TDR技术在供水电缆故障抢修中的应用.pdf

机械管理开发总第146期MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENTTotalof1462015年第4期N0．42015应用技术TDR技术在供水电缆故障抢修中的应用范华(大同煤矿集团供水分公司，山西大同037003)摘要：通过对供水系统电缆故障抢修存在的薄弱问题进行全面分析，在此基础上针对性地应用TDR(时域反射)技术，保证了供水电缆的安全运行，取得了良好的经济效益和社会效益。关键词：TDR技术；供水电缆；故障抢修；应用中图分类号：TN916．3文献标识码：A文章编号：1003．773X(2015)04．0070．03DOI：10．16525／j．cnki．cn14．1134／th．2015．04．0271立项原因分析2应用内容及创新点大同煤矿集团供水分公司(以下简称供水分2．1应用内容公司)担负着集团公司本部各矿、厂、处以及员工2．1．1TDR(时域反射)技术应用原理家属的生产、生活用水任务，近年来随着塔山工业TDR(时域反射)技术的基本原理是在一条不园区(位于下窝寨水源地)和棚户区(位于时庄水匹配的传输线上的波形会发生反射。传输线上任源地)及新建公路的建设，相继改移输电线，全力何一点的波形都是原有波形和反射波形的叠加。以赴支持集团公司新项目和市政公路建设。输电使用TDR测量法时，我们观察的是传输线输入端线路多处由架空线改为直埋电缆，但随之而来电的波形。TDR基本结构，一个脉冲发生器(1MHz缆故障增多，近5年来发生事故跳闸达40次之多，方波源)同时连接在示波器的垂直输入和传输线直接影响供水的可靠性、安全性。例如下窝寨水的输入端。你可以根据情况选择一个普通的同轴厂现只有一路电源由机厂变电站接出，供电线路T型连接器，同轴电缆连接器(BNC)或者单高频相继改移多处，近千米直埋电缆。而且大部分在连接器(UHF)来完成连接。方波源和示波器使用铁路路基下，有的与供水管线交错前行，如遇电缆的是BNC连接器，因此我们用BNCT型连接器。发生故障，抢修难度极大，工业园区的正常供水将供水分公司用一个SO一239将200ft的RG-58传输得不到保证，尤其是影响到塔山矿井及塔山电力线末端的PL-259UHF连接器转换成为BNC外螺的正常生产。为此，如能迅速查找故障点，及时处纹过渡管接头。过去这种适配器很少见，但是现理更显重要。传统的电缆故障定位需高压试验装在，由于录像机和同类产品的出现，这种适配器变置，必须使用交流电源，接线烦琐，特别是遇到死得很常见，可以帮助供水分公司完成很多部件的接地故障时常常会束手无策。还有依靠外观检查相互匹配。电缆、切断分段摇测、电桥法等对于电缆终端头故供水分公司使用TDR方式的测试仪，例如美障和外力破坏故障不易查找，对于电缆中间头和国公司Bicotest型号7810Lexxi电缆测试仪，在电缆本体故障更难查找，针对这种不足，供水分公一根电缆上加载一系列电压脉冲，在遇到大的阻司使用了TDR(时域反射)技术进行试用。抗变化时这些电压脉冲会被反射回测试仪。开路和断路发射正电压脉冲，短路反射负电压脉冲。收稿日期：2015—04—12该测试仪还可以记录被反射脉冲的时间和极性，作者简介：范华(197O一)，男，山西大同人，大据此就可以计算出电缆长度以及至断点和短路点同煤矿集团供水分公司工程师。的距离。 范华：TDR技术在供水电缆故障抢修中的应用2015年第4期·7l·2．1．2传统的直流电桥法与TDR法应用比较铺设临时线等。由原理可知TDR采用的是脉冲法，是目前TDR法特别是对电力电缆的短路故障和开路应用较广的电力电缆故障点查找方法。我公司故障查找具有操作简单、测量误差小的优点。在电力电缆故障点查找中，采用TDR法在较短3应用情况及经济社会效益时间内找到了故障点，而用传统直流电桥法却无3．1应用情况法找到。1)2010年6月22日，下窝寨水源地6kV电直流电桥法在实际应用中存在着许多不便之缆故障，断路器跳闸在测试中用2500V摇表测试处，如对断线故障不可测；受故障点电阻影响较电缆三相绝缘对地及相间均为50MQ。而后在水大，测量误差大；当电缆为三相短路故障，需另铺源地将电缆三相短路，在测试端测试任意两相芯设临时线等。脉冲法特别是低压脉冲法对电力电线环流电阻，两芯线均不通，初步判断为电缆开缆的短路故障和开路故障查找具有操作简单、测路。采用电桥法不能查找具体故障点，后采用量误差小的优点。TDR技术测出故障点位置距电缆端头300122处的2．1．3电缆发生故障情况分析中段，挖掘土方后误差只有5m，电气人员迅速处公司电缆类型绝大部分为交联聚乙烯绝缘，理了故障，与以往抢修相比节省时间8h，极大地铜芯聚氯乙烯护套电力电缆，几乎全部采用穿管节省了人力和物力，大大减小了水量损失，同时也直埋方式敷设，大多数与供水管路交错前行电缆保证了塔山矿井及塔山电力的正常生产。发生故障，抢修难度极大，近年来电缆发生故障情2)2011年9月11日，云冈沟甘河加压站平况分析如下：到2014年止发生各类电缆故障42旺变电站段电缆发生故障，断路器跳闸用2500V次，具体统计情况见表1。摇表测试电缆A相绝缘对地为0，B、C两相分别表12005-2009年电缆故障统计表次为2000MQ，B、C相间为2500MQ，初初步判断年份20052006200720082009合计为A接地。采用TDR技术测出故障点位置距电外力破坏5349223故障施上上乙2453115缆端头10rn的中段接地，开挖土方后准确。