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LIRA 线性宽频阻抗测试系统

发布日期：2025-09-02 浏览次数：26

一、LIRA 线性宽频阻抗测试系统背景介绍

电缆现状

电缆是埋设于地下的特殊输电线路，敷设环境复杂，电缆故障引发的电力事故危害极大。传统手段不便于直接观察、检测并发现缺陷。因此在电缆交接或停电检修时，通过快捷、无损的方式及时发现电缆敷设或运行产生的缺陷，变得尤为重要。

国家智能电网持续在发展，从电缆全寿命管理角度出发，已经从传统的耐压试验方法上升到状态检修，目前极为有效的电缆整体状态评估方法为介损老化状态评价，而评价仅仅只是做了电缆的“体检"，检测到但无法解决隐患。

电缆故障类型

故障类型	故障描述	检测方法
开路故障	这类故障通常是指电的断线缆与电缆间或电缆对地的电阻值在规定值范围内，但实际工作电压无法向终端传输或虽然也有部分电压传输到终端，但几乎没有负载能力，这些都属于开路故障，在实际生产中，我们见到故障属于一种特殊的开路故障。	低压脉冲反射法
低阻故障	当电缆与电缆间的绝缘有损坏现象或电缆对地的绝缘有损坏现象时，电缆绝缘电阻必然会减小，在电缆绝缘电阻比十倍电缆特性阻抗还要小的情况下，我们称这种故障为低阻故障。	低压脉冲反射法
高阻故障	当电缆与电缆间或电缆对地的绝缘电阻比正常值低很多，但比十倍电缆特性阻抗大时，我们把这种电缆故障称作高阻故障。对高阻故障的测量，不能使用低压脉冲反射法，按照高阻故障具体性质的不同，又可把高阻故障的性质分为泄漏性与闪络性两种。	脉冲电流法,二次反射法,弧反射法
电缆外护套故障	护套破损导致电缆金属屏蔽层出现多点接地，金属屏蔽层会产生环流造成损耗发热，导致绝缘局部过热并加速绝缘老化，严重影响主绝缘寿命。	高压电桥法,电压降法

电缆故障原因

电缆故障的形成原因
外力破坏故障	1.安装时损伤 2.其它施工时外力破坏
接头故障	1.接头生产质量 2.接头制作不好
本体故障	1.绝缘生产缺陷 2.绝缘老化 3.绝缘受潮
外护套故障	1.敷设安装导致 2.护层受到腐蚀 3.白蚁破坏

二、LIRA 线性宽频阻抗测试系统电缆状态检测技术

电缆状态检修体系

电力电缆状态评价与检修体系

电缆状态检测系统

电缆震荡波测试系统：

耐压试验，局放检测及定位

0.1Hz超低频测试系统：

耐压试验，介质损耗

电缆外护套故障定位测试系统：

用于电缆死接地故障检测定位，常用检测方法（电压降法，高压电桥法）

三、LIRA 线性宽频阻抗测试系统概述

宽频阻抗技术是基于传输线理论，通过线路阻抗作为应用信号频率函数的估计和分析，测量出电缆的长度、接头位置、阻抗变化异常点。可以检测由于恶劣的环境条件(高温、湿度、辐射)引起的电缆绝缘的整体老化，并检测绝缘材料因机械冲击或局部异常环境条件而发生的局部缺陷。

产品外观介绍

传输线结构

LIRA原理

Line Impedance Resonance Analysis

线性阻抗谐振分析

LIRA现场接线及操作流程图

LIRA作用

LIRA现场应用

LIRA设备特点

设备特点:

AC5V扫频信号,对电缆无损害。

体积小重量轻,便于携带。

对电缆线芯材质、尺寸、长度、电压等级、绝缘状况等没有要求。

现场接线方便,多种检测模式(fast,avg,noise,long)。

检测时间短(5～15分钟),故障定位误差优于0.3%。

软件自带数据库管理功能，可以将测试数据分类管理。

电缆局放及高阻故障点快速检测并定位。

LIRA设备特点

设备功能对比:

	OWTS振荡波	超低频介损	电缆故障定位	LIRA
水入侵		●		●
水树枝定位				●
局放定位	●			●
局放	●	●		●
老化评估	●	●		●
低阻故障			●	●
高阻故障			●	●

