xiàn)接頭存在明顯絕緣缺陷,與阻抗譜結論一致。
LIRA現(xiàn)場案例
案例三:電纜終端頭局放定位
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時間
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2021.12.6
|
|
地點
|
福州
|
|
用戶
|
福州**工程公司
|
|
測試目的
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計劃檢修維護
實驗中A相在加壓過程中擊穿，需要找出擊穿點
|
|
測試設備
|
LIRA
|
|
測試線路名稱
|
10kV**線電力電纜
|
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電纜長度
|
197
|
|
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接頭數(shù)量
|
1
|
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采集數(shù)據(jù)時長
|
15-30min
|
|
出具報告時長
|
30min
|
LIRA現(xiàn)場案例
案例三:現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析
通過阻抗圖譜判定：在距測試端181m處存在阻抗畸變，疑似為終端缺陷點。
LIRA現(xiàn)場案例
案例三:現(xiàn)場解體照片
197m處終端解體，現(xiàn)場照片
結論：現(xiàn)場巡查后發(fā)現(xiàn)，197m處終端頭有明顯局放擊穿現(xiàn)象,與阻抗譜結論一致。
LIRA現(xiàn)場案例
案例四:電纜接頭受潮定位
|
時間
|
2020.5.9
|
|
地點
|
福州
|
|
用戶
|
福州**工程公司
|
|
測試目的
|
客戶第1次接觸該設備，想要了解設備操作及缺陷定位情況
|
|
測試設備
|
LIRA
|
|
測試線路名稱
|
10kV**902電力電纜
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|
電纜長度
|
3280m
|
|
接頭數(shù)量
|
7個
|
|
|
電纜絕緣
|
A
|
B
|
C
|
|
61M
|
18M
|
30M
|
|
采集數(shù)據(jù)時長
|
15-30min
|
|
出具報告時長
|
30min
|
LIRA現(xiàn)場案例
案例四:現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)分析
通過阻抗圖譜判定:電纜在距測試端1331 米、2012 米、2556米和 2920 米，阻抗波形均存在畸變現(xiàn)象,疑似為絕緣缺陷,建議及時處理。
結論:經(jīng)現(xiàn)場巡查解體后發(fā)現(xiàn)，電纜1331,2012,2556,2920米接頭處存在明顯絕緣缺陷問題,與阻抗譜結論一致。
LIRA現(xiàn)場案例
案例四:現(xiàn)場接頭解體照片
1331米處接頭解體，現(xiàn)場照片
解體前后絕緣電阻
|
電纜段
|
A
|
B
|
C
|
|
解體前
|
0~3280m
|
61M
|
18M
|
30M
|
|
解體后
|
0-1331m
|
80G
|
68.3G
|
49.3G
|
|
1331-3280m
|
112M
|
148M
|
22.1M
|
說明:
對1331m處電纜接頭解體后,發(fā)現(xiàn)1331m至3280m間電纜段C相絕緣電阻只有22.1MΩ(遠低于AB兩相),隨后對2012m處接頭進行現(xiàn)場解體,以排除電纜故障。
LIRA現(xiàn)場案例
案例四:現(xiàn)場接頭解體情況
2012米處接頭解體，現(xiàn)場情況如下
2012m處接頭解體后,電纜絕緣情況
|
電纜段
|
A
|
B
|
C
|
|
1331-2012m
|
30.7G
|
13.4G
|
23.4G
|
|
2012-3280m
|
193M
|
524M
|
17.5M
|
說明:
