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複数の動作条件下での電力ケーブル障害検出技術の選択と適用 - パート I

2026-06-17
Latest company news about 複数の動作条件下での電力ケーブル障害検出技術の選択と適用 - パート I
1: 標準と試験方法
詳細な技術記事 (レベル1)

対象者:技術技術者,設備選定スタッフ,方法原理と標準基礎を理解する必要がある専門家.

1関連標準システム

ケーブル欠陥試験には,設備製造基準,現場操作仕様,受容試験基準の3つのレベルがあり,完全な標準システムを構成する.

1.1 機器規格 (試験器具の技術要件を指定する)
スタンダード番号 内容 ステータス
DL/T 849.1-2019 電源機器の特殊試験装置に関する一般的技術条件 第1部分:ケーブル障害のフラッシュテスト 効用: 2020年5月に実施され,2004年のバージョンを入れ替える
DL/T 849 について2 電源機器の特殊試験装置に関する一般的技術条件 第2部分:ケーブル障害検出器 有効
DL/T 849 について3 電気機器の特殊試験装置に関する一般的技術条件 第3部分:ケーブル経路探知器 有効
DL/T 2530.2-2024 電源ケーブル試験装置の一般的技術条件 第2部分:ケーブル蓋の故障検出器 2024年に新たに発行され,ステップ電圧方法とパルスする直角波電流方法を採用するロケータに関する技術要件を規定する.
DL/T 846シリーズ 高電圧試験装置の一般的技術条件 高電圧発電機の基準
1.2 運用仕様基準
スタンダード番号 内容
DL/T 474-2018 フィールド・インソレーション試験に関するガイドライン (安全操作要件を含む)
DL/T 1919 年 配送ネットワークにおける空中線,ケーブル線,配送施設の条件に基づく保守に関するガイドライン
1.3 受付試験基準 (修理後の合格を判断するための基準)
スタンダード番号 内容
GB/T 50150-2016 電気装置工学の電気機器の手渡し試験に関する規格
IEC60502シリーズ 1kVから30kVの定電圧のための外押し断熱付き電源ケーブルとそのアクセサリー (国際基準)
IEC 60840 定電圧が30kV以上のケーブルのための試験方法 (国際基準)

使用ヒント: 規格は継続的に更新されています.引用時に,中国標準化局の公式ウェブサイトに掲載された現在の有効バージョンを参照してください.

2低電圧パルス方法 (TDR)
2.1 原則

タイムドメイン反射測定 (TDR).低電圧の狭いパルスがケーブルに注入される.パルスがケーブルに沿って伝播し,阻力変異のある位置に反射する.計器は時間差を測定して欠陥距離を計算します.

2.2 基本式

障害距離:S=V×Δt÷2

  • V:ケーブルにおける波の伝播速度 (m/μs),ケーブル隔熱材料によって異なります
  • Δt:送信パルスと反射パルスとの違い (μs)
  • 2 で割る: 脈は往復回を移動し,測定時間は往復回の期間です
2.3 共通ケーブルの基準波速さ (実際の測定による校正が必要だが,直接適用にはならない)
断熱型 参照波速さ 波速偏差の影響
紙から隔離された鉛覆いケーブル (PILC) ~160 m/μs 5%の偏差が 1000mケーブルに 50mの誤差を引き起こす
交叉結合ポリエチレン (XLPE) ~170m/μs 上記と同じです
エチレンプロピレンゴム (EPR) 150-165 m/μs 公式 の 間 に 大きな 差 が あり,実際の 測定 が 必要 です
2.4 波形極度規則
欠陥タイプ 伝達波 反射波 ルール要約
オープン・サーキット / 壊れたケーブル 陽性だ 陽性だ オープン・サーキットでも同じ極度
低抵抗短回路 (R ≤ 100 Ω) 陽性だ 否定的 短路の反対極度
純短回路 (インパルスフラッシュ方法) 陽性だ 陽性だ オープン回路と同じです
2.5 カーソルの位置設定
  • 開始点:送信パルスとベースラインの上昇辺の交差点
  • 終点点 (オープン回路):反射パルスとベースラインの上昇辺の交差点
  • 終点点 (ショート回路): 反射パルスと基線の初期上昇辺の交差点
2.6 サンプリング周波数と解像度 (デフォルト: 25 MHz)

サンプリングポイントまでの距離:S=V÷(2×f)

  • PILCケーブル: (160÷2 * 25 = 3.2m/ポイント
  • XLPEケーブル: (170÷(2 *25) = 3.4) m/ポイント
2.7 適用範囲

✅ 開いた回路/壊れたケーブル障害

✅低抵抗短回路 ((R ≤ 100) Ω)

✅ ケーブルの全長を測る (波速校正のために)

