Aug 30, 2024
Ⅰ.Vorbereitung vor dem Test
| Testzeit | 2024/7/22 |
| Testort | Mosambik, Afrika |
| Verlegemethode | Direktverlegung |
| Beide Enden | Ein Ende befindet sich am Außenklemmen des Umspannwerks, und das andere Ende ist mit dem innen liegenden GIS innerhalb des Umspannwerks verbunden. |
| Verwendetes Instrument | T8 Kabel-Fehlerortungssystem |
| Grundlegende Standortinformationen | Zwei Stromkreise von 66 kV-Kabeln sind an beiden Enden parallel an dieselben Klemmenpositionen angeschlossen. Derzeit sind die beiden Kabelenden an der Außenseite getrennt, während das GIS-Ende kurzgeschlossen bleibt (RR, SS, TT). Jeder Stromkreis ist etwa 2,8 km lang und besteht aus einadrigen Aluminiumleitern mit einem Querschnitt von 630 mm², die in einer Dreiphasenkonfiguration angeordnet sind (R—Gelb, S—Grün, T—Rot). Entlang des Kabels befinden sich drei Muffen: zwei isolierte Muffen und eine Durchgangsmuffe. Der Abschnitt von der Außenabschlussmuffe zur Durchgangsmuffe ist kreuzgebunden, während die Hülle der Durchgangsmuffe und der GIS-Abschluss direkt geerdet ist. Das Kabel war noch nicht in Betrieb. Vor der Inbetriebnahme wurde ein DC-Durchschlagspannungstest mit der doppelten Phasenspannung erfolgreich abgeschlossen. Bei der ersten Inbetriebnahme brach an der metallischen Abschirmung der Durchgangsmuffe ein Feuer aus, noch bevor es zu einem Isolationsdurchschlag kam. Die Stromversorgung wurde vor dem Ausfall nicht unterbrochen. Einige Minuten später kam es zu einem Hauptisolationsdurchschlag, und die metallische Hülle an der Stelle der Durchgangsmuffe fing Feuer und wurde stark beschädigt. Nachdem die beschädigte Muffe abgeschnitten und neu abgeschlossen wurde, fiel das Kabel erneut aus – diesmal sofort bei der Wiederinbetriebnahme. Das äußere Erscheinungsbild der Durchgangsmuffe blieb optisch intakt, ohne sichtbare Anzeichen eines Ausfalls. Isolationswiderstandstests zeigten, dass Phase R in gutem Zustand blieb, während der Isolationswiderstand zwischen den Phasen S und T Null betrug. Die Aufgabe besteht nun darin, den Hauptisolationsfehler zwischen den Phasen S und T zu lokalisieren und zu identifizieren. |
Ⅱ.Testprozess
Schritt 1: Bestimmung der Fehlerart
Isolationswiderstandsmessungen der Phasen R, S und T wurden mit einem Megohmmeter durchgeführt, und die Fehlereigenschaften wurden wie folgt bestimmt: Ein Hauptisolationsfehler wurde zwischen den Phasen S und T (ST) identifiziert.
Der Test wurde von der Außenklemme am Umspannwerk aus durchgeführt. (Hinweis: Da die Phasen RR, SS und TT innerhalb des GIS kurzgeschlossen sind, befindet sich das ferne Ende des Testkabels effektiv an derselben Position der Außenklemme am Umspannwerk.)
| Testphase | R | S | T |
| Hauptisolierung | Hauptisolierung | Hauptisolierung | |
| Fehlerwiderstand | Endlos | 0MΩ | 0MΩ |
| Ist es ein Fehler? | Intakt | Fehler | Fehler |
Schritt 2: Fehlervorortung
01. Zunächst wurde das gesunde R-Phasen-Kabel über seine gesamte Länge als Referenz getestet. Wie in Abbildung 1 gezeigt, beträgt die einzelne Kabellänge 2.743 Meter. Die beiden unterschiedlichen sinusförmigen Reflexionswellenformen in der Mitte zeigen die Positionen der isolierten Verbindungen an, während die schwächere sinusförmige Reflexion am Ende die Position der Durchgangsverbindung anzeigt.
02. Die Niederspannungsimpulsmethode wird verwendet, um die gesamte Länge des S-Phasen-Kabels im Vergleich zur gesamten Länge der R-Phase zu testen, wie in Abbildung 2 unten gezeigt. Die rote Wellenform repräsentiert die Fehlerwellenform der S-Phase, während die schwarze Wellenform die gesamte Länge der R-Phase darstellt. Es kann beobachtet werden, dass die R-Phase an der 'roten Markierung' Position, etwa 417,9 Meter vom GIS-Terminal entfernt, eine Unterbrechung erfährt, und der Unterbrechungspunkt fällt genau mit der Position des Durchgangsverbinders zusammen. Es wird vermutet, dass der Fehler am Durchgangsverbinder liegt.
Schritt 3: Kabelwegsuche
Die Kabelweginformationen sind klar und erfordern keine Suche.
Schritt 4: Fehlerortungspräzision
S-Phase:
01. Nach dem Anlegen von Druck an die S-Phase gingen wir zur Durchgangsverbindungskammer, um zu beobachten. Das Erscheinungsbild der Verbindung war zuvor überprüft worden und zeigte keine Probleme. Als wir jedoch der Verbindung in der Kammer näher kamen, konnte ein schwaches Entladungsgeräusch gehört werden, was zu dem Verdacht führte, dass ein innerer Isolationsfehler an der Verbindung aufgetreten ist.
