So finden Sie intermittierende Kabelfehler: Bewährte Methoden, Ausrüstung und eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für die Praxis

Einleitung

Intermittierende Kabelfehler gehören zu den frustrierendsten und zeitaufwändigsten Herausforderungen bei der Wartung von Stromkabeln.Intermittierende Fehler kommen und gehen, die eines Tages einen Ausfall auslösenBis eine Mannschaft vor Ort ankommt, ist die Verwerfung oft verschwunden und lässt keine Spur von ihrem Standort zurück.

Die Suche nach einem intermittierenden Fehler erfordert einen anderen Ansatz als die Suche nach einem dauerhaften Fehler.Die Standard-Zeitbereichsreflectometrie (TDR) versagt häufig, weil der Fehlerwiderstand zu hoch ist oder der Fehler nur unter spezifischer thermischerIn diesem Artikel wird erklärt, was die Ursachen von intermittierenden Kabelfehlern sind, warum sie so schwer zu erkennen sind,und die bewährten Methoden und Geräte, die Feldingenieure verwenden, um sie schnell und genau zu lokalisieren.

1Was sind intermittierende Kabelfehler?

Ein intermittierender Kabelfehler ist ein Defekt, der keinen stabilen, kontinuierlichen Kurzschluss erzeugt. Stattdessen erscheint und verschwindet der Fehler je nach Betriebsbedingungen wie Laststrom,TemperaturHäufige Ursachen sind:

• Wasserbäume in XLPE-DämmungMit der Zeit dringt Feuchtigkeit in die Isolierung ein und erzeugt baumartige Kanäle, die nur leiten, wenn das Kabel unter Belastung oder bei erhöhter Temperatur angetrieben wird.
• Risse in der Isolierung- winzige Risse, die sich im Laufe des Tages mit der Wärmeexpansion und -kontraktion öffnen und schließen, wenn sich die Last des Kabels ändert.
• mit einer Breite von mehr als 20 mm- Verbindungen oder Spleißungen mit hohem Kontaktwiderstand, die bei hoher Belastungsströmung versagen, aber bei geringer Belastung normal erscheinen.
• Mechanische Schäden, die nicht vollständig durchdrungen sindEin Kabel, das zerrissen oder abgerissen wurde, aber noch genug Isolierung hat, um die Spannung unter normalen Bedingungen zu halten, und nur dann kaputt geht, wenn die Spannung ansteigt oder die Temperatur steigt.
• Feuchtigkeit in Verbindungen oder Enden- Ein Eintritt von Wasser, der nur dann einen leitfähigen Pfad erzeugt, wenn die Verbindung nass ist oder das Kabel erwärmt wird.
• Schäden an der Halbleiterschicht- Messerspuren oder eine unvollständige Entfernung des Halbleiterbildschirms an einem Gelenk erzeugen eine lokale Feldbelastung, die intermittierend abfällt.

1.1 Warum intermittierende Störungen so schwer zu erkennen sind

Die Schwierigkeit bei intermittierenden Störungen besteht darin, dass der Störwiderstand nicht stabil ist.Der Fehler hat sich möglicherweise selbst versiegelt. Der Isolationswiderstand lautet normal.Wenn Sie das System verlassen, kehrt der Fehler zurück und aktiviert den Stromkreis wieder.Wiederholte Ausfälle und kostspielige Notrufe.

Standard-TDR arbeitet, indem er einen Niederspannungspuls sendet und die Reflexionen von Impedanzänderungen misst.Bei intermittierenden Störungen, ist der Widerstand in der Regel sehr hoch, wenn der Fehler nicht aktiv ist, und TDR kann ihn überhaupt nicht erkennen.