LIRA技术参数

序号	参数名	值	序号	参数名	值
1	频率范围	0.1M~100MHz	9	湿度	≤80%（RH）
2	输出测量电压	AC 5V	10	海拔	≥3000m
3	测试电缆长度	3m-300km	11	IMP幅值图	BS%可手动或自动调节/100dB
4	适用电压等级	6kV-500kV	12	IMP相位图	零相位补偿功能
5	故障定位精度	0.30%	13	DNORM	阈值5%可调
6	接口	USB接口/网口	14	仿真	具备电缆阻抗谱仿真功能
7	电源	AC 220V / DC 5V	15	诊断	具备供远程诊断功能
8	操作与存储温度	(-25℃~+50℃)	16	数据库	软件自带数据库管理功能，可以将测试数据分类管理

四、LIRA 线性宽频阻抗测试系统分析软件

LIRA分析软件

软件主界面

包含:数据分析,测量,数据库管理及导出数据等功能。

软件采集窗口

选择采集端口,设置采集模式,填写数据备注,开始及结束测量。

LIRA分析软件

幅值和相位图

电缆阻抗幅值曲线应于0线居中对称

阻抗波形图

分析电缆阻抗波形异常点

点位柱状图

分析电缆接头阻抗变化情况

五、LIRA 线性宽频阻抗测试系统现场案例

LIRA现场案例

案例一:长电缆多接头快速定位+接头进水

时间	2022.2.24
地点	福州
用户	福州**工程公司
测试目的	计划检修维护
测试设备	LIRA
测试线路名称	10kV ** 11#环网电力电缆
电缆长度	3960m
接头数量	8个

电缆绝缘	A	B	C
	16.7M	66.9M	56M
采集数据时长	15-30min
出具报告时长	30min

LIRA现场案例

案例一:现场数据分析

现场情况:用户反馈此电缆0-1000米是新电缆，3000米以后每个接头都已经抢修，这2段电缆存在故障的概率较低，主要分析1000-3000米的电缆问题。

通过阻抗图谱判定:电缆A相在距测试端2222m，2825m接头处阻抗波形存在明显畸变的情况，且幅值相对较大,疑似为绝缘缺陷,建议优先处理。

结论:经现场巡查，确认在距测试端2222,2825米处为电缆接头,现场解体后发现明显缺陷问题,与阻抗谱检测结论一致。

LIRA现场案例

案例一:现场电缆接头解体

对2222m处接头解体时，发现电缆接头有明显进水情况,现场图片

解体后绝缘

	A	B	C
0-2222m	500M	500M	500M
2222-3960m	28.1M	86.1M	56M

LIRA现场案例

案例一:现场电缆接头解体

当对2825m接头解体时，现场图片

解体后绝缘

	A	B	C
2222-2825m	100G	100G	100G
2825-3960m	300M	701M	550M

LIRA现场案例

案例二:高阻故障快速定位

时间	2022.2.23
地点	湖北
用户	湖北**公司
测试目的	了解设备操作及缺陷定位准确性，并进行验证
测试设备	LIRA
测试线路名称	35kV**七线电力电缆
电缆长度	2851m
接头数量	5个
电缆绝缘	A	B	C
	69M	168M	70M
采集数据时长	15-30min
出具报告时长	30min

LIRA现场案例

案例二:现场采集数据分析

在分析过程中，客户在进行耐压实验时，将电缆击穿，需要寻找击穿点。

通过阻抗图谱判定:在距测试端1843m接头存在阻抗波形异常变化,且幅值较大,建议及时处理。

LIRA现场案例

案例二:现场电缆接头解体

对1843m处接头解体时，现场照片

结论:客户经过较长时间的加压后, 在1843米接头处听到明显放电声并发生击穿现象; 现场解体后发现接头存在明显绝缘缺陷,与阻抗谱结论一致。

LIRA现场案例

案例三:电缆终端头局放定位

时间	2021.12.6
地点	福州
用户	福州**工程公司
测试目的	计划检修维护实验中A相在加压过程中击穿，需要找出击穿点
测试设备	LIRA
测试线路名称	10kV**线电力电缆
电缆长度	197
接头数量	1
采集数据时长	15-30min
出具报告时长	30min