02. Es wurde beschlossen, die Verbindung zu sezieren. Wie in der untenstehenden Abbildung 3 gezeigt, ist das Hauptende des Kabelverbinders versengt und die Metallabschirmung beschädigt. Das Kabel selbst ist jedoch nicht getrennt, was darauf hinweist, dass der die Stromübertragung beeinträchtigende Fehler nicht hier liegt.
03. Bei der erneuten Analyse der in Abbildung 2 oben gezeigten Wellenform wurde der Testverstärkung erhöht und die lokale Cursorposition vergrößert, wie in Abbildung 4 unten gezeigt. Es wurde festgestellt, dass die Trennungs-Wellenformposition nicht genau mit der Position der Durchgangsverbindung übereinstimmt, sondern tatsächlich etwa 15 Meter entfernt ist.
04. Nach dem Anlegen von Druck an das S-Phasen-Kabel wurde die Fehlerstelle 15 Meter vor der Verbindung genau lokalisiert. Die Ausrüstung detektierte ein deutliches Entladungsgeräusch, und die minimale akustische Zeitdifferenz am Fehlerpunkt betrug 5,8 ms. Die Fehlerstelle ist in Abbildung 5 unten dargestellt.
05. Da an dieser Stelle nicht sofort eine Ausgrabung durchgeführt werden kann und eine Vor-Ort-Überprüfung nicht möglich ist, wird die Bestätigung nach der anschließenden Ausgrabung erfolgen. Der S-Phasen-Fehlerpunkt wurde erfolgreich lokalisiert.
T-Phase:
01. Die Niederspannungsimpulstest-Wellenform für die T-Phase ist ebenfalls eine vollständige Wellenform, was darauf hinweist, dass die T-Phase keine Unterbrechung erlitten hat, sondern einen hochohmigen Erdschluss aufgrund eines Isolationsdurchschlags. Die Impulsstrommethode, die in Verbindung mit der Hochspannungseinheit verwendet wird, ist für die Entfernungsmessung erforderlich. Die Fehlerentfernung wurde auf etwa 5430 Meter gemessen, was die Länge des Einfachkabels übersteigt (TT-Phasen-Kurzschluss am GIS), was darauf hindeutet, dass der Fehlerpunkt auf der T-Phase des anderen Stromkreises liegt.
02. Das Testende wurde gewechselt, und die Fehlerwellenform für die T-Phase des anderen Stromkreises wurde unter Druck gemessen. Die Fehlerwellenform ist in Abbildung 6 unten dargestellt. Ein Zyklus dieser Wellenform entspricht einer Fehlerentfernung von 50 Metern.
03. Nach dem Entfernen der 30 Meter langen Reservewicklung in der Nähe der Nahbereichsstation wurde der Fehlerpunkt in der Nähe des Kabelendes gefunden. Nach dem Anlegen von Druck wurden an einer bestimmten Stelle deutliche Bodenvibrationen gespürt. Es wurde zufällig gegraben, und der T-Phasen-Fehlerpunkt wurde erfolgreich lokalisiert, wie in Abbildung 7 unten gezeigt.
04. Nachdem das Kabel am Fehlerpunkt durchgesägt wurde, wurden Isolationsprüfungen an beiden Kabelabschnitten durchgeführt, und beide bestanden. Der T-Phasen-Fehler wurde erfolgreich lokalisiert.
III. Testzusammenfassung
01. Die Metallhülle der Isolationsverbindung ist gespalten und getrennt. Die Wellenform an der Verbindung ist normalerweise deutlicher. Im Fall einer Durchgangsverbindung, bei der die metallische Abschirmung vollständig verbunden ist, ist die Wellenformreflexion schwächer und schwerer zu erkennen. An diesem Punkt kann der Abstand zwischen jeder Verbindung zum Vergleich herangezogen werden. Allgemein sind die drei Segmente der Kabel in einem großflächigen Kreuzverbindungsabschnitt gleich lang.
02. Bei der Fehlerprüfung sollten mehrere Zertifizierungen sorgfältig analysiert werden. Bis der Fehler identifiziert ist, sind alle besonderen Situationen möglich.
03. Dieses Durchgangsverbindungsstück ist der Endpunkt eines großen Abschnitts von kreuzweise verbundenen Kabeln, und die Metallummantelung muss direkt geerdet werden. Die Metallummantelung am angeschlossenen GIS-Ende muss ebenfalls ordnungsgemäß geerdet sein, um Schutz zu gewährleisten. Andernfalls wird die Ummantelung in diesem Abschnitt während des Kabelstrombetriebs oder bei einem Kurzschluss gegen Erde weiterhin aufheizen. Dies liegt daran, dass die Einzelkernspannung eine induzierte Spannung auf ihrer Metallummantelung erzeugt, und die Existenz des Kreislaufs führt zu einem Zirkulationsstrom, der wiederum dazu führt, dass das Kabel sich aufheizt. Der Grund für das Versagen der Metallabschirmung in beiden Durchgangsverbindungsstücken ist auf dieses Problem zurückzuführen.
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