2- bewährte Methoden zur Bestimmung von Intermittierenden Störungen

2.1 Lichtbogenreflexionsmethode (ARM-Methode / Überspannungswellenmethode)

Die Bogenspiegelungsmethode, auch ARM, Überspannungswellenmethode oder Impulsstrommethode genannt, ist die am weitesten verbreitete Technik zur Bestimmung von Hochwiderstands- und intermittierenden Kabelfehlern.Das Prinzip ist einfach::

Ein Hochspannungsspannungsgenerator (Thumper) wendet einen hochenergetischen Spannungspuls auf das defekte Kabel an.Dieser Impuls zwingt die intermittierende Störung zum Abbruch, wodurch ein vorübergehender Bogen entsteht, der den Störungswiderstand für die Dauer des Impulses auf nahezu Null senkt.Während der Bogen aktiv ist, wird ein TDR-Impuls durch das Kabel gesendet, der sich von dem niedrigen Widerstandsbogen abwirft und eine klare, leicht messbare Reflexion erzeugt.

Die Zeit zwischen dem ausgehenden TDR-Impuls und der Reflexion aus dem Bogen wird gemessen, und mit Hilfe der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Kabels wird der Abstand zur Störung berechnet.ARM funktioniert, weil es aktiv zwingt den Fehler, eine niedrige Impedanz Reflexion zu präsentieren, unabhängig von seinem normalen Ruhewiderstand.

Die wichtigsten Vorteile von ARM:

• Arbeitet an Hochwiderstandsfehlern, die TDR nicht erkennen kann
• Es ist nicht erforderlich, dass der Fehler stabil ist. Jeder Überspannungspuls erzeugt vorübergehend die Reflexion.
• Kann Störungen von 1 Meter bis mehrere Kilometer entfernt lokalisieren
• Bietet ein visuelles Wellenbild, das erfahrene Bediener interpretieren können

2.2 Impulskorrentmethode

Die Impulsstrommethode (auch als Wellenreflexion oder Überspannungsstrommethode bezeichnet) ist eng mit der ARM verwandt.Es misst die Stromwelle, die vom Überspannungsgenerator selbst erzeugt wird, während es zum Verwerfungsbereich fährt und sich zurück reflexiertAn der Prüfseite des Kabels wird ein Stromkopplungsgerät (Clamp-on CT) platziert, und der Empfänger zeigt den ausgehenden Überspannungspuls und seine Reflexion vom Fehler an.

Die Impulsstrommethode ist besonders nützlich bei sehr hohen Widerstandsfehlern und langen Kabeln, da sie den hochenergetischen Überspannungspuls sowohl als Fehleraktivierungs- als auch als Messsignal verwendet.Es ist weniger von Kabelschwäche betroffen als ein Niederspannung TDR-Impuls.

2.3 Verbrennungs- / Fehlerkonditionierung

Wenn ein intermittierender Fehler einen extrem hohen Widerstand (oft über 500 kΩ) aufweist, kann er auch bei der maximalen Spannung des Überspannungsgenerators nicht kaputtgehen.ein Verbrennungsverfahren (oder eine Fehlerkonditionierung) kann helfen:

Eine geregelte Gleichspannung oder Wechselspannung wird auf das Kabel auf einem Niveau angewendet, das knapp unter der Ausfallschwelle liegt.Die Energie an der Störung verbrennt allmählich die Isolierung und senkt den Störwiderstand über mehrere Minuten, bis die Störung zu einer kurzlebigen Störung mit geringem Widerstand wird, die durch TDR oder ARM lokalisiert werden kann.Das ist akzeptabel, weil der Fehler sowieso repariert werden muss., sollte aber nicht auf gesunden Kabel-Abschnitten verwendet werden.

2.4 VLF/Hochspannungsbelastung zur Aktivierung des Fehlers

Einige intermittierende Störungen treten nur bei anhaltender Überspannung oder thermischer Belastung auf.Die Anwendung einer VLF (Very Low Frequency) Wechselspannung oder einer DC Hypot Spannung bei erhöhten Niveaus kann dazu führen, dass der Fehler konsequent abfälltWenn die Störung unter anhaltender Spannung auftritt, können ARM- oder Pulsstrommessungen durchgeführt werden, um sie zu lokalisieren.

Dieser Ansatz ist besonders nützlich für Wasserbaum-beschädigte Kabel, bei denen der Fehlerwiderstand mit Spannung und Temperatur variiert.1 Hz für mehrere Minuten löst häufig einen stabilen Ausfall aus, der eine genaue Vorortung ermöglicht.