LIRA现场案例

案例三:现场数据分析

通过阻抗图谱判定：在距测试端181m处存在阻抗畸变，疑似为终端缺陷点。

LIRA现场案例

案例三:现场解体照片

197m处终端解体，现场照片

结论：现场巡查后发现，197m处终端头有明显局放击穿现象,与阻抗谱结论一致。

LIRA现场案例

案例四:电缆接头受潮定位

时间	2020.5.9
地点	福州
用户	福州**工程公司
测试目的	客户第1次接触该设备，想要了解设备操作及缺陷定位情况
测试设备	LIRA
测试线路名称	10kV**902电力电缆
电缆长度	3280m
接头数量	7个

电缆绝缘	A	B	C
	61M	18M	30M
采集数据时长	15-30min
出具报告时长	30min

LIRA现场案例

案例四:现场采集数据分析

通过阻抗图谱判定:电缆在距测试端1331 米、2012 米、2556米和 2920 米，阻抗波形均存在畸变现象,疑似为绝缘缺陷,建议及时处理。

结论:经现场巡查解体后发现，电缆1331,2012,2556,2920米接头处存在明显绝缘缺陷问题,与阻抗谱结论一致。

LIRA现场案例

案例四:现场接头解体照片

1331米处接头解体，现场照片

解体前后绝缘电阻

	电缆段	A	B	C
解体前	0~3280m	61M	18M	30M
解体后	0-1331m	80G	68.3G	49.3G
解体后	1331-3280m	112M	148M	22.1M

说明:
对1331m处电缆接头解体后,发现1331m至3280m间电缆段C相绝缘电阻只有22.1MΩ(远低于AB两相),随后对2012m处接头进行现场解体,以排除电缆故障。

LIRA现场案例

案例四:现场接头解体情况

2012米处接头解体，现场情况如下

2012m处接头解体后,电缆绝缘情况

电缆段	A	B	C
1331-2012m	30.7G	13.4G	23.4G
2012-3280m	193M	524M	17.5M

说明:
对2012m处电缆接头解体后,发现2012m至3280m间电缆段C相绝缘电阻只有17.5MΩ(远低于AB两相),随后对2920m处接头进行现场解体,以排除电缆故障。

LIRA现场案例

案例四:现场接头解体情况

2920米处接头解体，现场情况如下

电缆段	A	B	C
2012-2920m	554M	540M	90M
2920-3280m	176G	86G	197G

2556米处接头解体，未能获得现场照片

	A	B	C
2012-2556m	35.4G	312G	101G
2556-2920m	31.2G	37.6G	33.2G

说明:对2920m处电缆接头解体后,发现2012m至2920m间电缆段C相绝缘电阻只有90MΩ(远低于AB两相),随后对2556m处接头进行现场解体,以排除电缆故障。现场完成2556m处接头解体后电缆绝缘电阻值正常,电缆恢复正常运行。

LIRA现场案例

案例五:电缆接头局放定位+接头进水定位

时间	2022.2.22
地点	福州
用户	福州**工程公司
测试目的	计划检修维护
测试设备	LIRA
测试线路名称	10kV**1#环网电力电缆
电缆长度	1743
接头数量	4
电缆绝缘	A	B	C
	92.6M	363M	291M
采集数据时长	15-30min
出具报告时长	30min

LIRA现场案例

案例五:现场采集数据分析

通过阻抗图谱判定:

(1)电缆在距测试端1140米、1500米存在阻抗波形异常且幅值变化较大，疑似为绝缘缺陷问题,建议优先处理;

(2)在距离测试端88米处有异常阻抗变化，因幅值变化相对较小,建议持续关注。

结论:经现场巡查，在距测试端1140,1500米处均为电缆中间接头,现场解体后发现明显缺陷情况,与阻抗谱检测结论一致。

LIRA现场案例

案例五:现场巡视照片

对1140m处接头解体时，现场图片

解体后绝缘

	A	B	C
0-1140m	2G	2G	2G
1140-1743m	30M	200M	200M

LIRA现场案例

案例五:现场巡视照片

当对1500m接头解体时，现场图片

解体后绝缘

	A	B	C
1140-1500m	10G	10G	10G
1500-1743m	4G	4G	4G

LIRA现场案例

案例六:电缆本体机械损伤(过度弯曲)+接头受潮

时间	2019.7.19
地点	成都
用户	成都**工程公司
测试目的	为客户第1次接触该设备，想要了解设备操作及缺陷定位情况
测试设备	LIRA
测试线路名称	10kV**线电力电缆
电缆长度	1565
接头数量	4
采集数据时长	15-30min
出具报告时长	30min