一、LIRA 線性寬頻阻抗測(cè)試系統(tǒng)背景介紹
電纜現(xiàn)狀
電纜是埋設(shè)于地下的特殊輸電線路，敷設(shè)環(huán)境復(fù)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(cè)并發(fā)現(xiàn)缺陷。因此在電纜交接或停電檢修時(shí)，通過快捷、無損的方式及時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜敷設(shè)或運(yùn)行產(chǎn)生的缺陷，變得尤為重要。
國(guó)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(yàn)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(píng)估方法為介損老化狀態(tài)評(píng)價(jià)，而評(píng)價(jià)僅僅只是做了電纜的“體檢”，檢測(cè)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(cè)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(duì)地的電阻值在規(guī)定值范圍內(nèi)，但實(shí)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(fù)載能力，這些都屬于開路故障，在實(shí)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(dāng)電纜與電纜間的絕緣有損壞現(xiàn)象或電纜對(duì)地的絕緣有損壞現(xiàn)象時(shí)，電纜絕緣電阻必然會(huì)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(dāng)電纜與電纜間或電纜對(duì)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(shí)，我們把這種電纜故障稱作高阻故障。對(duì)高阻故障的測(cè)量，不能使用低壓脈沖反射法，按照高阻故障具體性質(zhì)的不同，又可把高阻故障的性質(zhì)分為泄漏性與閃絡(luò)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(hù)套故障
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護(hù)套破損導(dǎo)致電纜金屬屏蔽層出現(xiàn)多點(diǎn)接地，金屬屏蔽層會(huì)產(chǎn)生環(huán)流造成損耗發(fā)熱，導(dǎo)致絕緣局部過熱并加速絕緣老化，嚴(yán)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(shí)損傷
2.其它施工時(shí)外力破壞
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接頭故障
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1.接頭生產(chǎn)質(zhì)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(hù)套故障
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1.敷設(shè)安裝導(dǎo)致
2.護(hù)層受到腐蝕
3.白蟻破壞
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二、LIRA 線性寬頻阻抗測(cè)試系統(tǒng)電纜狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)
電纜狀態(tài)檢修體系
電力電纜狀態(tài)評(píng)價(jià)與檢修體系
電纜狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)
電纜震蕩波測(cè)試系統(tǒng)：
耐壓試驗(yàn)，局放檢測(cè)及定位
0.1Hz超低頻測(cè)試系統(tǒng)：
耐壓試驗(yàn)，介質(zhì)損耗
電纜外護(hù)套故障定位測(cè)試系統(tǒng)：
用于電纜死接地故障檢測(cè)定位，常用檢測(cè)方法（電壓降法，高壓電橋法）
三、LIRA 線性寬頻阻抗測(cè)試系統(tǒng)概述
寬頻阻抗技術(shù)是基于傳輸線理論，通過線路阻抗作為應(yīng)用信號(hào)頻率函數(shù)的估計(jì)和分析，測(cè)量出電纜的長(zhǎng)度、接頭位置、阻抗變化異常點(diǎn)。可以檢測(cè)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(cè)絕緣材料因機(jī)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(jié)構(gòu)
LIRA原理
Line Impedance Resonance Analysis
線性阻抗諧振分析
LIRA現(xiàn)場(chǎng)接線及操作流程圖
LIRA作用
LIRA現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用
LIRA設(shè)備特點(diǎn)
設(shè)備特點(diǎn):
AC5V掃頻信號(hào),對(duì)電纜無損害。
體積小重量輕,便于攜帶。
對(duì)電纜線芯材質(zhì)、尺寸、長(zhǎng)度、電壓等級(jí)、絕緣狀況等沒有要求。
現(xiàn)場(chǎng)接線方便,多種檢測(cè)模式(fast,avg,noise,long)。
檢測(cè)時(shí)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(cè)試數(shù)據(jù)分類管理。
電纜局放及高阻故障點(diǎn)快速檢測(cè)并定位。
LIRA設(shè)備特點(diǎn)
設(shè)備功能對(duì)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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●
|
|
|
●
|
|
局放
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●
|
●
|
|
●
|
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老化評(píng)估
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●
|
●
|
|
●
|
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低阻故障
|
|
|
●
|
●
|
|
高阻故障
|
|
|
●
|
●
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LIRA技術(shù)參數(shù)
|
序號(hào)
|
參數(shù)名
|
值
|
序號(hào)
|
參數(shù)名
|
值
|
|
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(cè)量電壓
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AC 5V
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10
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海拔
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≥3000m
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3
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測(cè)試電纜長(zhǎng)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(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)/100dB