类别老化OOO1123)2012年l1月10日，云冈沟荣华皂加压站其他OO0112合计77914542到辛村变电站段电缆发生故障，断路器跳闸用2500V摇表测试电缆A相绝缘对地为2000在发生的15次因施工工艺造成的电缆故障中，电缆中间头故障1O次，终端头故障5次，因电缆MQ，B、C两相分别为2MQ，B、C相间为0，初初长期在恶劣条件下老化引起的故障2次，因外力破步判断为B、C相间短路接地。采用TDR技术测坏隐性中间头故障14次，终端头9次。由此可见中出故障点位置距电缆端头10In的中段短路接地，间头故障发生较多，适合用TDR法查找故障。开挖土方后准确。2．2创新点4)2013年1月26日，时庄水源地10kV22～采用TDR法在较短时间内找到了故障点，而23号深井电缆故障，断路器跳闸用2500V摇表测用传统的电缆故障定位需高压试验装置，必须使试电缆A相绝缘对地为0，B、C两相分别为600MQ用交流电源，接线繁琐，特别是遇到死接地故障时和800MQ，初步判断为A相短路接地。采用TDR常常会束手无策。还有依靠外观检查电缆、切断技术测出故障点位置距电缆端头55In的中段接地，分段摇测、直流电桥法等对于电缆终端头故障，和开挖土方后准确。外力破坏故障不易查找，对于电缆中间头和电缆5)2014年5月26日，时庄水源地10kV33号本体故障更难查找。深井电缆故障，断路器跳闸用2500V摇表测试电另外直流电桥法在实际应用中存在着许多不缆A、B、C三相相绝缘对地为0，相间也为0，初步判便之处，如对断线故障不可测；受故障点电阻影响断为三相相短路接地。采用TDR技术测出故障点较大，测量误差大；当电缆为三相短路故障，需另位置距电缆端头10In的中段接地，开挖土方后误差 机械管理开发jxglkfbjb@126．corn·72·第30卷在6m较大。4先进性及推广应用前景通过多次应用，我们感到总体情况较好，但也技术的发展是无止境的，尤其是进入新的世纪后有不足之处，分析得出用仪器测试电缆故障时，得更是知识爆炸，技术跳跃式发展，信息技术、网络技术到的距离数字是电缆故障点到测试端的实际电缆必然且已经融人各行各业，甚至影响着我们的日常生长度，而在地上丈量时对电缆的余留、弯曲等因素活，那它应该促进电缆故障的检测技术向前发展。电很难估算，因此产生很大误差。这类误差是整个缆故障的检测大约经历了：电桥法(二十世纪五、六十测试过程中引起误差的主要因素。这还需进一步年代)、脉冲回波返射法之电子管、晶体管时代(-十的总结经验。世纪七、八十年代)、单片机技术用于电缆故障检测3．2经济效益(见表2)(二十世纪九十年代)，目前是TDR技术，用于一般表2经济效益35kV及以下各种电力电缆各种故障快速检测，在全传统方法TDR法相比节国技术较新，操作分析方便，体积最小，便携性最好。省量随着国家加大基础能源设施的投资，同煤集电缆终端头／(个·aI1)532电缆中间头／(个·a一)22220团两区改造的完成，运行电缆的数量已急剧增加，电力电缆／(m-a一)40060340城市化的快速发展带来建设项目的大量增加，引抢修时间／(h·aI1)7O1456水量损失／(t·a一)21000042000168000起电缆故障大大增加，运行单位要快速解决故障，人工费／(元·a—)350003000保证供电。电力电缆的故障测试能满足现场故障合计节省费用／(元·a一)946600检测快速恢复供电之急需，TDR技术的应用更加3．3社会效益普遍，发展前景广阔。以后会在应用时不断总结提高了电缆故障抢修效率，有力地保证了集经验，分析不足，与兄弟单位相互学习，共同提高团公司本部各矿、厂、处以及员工家属的生产、生该技术在同煤集团的应用。活用水，尤其是塔山矿、同忻矿的正常生产及口泉(编辑：贾娟)沟、云冈沟边远地区用水影响不大。ApplicationofTDRTechnologyinMaintenanceofCableofWaterSupplyFanHua(WaterSupplyBranchofDatongCoalMineGroup，DatongShanxi037003)[Abstract]Byanalyzingtheweakproblemsofcablefaultrepair，applicationofTDRensuresthesafeoperationofwatersupplycabletOachievebettereconomicandsocialbenefits．[-Keywords]TDRtechnology；watersupplycable；rushtorepair；application(上接第69页)Es]王增如．煤矿机电事故分析及预防措施初探EJ]．企业改(编辑：赵琳琳)革与管理，2014(8)：139．AccidentsofCoalMineElectromechanicalEquipmentandPreventionMeasuresLiGang(XinzhouCoalMineDatongCoalMineGroup，XinzhouShanxi034000)[Abstract]Incoalminingwork，italwaysappearallkindsofminingaccidents，andthispaperanalyzestheseaccidents，anditalsoindicatesthereasonsofaccidents，rasescountermeasurestOprovidehelpforcoalmineindustry．[Keywords]coalmine；electromechanicalequipment；accident