TDR ケーブル障害事前ロケーターのケーススタディ: PLN Cawang Jakarta での 150kV 変電所診断

プロジェクトの背景

2026年3月,XZH TESTのエンジニアリングチームは,インドネシアの国有電力会社であるPT PLN (Persero) に契約された.東ジャカルタにある150kVのCawangGISサブステーションで,ケーブル障害診断キャンペーンを実施するこのサブステーションはジャカルタ-バンテン通信環の重要なノードとして機能し,市東部の 400,000人以上の住宅および産業顧客に電力を供給しています.この施設には6つの150kVのガス隔離式スイッチ装置 (GIS) が設置されています変圧器を20kV配送スイッチ装置に接続するXLPE断熱された地下電源ケーブル約28キロメートル.

The scope of work involved diagnostic testing on 14 medium-voltage (20kV) and high-voltage (150kV) cable circuits that had been in service for 11 to 17 years without comprehensive fault location testingPLNの資産管理部門は以下の成果を要求しました. 2つの既知の欠陥回路の正確な欠陥距離測定,すべての14本のケーブルのベースラインTDR署名取得,各ケーブルタイプに対する伝播速度 (Vp) の校正テストの結果をPLNのAPK-AMS (資産パフォーマンス知識 資産管理システム) データベースに統合する.

テストは,負荷流出の影響を最小限に抑えるため,計画された72時間のメンテナンスウィンドウ中に予定された.すべてのテストは,IEC 60229,IEEE 400に従って実施された.2,および地下ケーブルのフィールド試験手順に関する PLNの内部技術ガイドライン ED-02-031

現在 の 問題

テスト前調査と 過去データレビューの過程で 私たちのチームは 過去18ヶ月間 悪化していた以下の 運用上の問題を特定しました

1. ケーブルの故障は見つかりません給電器CB-07 (20kV,Cawang-Kampung Melayu走廊を運行) は6ヶ月で4回,防災装置に触発された.地元の請負業者が10MHzサンプリングで基本的なTDRケーブル故障検出器を使用した2つの以前の故障の位置を特定する試みは失敗しました超負荷のバックアップフィッダーで消費者を供給する.
2. トランスフォーマーが 頻繁に動いているトランスフォーマーT2 (150/20kV,60MVA) は,前四半期に3回のブッホルツリレーアラームと1回の差異保護旅行を記録した.溶解ガス分析 (DGA) は,300~700°Cの範囲の熱欠陥指標を示した.原因は ケーブルによる部分放出か 内部の巻き込みの劣化か 確認されていない.
3. CT比率が異常だ補給器CB-03の電流トランスフォーマーでは,最後の予定された二次注入試験で比率誤差が -2.8%で,IEC 61869-2 クラス0.5の精度制限を超えました.変電台SCADAの歴史家 14ヶ月間の 漸進的な比率漂移を示した保護リレーの不正な操作に関する懸念を提起します.
4. サーキットブレーカー ゆっくり開ける150kVのSF6断路器が,最後のタイミングテストで 58msの開口時間を示した.製造者の50ms仕様より16%高く,IEEE C37に近づいている..09 最大許容される偏差は20%
5. メンテナンスの時間が長すぎたPLNのCawangサブステーションの四半期ケーブルメンテナンスサイクルには,各回路平均4.8日が必要でした. primarily because the existing fault pre-location process using a 10MHz single-pulse TDR instrument required multiple attempts with iterative Vp adjustments and manual waveform interpretation by a senior engineer stationed 90km away in Bandung.

エンジニアの分析

5つの問題点を検討した後 関連国際基準のレンズを通して それぞれの問題を扱う 構造的な根本原因分析を行いました

キャベルの位置が不具合だ前請負業者がCB-07の断層を特定できなかったのは 3つの技術的な欠陥によるものであった.TDRケーブルの故障検出器の 10MHz サンプリング速度は,理論上の最小解像度が0のVpで約10mでした..67 (XLPEには典型的) は,反射系数が0未満の弱い高抵抗障害を検出するのに不十分である.15IEEE 400.2-2013 第7節 について3誤差抵抗が500Ωを超えると,100MHzを超えるサンプリング速度の弧反射と電波パルス方法が推奨されます.既知の長さの健康相で現場での速度校正を行わないすべてのケーブルタイプに対して 67第3に,低電圧TDRモードのみを使用した. which cannot break down the high-resistance oxide layer at the fault point — this requires high-voltage flashover (DECAY) or ARC multi-shot methodology to ionize the fault gap and generate a detectable reflection.