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4
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適用電壓等級(jí)
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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(bǔ)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
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DNORM
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閾值5%可調(diào)
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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
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診斷
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具備供遠(yuǎn)程診斷功能
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|
8
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操作與存儲(chǔ)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(cè)試數(shù)據(jù)分類管理
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四、LIRA 線性寬頻阻抗測(cè)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(cè)量,數(shù)據(jù)庫管理及導(dǎo)出數(shù)據(jù)等功能。
軟件采集窗口
選擇采集端口,設(shè)置采集模式,填寫數(shù)據(jù)備注,開始及結(jié)束測(cè)量。
LIRA分析軟件
幅值和相位圖
電纜阻抗幅值曲線應(yīng)于0線居中對(duì)稱
阻抗波形圖
分析電纜阻抗波形異常點(diǎn)
點(diǎn)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(cè)試系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)案例
LIRA現(xiàn)場(chǎng)案例
案例一:長(zhǎng)電纜多接頭快速定位+接頭進(jìn)水
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時(shí)間
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2022.2.24
|
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地點(diǎn)
|
福州
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|
用戶
|
福州**工程公司
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|
測(cè)試目的
|
計(jì)劃?rùn)z修維護(hù)
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|
測(cè)試設(shè)備
|
LIRA
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|
測(cè)試線路名稱
|
10kV ** 11#環(huán)網(wǎng)電力電纜
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電纜長(zhǎng)度
|
3960m
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接頭數(shù)量
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8個(gè)
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電纜絕緣
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A
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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(shí)長(zhǎng)
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15-30min
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出具報(bào)告時(shí)長(zhǎng)
|
30min
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LIRA現(xiàn)場(chǎng)案例
案例一:現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)分析
現(xiàn)場(chǎng)情況:用戶反饋此電纜0-1000米是新電纜，3000米以后每個(gè)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(cè)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(duì)較大,疑似為絕緣缺陷,建議優(yōu)先處理。
結(jié)論:經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)巡查，確認(rèn)在距測(cè)試端2222,2825米處為電纜接頭,現(xiàn)場(chǎng)解體后發(fā)現(xiàn)明顯缺陷問題,與阻抗譜檢測(cè)結(jié)論一致。
LIRA現(xiàn)場(chǎng)案例
案例一:現(xiàn)場(chǎng)電纜接頭解體
對(duì)2222m處接頭解體時(shí)，發(fā)現(xiàn)電纜接頭有明顯進(jìn)水情況,現(xiàn)場(chǎng)圖片
解體后絕緣
|
|
A
|
B
|
C
|
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0-2222m
|
500M
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500M
|
500M
|
|
2222-3960m
|
28.1M
|
86.1M
|
56M
|
LIRA現(xiàn)場(chǎng)案例
案例一:現(xiàn)場(chǎng)電纜接頭解體
當(dāng)對(duì)2825m接頭解體時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)圖片
解體后絕緣
|
|
A
|
B
|
C
|
|
2222-2825m
|
100G
|
100G
|
100G
|
|
2825-3960m
|
300M
|
701M
|
550M
|
LIRA現(xiàn)場(chǎng)案例
案例二:高阻故障快速定位
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時(shí)間
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2022.2.23
|
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地點(diǎn)
|
湖北
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|
用戶
|
湖北**公司
|
|
測(cè)試目的
|
了解設(shè)備操作及缺陷定位準(zhǔn)確性，并進(jìn)行驗(yàn)證
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|
測(cè)試設(shè)備