2.5 Akustisch-magnetische Bestimmung

Nach der Vorlokalisierung mit ARM- oder Pulsstrommethoden wird der Fehler auf einen bestimmten Abschnitt eingeschränkt, der Fehler muss auf der Bodenoberfläche ermittelt werden.:Der Überspannungsgeneratorimpuls verursacht eine Entladung des Fehlers (Bogen), wodurch sowohl ein akustischer Klang (aus der thermischen Ausdehnung am Fehlerpunkt) als auch ein magnetisches Signal (aus dem Überspannungsstrom) erzeugt werden.Ein tragbares Gerät mit Bodenmikrofon und Magnetsensor wird entlang der Kabelstrecke geführtDer Betreiber verwendet zunächst das Magnetsignal, um die Gesamtfläche zu finden, und wechselt dann zum akustischen Abhören, um den genauen Fehlerort mit einer Genauigkeit von wenigen Zehntausenden Zentimetern zu bestimmen.

2.6 Überwachung und Ereignisprotokollierung

Bei intermittierenden Störungen, die wirklich schwer zu reproduzieren sind, die nur unter bestimmten Belastungs- oder Wetterbedingungen auftreten, können permanente oder temporäre Überwachungssysteme eingesetzt werden.Diese Systeme überwachen das Kabel kontinuierlich auf Teilentladungen., Leckstrom oder Spannungstransparenzen, und die Zeit und Schwere jedes Fehlerereignisses protokollieren.Der Fehler tritt immer auf, wenn die Umgebungstemperatur unter 5°C fällt.Diese Informationen helfen den Ingenieuren, die richtigen Prüfbedingungen und -zeiten auszuwählen, um den Fehler während der kontrollierten Prüfung zu erzeugen.

3Schritt für Schritt: Aufspürung eines intermittierenden Fehlers

Schritt 1: Bestätigen Sie, ob der Fehler nur intermittierend istWenn die Messwerte normal sind, aber das Kabel unter Last trotzdem abstürzt, ist der Fehler wahrscheinlich intermittierend.Überprüfung der Ausfallprotokolle zur Feststellung von Mustern (Zeit des Tages), Belastungsgrad, Wetter).

Schritt 2: Führen Sie einen TDR-Scan durchWenn der Fehler aktuell aktiv ist (niedriger Widerstand), kann TDR ihn direkt lokalisieren. Wenn keine Reflexion sichtbar ist, gehen Sie zu ARM.

Schritt 3: Setzen Sie den Überspannungsgenerator ein Anschließen Sie den Hochspannungsspannungsgenerator (Thamper) an die Fehlphase.Suchen Sie nach einem plötzlichen Spannungsabfall oder Stromspitze auf den Thumper-Meter.

Schritt 4: Durchführung der ARM- / PulsstromvorortungWenn der Fehler abfällt, verwenden Sie die Funktion ARM oder Pulsstrom auf dem Fehlerlocator.Messen Sie die Entfernung und berechnen Sie die Fehlerposition entlang des Kabels.

Schritt 5: Wenn kein Zusammenbruch auftritt, versuchen Sie Burn-Down- oder VLF-StressWenn die Störung bei verfügbarer Überspannung nicht ausfällt, versuchen Sie, die Störung mit anhaltender Gleichspannung zu unterbinden oder VLF-Überspannung für mehrere Minuten anzuwenden, um eine konstante Störung zu erzwingen.

Schritt 6: Bestimmung der Position mit akustisch-magnetischer Methode Verwenden Sie die Abstandsbestimmung als Leitfaden und laufen Sie mit dem akustisch-magnetischen Empfänger die Kabelstrecke entlang.Dann verwenden Sie akustische Anhörung, um den genauen Fehlerort auf dem Boden zu markieren.

Schritt 7: Ausgraben und Überprüfen¢ Gräben Sie an der markierten Stelle. Überprüfen Sie das Kabel auf sichtbare Schäden. Nach der Reparatur testen Sie das Kabel erneut und führen Sie eine letzte TDR durch, um zu bestätigen, dass der Fehler behoben ist.