トランスフォーマーが動いてるブッホルツ・アラームとDGA熱故障指標の相関は,ケーブル端箱の部分放出活動または内部巻き込みホットスポット形成方向を指した..DGAの解釈に関する104-2019ガイドラインでは,エチレンとアセチレンの比率は3と分類されている.2しかし,トランスフォーマーとスイッチのケーブルセグメントのベースラインTDRシグネチャーがない場合,ケーブルPDからの一時的な過電圧が トランスフォーマーブーシングの隔熱ストレスを引き起こすかどうかを判断することは不可能でした.

CT比異常だCB-03のCTの比率誤差の漸進的な性質は,端ブロックの接触抵抗の増加による二次回路負荷の漂移,熱循環によって加速されたCT二次巻きで部分的な短回りIEC 61869-2 は,負荷測定による年間比率検証を義務付けていますが,PLNの記録によると,最後の負荷テストは22ヶ月前に行われました.

ブレーカー・タイム・デグラデーションB-02の開口時間16%増加は,SF6のガス密度の減少と一致しました (名目0.62MPaに対して0.62MPaで測定されました).動作メカニズム結合における機械的摩擦の増加と組み合わせた. ANSI/IEEE C37.09-1999 第6節3.2 開口時間が名値の20%を超えないことを規定する.B-02 を警告帯内に置くが,トリップドレッシング値を下回る.

延長された保守期間各回路あたり4.8日平均は,自動波形捕捉とマルチメソッド試験能力を持つ高性能ケーブル欠陥予定装置の欠如と直接関連していた.各繰り返しの Vp 調整サイクルに 3~4 時間かかる掘削作業員を派遣する前に上級エンジニアの検証が必要になった.

使用 された 機器

この診断キャンペーンのためにXZH テスト XHGG502 TDR ケーブル欠陥予備検知器,通信,配送,産業ネットワークの電源ケーブル診断用に設計されたプロレベルのタイムドメイン反射計です基因分析の段階で確認された技術要件に適合した基準で 選定されました.

試験手順

次のステップ1からステップ12までのテストシーケンスが14つのケーブル回路のそれぞれで実行され,知られた欠陥回路CB-07はステップ8で追加の高電圧フラッシュオーバーテストを受けました.

ステップ1 安全準備と許可の検証チームメンバー全員がPLNレベル2の電気安全説明会を完了しました.サブステーション制御室から作業許可証 (PTW) が取得されました. テスト中の回路は隔離され,ロックされていることが確認されました.標識が2つとも付いている (LOTO) PLN SOP-02-P2携帯可能なアースが 試験地点に適用され 検証されました禁止区域は,LVパルス試験のための3m半径とHVフラッシュオーバー試験のための8m半径で安全コンとバリアテープで境界線を定めました.

ステップ2 ケーブルの識別と文書化ケーブルIDタグは,PLNの単行図 (SLD Rev. 12,2025-09-14) と交差した.ケーブルタイプ (XLPE 1×400mm2 Cu, 12/20kV),建設図から路線長 (2,840m CB-07),760m と 1 の鎖で既知のスペイル場所試験日記に記録され,最終報告書の付録のために両端のケーブル端のデジタル写真が撮影されました.

ステップ3 視覚検査と終了清掃両端のケーブルは 痕跡,炭素堆積,腫れ,断熱板の破裂の兆候を 視覚的に検査しました終了表面は,脈注射に影響を与える可能性がある半導体残留を除去するために,無水性同プロピルアルコールと毛糸のないタオルで清掃されました.低抵抗オムメーター (両端で≤0.1Ω) で画面と地球接続の整合性を確認した.

ステップ4 隔熱抵抗の予備検査5kVの電圧測定装置MEGGER MIT525を用いて,各相導体と地球との間に5kVの電源電源電流隔離抵抗試験を実施した.偏振指数 (PI) と電解吸収比 (DAR) を計算するための600s間隔. CB-07 B 段階は IR (60s) = 18MΩ と PI = 1 を返した.1, 報告された土の欠陥と一致する湿度浸透または隔離の劣化の存在を確認する.

ステップ5 XHGG502 セットアップとグラウンドケーブルの故障先定位装置は,試験領域内の安定した乾燥した表面に置かれました.装置の保護型アースターミナルは,10mm2の緑/黄色で編んだ銅鉛 (長さ3m) を使用してサブステーションアースバーに接続されました断熱トランスフォーマー (1:12kVA) は,サブステーションの補助電源から通用モードのノイズを除去する.XHGG502は電源を入れ,触覚画面コントローラとサンプリングFPGAが熱均衡に達するために2分間の暖房期間を許可.

ステップ6 健全な段階のVP校正CB-07の健全なA段階を基準として,TDRは低電圧パルス出力BNC経由で相導体に接続された. 2,840mの既知のケーブル長さ (既成記録から) が入力された.計器のAuto-Vp機能は,幅2μSの測定した往復時間は 28.38μS で,校正されたVpは0.668 (XLPE) でした.この値は内部ケーブルライブラリに保存され,CB-07回路のすべての後の測定に適用されました.