|
LIRA
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|
測(cè)試線路名稱
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35kV**七線電力電纜
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電纜長(zhǎng)度
|
2851m
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接頭數(shù)量
|
5個(gè)
|
|
電纜絕緣
|
A
|
B
|
C
|
|
69M
|
168M
|
70M
|
|
采集數(shù)據(jù)時(shí)長(zhǎng)
|
15-30min
|
|
出具報(bào)告時(shí)長(zhǎng)
|
30min
|
LIRA現(xiàn)場(chǎng)案例
案例二:現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)分析
在分析過程中，客戶在進(jìn)行耐壓實(shí)驗(yàn)時(shí)，將電纜擊穿，需要尋找擊穿點(diǎn)。
通過阻抗圖譜判定:在距測(cè)試端1843m接頭存在阻抗波形異常變化,且幅值較大,建議及時(shí)處理。
LIRA現(xiàn)場(chǎng)案例
案例二:現(xiàn)場(chǎng)電纜接頭解體
對(duì)1843m處接頭解體時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)照片
結(jié)論:客戶經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)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(chǎng)解體后發(fā)現(xiàn)接頭存在明顯絕緣缺陷,與阻抗譜結(jié)論一致。
LIRA現(xiàn)場(chǎng)案例
案例三:電纜終端頭局放定位
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時(shí)間
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2021.12.6
|
|
地點(diǎn)
|
福州
|
|
用戶
|
福州**工程公司
|
|
測(cè)試目的
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計(jì)劃?rùn)z修維護(hù)
實(shí)驗(yàn)中A相在加壓過程中擊穿，需要找出擊穿點(diǎn)
|
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測(cè)試設(shè)備
|
LIRA
|
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測(cè)試線路名稱
|
10kV**線電力電纜
|
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電纜長(zhǎng)度
|
197
|
|
|
接頭數(shù)量
|
1
|
|
采集數(shù)據(jù)時(shí)長(zhǎng)
|
15-30min
|
|
出具報(bào)告時(shí)長(zhǎng)
|
30min
|
LIRA現(xiàn)場(chǎng)案例
案例三:現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)分析
通過阻抗圖譜判定：在距測(cè)試端181m處存在阻抗畸變，疑似為終端缺陷點(diǎn)。
LIRA現(xiàn)場(chǎng)案例
案例三:現(xiàn)場(chǎng)解體照片
197m處終端解體，現(xiàn)場(chǎng)照片
結(jié)論：現(xiàn)場(chǎng)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(jié)論一致。
LIRA現(xiàn)場(chǎng)案例
案例四:電纜接頭受潮定位
|
時(shí)間
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2020.5.9
|
|
地點(diǎn)
|
福州
|
|
用戶
|
福州**工程公司
|
|
測(cè)試目的
|
客戶第1次接觸該設(shè)備，想要了解設(shè)備操作及缺陷定位情況
|
|
測(cè)試設(shè)備
|
LIRA
|
|
測(cè)試線路名稱
|
10kV**902電力電纜
|
|
電纜長(zhǎng)度
|
3280m
|
|
接頭數(shù)量
|
7個(gè)
|
|
|
|
電纜絕緣
|
A
|
B
|
C
|
|
61M
|
18M
|
30M
|
|
采集數(shù)據(jù)時(shí)長(zhǎng)
|
15-30min
|
|
出具報(bào)告時(shí)長(zhǎng)
|
30min
|
LIRA現(xiàn)場(chǎng)案例
案例四:現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)分析
通過阻抗圖譜判定:電纜在距測(cè)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(shí)處理。
結(jié)論:經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)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(jié)論一致。
LIRA現(xiàn)場(chǎng)案例
案例四:現(xiàn)場(chǎng)接頭解體照片
1331米處接頭解體，現(xiàn)場(chǎng)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(duì)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(yuǎn)低于AB兩相),隨后對(duì)2012m處接頭進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)解體,以排除電纜故障。
LIRA現(xiàn)場(chǎng)案例
案例四:現(xiàn)場(chǎng)接頭解體情況
2012米處接頭解體，現(xiàn)場(chǎng)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(duì)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(yuǎn)低于AB兩相),隨后對(duì)2920m處接頭進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)解體,以排除電纜故障。
LIRA現(xiàn)場(chǎng)案例
案例四:現(xiàn)場(chǎng)接頭解體情況
2920米處接頭解體，現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)照片
|
|
A
|
B
|
C
|
|
2012-2556m
|
35.4G
|
312G
|
101G
|
|
2556-2920m
|
31.2G
|
37.6G
|
33.2G
|
說明:對(duì)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(yuǎn)低于AB兩相),隨后對(duì)2556m處接頭進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)解體,以排除電纜故障。現(xiàn)場(chǎng)完成2556m處接頭解體后電纜絕緣電阻值正常,電纜恢復(fù)正常運(yùn)行。
LIRA現(xiàn)場(chǎng)案例
案例五:電纜接頭局放定位+接頭進(jìn)水定位
|
時(shí)間
|
2022.2.22
|
|
地點(diǎn)
|
福州
|
|
用戶
|
福州**工程公司
|
|
測(cè)試目的
|
計(jì)劃?rùn)z修維護(hù)
|
|
測(cè)試設(shè)備
|
LIRA
|
|
測(cè)試線路名稱
|
10kV**1#環(huán)網(wǎng)電力電纜
|
|
電纜長(zhǎng)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(shí)長(zhǎng)
|
15-30min