4. Best Practices

• Beginne tief, geh hoch.Überschüssige Spannung kann zusätzliche Schäden an anderen schwachen Punkten des Kabels verursachen.
• Aufzeichnungswellenformen¢ Speichern jeder ARM/TDR-Wellenform. Der Vergleich von Wellenformen aus mehreren Impulsen hilft, den Fehlerort zu bestätigen und ihn vom Lärm zu unterscheiden.
• Die richtige Ausbreitungsgeschwindigkeit verwenden¢ Die korrekte Kabelgeschwindigkeitsfaktorinput (aus Herstellerdaten oder TDR-Kalibrierung auf einer bekannten Kabellänge).
• Prüfung aller Phasen¢ Intermittierende Störungen beeinflussen möglicherweise nicht alle Phasen.
• Seien Sie geduldig.- Intermittierende Fehler erfordern mehrere Überspannungspulse, erhöhte Spannung oder anhaltende Belastung, bevor sie konsequent ausfallen.
• Sicherheit in den VordergrundBefolgen Sie das Lock-out-Verfahren, verwenden Sie eine angemessene PPE, halten Sie sich während des Pulsens in sicherem Abstand zum Kabel und entladen Sie das Kabel immer nach der Prüfung.

5. XZH TEST Lösungen für intermittierende Störungen

XZH TEST bietet ein vollständiges Kabelfehlerortungssystem, das für intermittierende und hochwiderstandsfähige Störungen ausgelegt ist:

• Integrierte Kabelfehllocker- Kombination von TDR-Vor-Lokalisierung, ARM (Bogenreflexion) und Pulsstrommethoden in einem einzigen tragbaren Instrument.
• Hochspannungsspannungsgeneratoren (Thumper)- Erhältlich in tragbaren und auf Trolleys montierten Konfigurationen bis zu 35 kV, mit verstellbarer Leistung und automatischem Radfahren.Genügend Energie, um hartnäckige, intermittierende Störungen in Mittel- und Hochspannungskabeln zu beseitigen.

• Geräte für die Herstellung von Geräten, die mit einem elektrischen Gerät ausgestattet sind- sowohl akustische als auch magnetische Signale aus Fehlerentladungen mit eingebauter Korrelation zur Geräuschabweisung erkennen.
• VLF-Prüfsysteme Anwendungen bei anhaltender Überspannung zur Aktivierung von Wasserbaum- und spannungsabhängigen intermittierenden Störungen, mit optionaler Tan Delta- und PD-Messung zur Einschätzung des Isolationszustands.
• Komplete SystempaketeAll-in-one-Kits, die TDR, Surge-Generator, akustisch-magnetische Angabe und Kabelroute-Tracing in einem einzigen tragbaren Setup für effiziente Feldoperationen kombinieren.

Schlussfolgerung

Intermittierende Kabelfehler sind zwar schwierig, aber nicht unmöglich zu finden.Der Schlüssel besteht darin, die Störung aktiv zu zwingen, ein messbares Signal zu erzeugen, indem Hochspannungsspannungen für ARM oder Pulskorrent vor Ort verwendet werden., Verbrennungs- oder VLF-Spannung bei hartnäckigen Hochwiderstandsfehlern und akustisch-magnetische Bestimmung der endgültigen Bodenposition.Selbst die schwer fassbarsten intermittierenden Störungen können oftmals in einem einzigen Standortbesuch gefunden und repariert werden, anstatt wochenlang wiederholte Ausfälle.

Über XZH TEST

XZH TEST ist spezialisiert auf Kabelfehlererkennung und elektrische Prüfgeräte und bietet praktische Lösungen für Stromversorger, Elektrounternehmer, Prüfunternehmen und Feldingenieure.Die Produktpalette umfasst auch Kabelfehllocker, Überspannungsgeneratoren, akustisch-magnetischen Pinnweiser, TDR-Instrumente, VLF-Testsysteme und Kabelroute-Tracer® sind alle für Feldbeständigkeit, Messgenauigkeit und Betriebssicherheit konzipiert.