✅ ケーブル 接続,T 接続,支線 位置 を 特定 する

2.8 利点
  • 操作が簡単で学習コストが低い
  • 高電圧装置は必要ない 高い安全性
  • 高範囲の精度と 明確で直感的な波形
  • 共同関節,T関節,枝を同時に位置付けることができる
2.9 制限
  • 低抵抗障害 (R ≤ 100 Ω) にのみ適用される
  • 高抵抗障害では反射係数がゼロに近づき,反射波形は特定できません
  • 高抵抗性漏れ欠陥を直接検出できず,すべてのケーブル欠陥の約80%を占めています.
3高電圧フラッシュオーバー方法 (パルス電流方法/インパルスフラッシュ方法)
3.1 原則

高抵抗障害は低電圧下では高インピーダンスを維持するため,低電圧パルスには効果的な反射が生じない.インパルスフラッシュ方法では,高電圧のインパルスを適用し,欠陥点を瞬時の電弧 (ショート回路状態) に分解します.この瞬間,パルス電流の移動波は,低抵抗短路に似た明確な反射波形を得るために収集されます.

3.2 システムの配線

220 V メイン → 電圧調節器 → 高電圧トランスフォーマー → エネルギー貯蔵コンデンサ → 放電ギャップ → 欠陥ケーブル

現在のサンプラー → テストホスト (波形取得)

3.3 標準インパルスフラッシュ波形 (現在のサンプリング)

主な波形特徴: 伝送パルス,反射パルス,負逆パルス

  • 開始点:送信パルスとベースラインの上昇辺の交差点
  • 終点:負逆衝動の下降前端と基線の交差点 (負逆衝動がない場合,上昇する端に設定)
3.4 二次分解放出 (特別ケース)

高抵抗障害の場合,インパルス電圧は故障点を通ってケーブル端末を通過し,帰路の時の電圧重置後にフラッシュオーバーが発生します.波形は2つの部分構造を示しています.

読み取り規則: 2番目の部分の距離を実際の欠陥距離として

3.5 放電しない故障点のトラブルシューティング
ステップ オペレーション
ステップ 1 インパルス電圧の限界値を増やすために適切に放電ギャップを拡大
ステップ2 シングルインパルスエネルギーを増やすためにエネルギー貯蔵コンデンサータの容量を増加
ステップ3 安定した放出チャネルを形成するために欠陥ポイントを強制するために長い時間連続インパルス適用
3.6 適用範囲

✅高抵抗性漏れ障害 ((R > 100) Ω)

✅ 高耐性フラッシュオーバー障害

✅ 湿った関節障害

✅ 低電圧試験で目に見えない症状で動作中にトリッピングを引き起こす故障

3.7 利点
  • 高抵抗性漏れ欠陥の約80%に適用され,現場での柔軟性が高い
  • 誤差の種類を正確に分類する必要はない. 誤差耐性が高い.
3.8 制限
  • 厳格な安全操作要件を伴う高電圧機器が必要です
  • 負の逆衝動の振幅は欠陥特性によって変化し,波形解釈には経験が必要です
  • 低電圧パルス方法よりも低抵抗障害の精度 (放電遅延により範囲誤差が大きい)
  • 複雑 な 配線 と 数々 の 操作 ステップ
4副次パルス方法
4.1 原則

低電圧パルス方法 (高精度だが高抵抗障害では無効) とインパルスフラッシュ方法 (高抵抗障害だが複雑な波形では適用できる) の組み合わせ:

  1. 低電圧パルスを送信し,参照波形を記録する (高抵抗の故障点では反射しない)
  2. 高電圧のインパルスを適用し,欠陥点を分解し,電気弧を形成します
  3. 電気弧が燃えている間,低電圧のパルスを同期的に送信します. 欠陥点は低抵抗点と同等で,明確なショートサーキット反射を生成します.
  4. 2つの波形を比較する. 差の位置は欠陥点です

この方法では,低電圧パルスによる透明な波形を用いて高抵抗障害の位置を認識する.

4.2 パルス電流方法と二次パルス方法の比較
比較項目 パルス電流方法 (パルスフラッシュ) 2次パルス方法
波形 透明性 否定的な逆衝動に悩まされる.解釈には経験が必要です. 低電圧パルスに似ていて 読みやすい
適用可能な欠陥 高抵抗性漏れ/フラッシュオーバー障害 高抵抗性の漏れ障害 (好ましい)
範囲 の 精度 中等 比較的高い
操作の難しさ ネガティブな逆衝動を識別する必要があります 比較的簡単です
設備の必要性 高電圧装置 高電圧装置 + より高い同期要件
4.3 適用範囲

✅高抵抗漏れ障害 (インパルスフラッシュ方法よりも高い精度)

✅ 経験が不足している操作者 (波形解釈が簡単)

✅ 信頼性の高い範囲の結果を必要とするシナリオ

5音声磁気同期定位方法

注: これは位置付け方法距離測定法ではなく,粗略な距離測定後に正確な地面位置付けに使用される.