對2012m處電纜接頭解體后,發(fā)現(xiàn)2012m至3280m間電纜段C相絕緣電阻只有17.5MΩ(遠低于AB兩相),隨后對2920m處接頭進行現(xiàn)場解體,以排除電纜故障。
LIRA現(xiàn)場案例
案例四:現(xiàn)場接頭解體情況
2920米處接頭解體，現(xiàn)場情況如下
|
電纜段
|
A
|
B
|
C
|
|
2012-2920m
|
554M
|
540M
|
90M
|
|
2920-3280m
|
176G
|
86G
|
197G
|
2556米處接頭解體，未能獲得現(xiàn)場照片
|
A
|
B
|
C
|
|
2012-2556m
|
35.4G
|
312G
|
101G
|
|
2556-2920m
|
31.2G
|
37.6G
|
33.2G
|
說明:對2920m處電纜接頭解體后,發(fā)現(xiàn)2012m至2920m間電纜段C相絕緣電阻只有90MΩ(遠低于AB兩相),隨后對2556m處接頭進行現(xiàn)場解體,以排除電纜故障。現(xiàn)場完成2556m處接頭解體后電纜絕緣電阻值正常,電纜恢復正常運行。
LIRA現(xiàn)場案例
案例五:電纜接頭局放定位+接頭進水定位
|
時間
|
2022.2.22
|
|
地點
|
福州
|
|
用戶
|
福州**工程公司
|
|
測試目的
|
計劃檢修維護
|
|
測試設備
|
LIRA
|
|
測試線路名稱
|
10kV**1#環(huán)網(wǎng)電力電纜
|
|
電纜長度
|
1743
|
|
|
接頭數(shù)量
|
4
|
|
電纜絕緣
|
A
|
B
|
C
|
|
92.6M
|
363M
|
291M
|
|
采集數(shù)據(jù)時長
|
15-30min
|
|
出具報告時長
|
30min
|
LIRA現(xiàn)場案例
案例五:現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)分析
通過阻抗圖譜判定:
(1)電纜在距測試端1140米、1500米存在阻抗波形異常且幅值變化較大，疑似為絕緣缺陷問題,建議優(yōu)先處理;
(2)在距離測試端88米處有異常阻抗變化，因幅值變化相對較小,建議持續(xù)關注。
結論:經(jīng)現(xiàn)場巡查，在距測試端1140,1500米處均為電纜中間接頭,現(xiàn)場解體后發(fā)現(xiàn)明顯缺陷情況,與阻抗譜檢測結論一致。
LIRA現(xiàn)場案例
案例五:現(xiàn)場巡視照片
對1140m處接頭解體時，現(xiàn)場圖片
解體后絕緣
|
A
|
B
|
C
|
|
0-1140m
|
2G
|
2G
|
2G
|
|
1140-1743m
|
30M
|
200M
|
200M
|
LIRA現(xiàn)場案例
案例五:現(xiàn)場巡視照片
當對1500m接頭解體時，現(xiàn)場圖片
解體后絕緣
|
A
|
B
|
C
|
|
1140-1500m
|
10G
|
10G
|
10G
|
|
1500-1743m
|
4G
|
4G
|
4G
|
LIRA現(xiàn)場案例
案例六:電纜本體機械損傷(過度彎曲)+接頭受潮
|
時間
|
2019.7.19
|
|
地點
|
成都
|
|
用戶
|
成都**工程公司
|
|
測試目的
|
為客戶第1次接觸該設備，想要了解設備操作及缺陷定位情況
|
|
測試設備
|
LIRA
|
|
測試線路名稱
|
10kV**線電力電纜
|
|
電纜長度
|
1565
|
|
|
接頭數(shù)量
|
4
|
|
采集數(shù)據(jù)時長
|
15-30min
|
|
出具報告時長
|
30min
|
LIRA現(xiàn)場案例
案例六:現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)分析
通過阻抗圖譜判定:
(1)在距測試端1346m阻抗波形有明顯畸變且幅值較大,建議及時處理。
(2)電纜514m，859m處阻抗波形異常,建議持續(xù)關注。
LIRA現(xiàn)場案例
案例六:現(xiàn)場巡視照片
514米處轉彎半徑不足(過度彎曲)
859米處電纜通道潮濕(接頭受潮)
1400米處電纜全部浸沒于水下(接頭受潮)
說明:現(xiàn)場巡視發(fā)現(xiàn)859m與1400m兩處電纜接頭存在明顯受潮情況,514m處電纜轉彎半徑不足導致該處電纜阻抗值異常,與寬頻阻抗譜檢測結果一致。