|
|
出具報(bào)告時(shí)長(zhǎng)
|
30min
|
LIRA現(xiàn)場(chǎng)案例
案例五:現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)分析
通過阻抗圖譜判定:
(1)電纜在距測(cè)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(cè)試端88米處有異常阻抗變化，因幅值變化相對(duì)較小,建議持續(xù)關(guān)注。
結(jié)論:經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)巡查，在距測(cè)試端1140,1500米處均為電纜中間接頭,現(xiàn)場(chǎng)解體后發(fā)現(xiàn)明顯缺陷情況,與阻抗譜檢測(cè)結(jié)論一致。
LIRA現(xiàn)場(chǎng)案例
案例五:現(xiàn)場(chǎng)巡視照片
對(duì)1140m處接頭解體時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)圖片
解體后絕緣
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A
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B
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C
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0-1140m
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2G
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2G
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2G
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1140-1743m
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30M
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200M
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200M
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LIRA現(xiàn)場(chǎng)案例
案例五:現(xiàn)場(chǎng)巡視照片
當(dāng)對(duì)1500m接頭解體時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)圖片
解體后絕緣
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A
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B
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C
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1140-1500m
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10G
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10G
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10G
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1500-1743m
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4G
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4G
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4G
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LIRA現(xiàn)場(chǎng)案例
案例六:電纜本體機(jī)械損傷(過度彎曲)+接頭受潮
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時(shí)間
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2019.7.19
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地點(diǎn)
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成都
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用戶
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成都**工程公司
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測(cè)試目的
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為客戶第1次接觸該設(shè)備，想要了解設(shè)備操作及缺陷定位情況
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測(cè)試設(shè)備
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LIRA
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測(cè)試線路名稱
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10kV**線電力電纜
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電纜長(zhǎng)度
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1565
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接頭數(shù)量
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4
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采集數(shù)據(jù)時(shí)長(zhǎng)
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15-30min
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出具報(bào)告時(shí)長(zhǎng)
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30min
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LIRA現(xiàn)場(chǎng)案例
案例六:現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)分析
通過阻抗圖譜判定:
(1)在距測(cè)試端1346m阻抗波形有明顯畸變且幅值較大,建議及時(shí)處理。
(2)電纜514m，859m處阻抗波形異常,建議持續(xù)關(guān)注。
LIRA現(xiàn)場(chǎng)案例
案例六:現(xiàn)場(chǎng)巡視照片
514米處轉(zhuǎn)彎半徑不足(過度彎曲)
859米處電纜通道潮濕(接頭受潮)
1400米處電纜完全浸沒于水下(接頭受潮)
說明:現(xiàn)場(chǎng)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(zhuǎn)彎半徑不足導(dǎo)致該處電纜阻抗值異常,與寬頻阻抗譜檢測(cè)結(jié)果一致。