5.1 作業原理

障害ケーブルに高電圧のインパルスを適用します. 障害点での放電は2つの信号を生成します:

  1. 音響信号: 放出 エネルギー は 機械 的 な 振動 に 変換 さ れ,土壌 や コンクリート を 通し て 地面 に 伝わっ て い ます
  2. 電磁信号: 放電電流は磁気パルスを生成し,地面に放射する

地上のセンサーは2つの信号を同時に受信します センサーが故障点の直上に位置すると,音響信号と電磁信号の伝播経路の差は最小ですそして時間差は0に近づきます.

位置付け規則: センサーを移動して 最小の時間差 (0に近い) の位置を見つけます

5.2 作戦の重要なポイント
  • 確認されたケーブル経路に沿って粗略な範囲の近くにセンサーをゆっくり移動
  • 最大音量のみで判断しないでください. 音はパイプライン,マニュホールカバー,関節構造によって反射され,誤った最大値を形成します.
  • 安定した時間差を確認するために,同じ位置で2〜3回試験を繰り返す.
  • ケーブル経路と粗略な範囲距離で確認
5.3 干渉源と解決策
干渉源 影響 解決策
地下管道 音はパイプラインに沿って広がり,誤った最大値を形成します 音量のみではなく時間差で判断する
合流井と排水孔の蓋 腔内での音響伝播経路の変化 センサーを地面にしっかりと固定し,マニュホールカバーから離れてください
閉ざされた断層 (シールド断層) 非常弱な放出音 インパルス電圧を増やしたり,プロフェッショナルなシート位置付け方法を採用したり
道路騒音 背景ノイズマスク 放出音 ピークタイムを避け,ノイズ削減モードをオンにする
5.4 適用可能・適用できないシナリオ
欠陥タイプ 適用可能性 理由
高抵抗性漏れ/フラッシュオーバー障害 ✅ 最も適用可能 明らかな放出音
低抵抗短回路 適用されない 放出音がない.代わりに音声誘導方法を採用
単核シールドの欠陥 (閉ざ型) 難しい 密閉された構造で非常に弱い音
6ステップ・電圧方法 (シート欠陥専用)
6.1 専用シート欠陥試験方法の理由

シングルコア高電圧ケーブル内膜の欠陥ループは,金属内膜,欠陥点,土から構成されています. 脈拍信号は,土の高い減衰係数により,ひどく弱まります.だから従来のパルス方法には 非常に限られた有効な範囲があり 効果的な位置付けを実現することはできません.

6.2 範囲:ブリッジ方法

ウィートストーン・ブリッジ原理に基づいて,欠陥相と健康相 (または補助線) の間の抵抗比を測定して欠陥距離を計算する.この方法はパルス反射に依存せず,地球減衰に免疫している.

6.3 位置付け: ステップ電圧方法

シールドとアースの間に直流またはパルス信号を適用し,地面上の隣接する2つの点間の潜在差 (ステップ電圧) を測定します.損傷したシート付近のステップ電圧の異常変化は,障害点の方向と位置を示します.

6.4 標準基準

DL/T 2530.2-2024電源ケーブル試験装置の一般的技術条件 第2部分:ケーブル蓋の故障検出器ステップ電圧方法とパルスする直角波電流方法を採用するロケータの技術要件,試験方法および検査規則を2024年に新たに発行する.

6.5 カーブ・フォールト位置付けの難易性

シャット欠陥は通常,非常に弱い放出音の閉ざされた欠陥であるため,音磁同期方法は効果が低い.プロのシャット欠陥検出器が必要です.高い運用経験が必要です.

75つの試験方法の選択決定表
欠陥タイプ 推奨範囲の方法 推奨位置付け方法
オープン回路 / 壊れたケーブル 低電圧パルス方法 音声検出方法/音声誘導方法
低抵抗短回路 (≤100 Ω) 低電圧パルス方法 (正確性優先) 音声誘導方法/音声検出方法
高抵抗漏れ (>100 Ω) 2次パルス方法 (好ましい) /インパルスフラッシュ方法 (代替) アコースティック・マグネティック・シンクロンポジショニング方法
フラッシュオーバーの欠陥 直接フラッシュ方法 (条件が許容する場合は) /インパルスフラッシュ方法 (変換後) アコースティック・マグネティック・シンクロンポジショニング方法
蓋の欠陥 ブリッジ方法 ステップ電圧方法

注記: 引用されたすべての規格は,作成時に有効なバージョンです.使用する前に標準の現在の状態を確認してください.高電圧試験中に,DL/T 474-2018および関連する安全規則を厳格に遵守する..

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