ステップ7 低電圧TDR調査Vp = 0.668 が確認されたため,XHGG502 は最大解像度のために 0.05μS パルス幅の 400MHz サンプリングに切り替わられました.そしてC期 (健康)試験端から1,830mの距離でカーソルで測定されたマイナスの極度反射が顕著で,この位置では低抵抗のシャント (近地) を示しています.反射係数は−0.72は,断層抵抗が8〜15Ωと推定されたほぼ固体土の断層を確認した. 段階Aと段階Cの痕跡は,差異比較基準として使用された.明らかにB段階の異常を強調する.

ステップ8 高電圧フラッシュオーバー (DECAY) 検証動的故障条件下での故障位置を確認するために,XHGG502とB段階電導体の間にパルスカップラー (40kV DC名値) を接続した.1kV/sで18kVにランプされた14.2kVで,ケーブルから音響放電が聞こえた. 欠陥ギャップが壊れた. XHGG502は,自動連続サンプリングモードで動作し,一時的なフラッシュオーバー波形を捕捉した.衰退する振動の軌跡のカーソルの測定は,1で欠陥距離を確認LVパルス測定の0.1%以内に,掘削許可のための二重方法の確認を提供します.

ステップ9 ARC多発撮影断層が電離化され ARC多発モードが起動した装置は自動的に高電圧源を起動し,2秒間の窓内に8つの連続した弧反射パルスを記録しました誤差距離は1829mから1832m (平均1,400m) の間にある.830このデータは発掘チームにとって統計的信頼性を提供し,最終報告のために多軌 PNG オーバーレイとして輸出された.

ステップ10 健全な回路のベースライン取得12つの非欠陥回路では,完全なLVパルスTDRシグナチャが100MHzサンプル採取で取得されました (ベースライントレンドに十分な解像度).各トラスは,ケーブルIDを含むメタデータで保存されました.日付,時間,Vp設定,操作者の名前,環境温度 (試験時の28.6°C)これらのベースラインのサインは,将来の微分比較のために保存されました. これらの回路の次の障害は,誤った痕跡から健全なベースラインを引いて迅速に識別できます..

ステップ11 データの輸出とレポート生成すべての14の試験記録は,XHGG502からUSB3.0経由で個別CSV波形ファイルおよび直接機器上で生成された統合PDFレポートとして輸出された.報告書には以下の内容が含まれていた.カーソルの測定値の波形スクリーンショット試験パラメータ (サンプル採取速さ,パルス幅,Vp,増幅設定),ケーブルメタデータ,環境条件,オペレーターのデジタル署名.CSVファイルは PLN の APK-AMS 輸入テンプレートと互換性のある列のヘッダーでフォーマットされました.

ステップ12 敷地修復と譲渡すべての試験接続はケーブル端末から取り除かれました.安全プロトコルのように,ポータブルアースは最後に取り除かれました. 排除ゾーンの障壁は取り除かれました.PTWは,シフト監督の署名で,サブステーション制御室で閉鎖されましたPLNの資産管理者に初歩的な口頭説明が行われましたデジタルテストレポートパケットは,現場を離れる前にXHGG502の内蔵4G接続で PLNエンジニアリングチームに電子メールで送信されました.

検査 の 結果

下の表は,Cawang Substation キャンペーン中に収集された主要な診断データを要約しています.

CB-07の2つの方法による故障距離の確認は,TDRとDECAYの測定間の偏差が2メートルで1メートルしかない,840mのケーブルは,PLNがチェーンの1で精密掘削を許可するために必要な信頼レベルを提供しました掘削により 機械的に損傷したケーブル接頭が発見されました 3年前 隣接する土木工事中に 建設堆が外壁を擦り傷つけた場所です私たちの測定で検出された低抵抗の地球経路を形成した.

顧客 に 与える 利益

Cawang Substationの診断キャンペーンは,PLNの運営結果として以下の結果をもたらしました.

• 試験掘削ではなく 標的型掘削ですCB-07の断層を ± 1m の範囲で特定することで,PLNは 500 メートルの断層地帯を疑われる複数の試験穴を掘る伝統的なアプローチを回避しました.,830mは損傷した関節を直接暴露し 建設作業の範囲を12人労働日から1.5人労働日に削減しケーブルが埋もれているジャカルタの大道.
• 必要のないケーブル交換を避けました健康相 TDR シグネチャーは,CB-07のAとC相,および残りの13回路のすべての相が,介入を必要とするインピーダンスの異常を示していないことを確認しました.この証拠に基づいた発見は,CB-07の全 2 基を計画的に交換することを阻止しましたIDR 43億 (約265米ドル) と推定される資本支出.B 段階の故障の後,断熱装置が広く劣化すると仮定して提案されていた.
• 短縮したトラブルシューティング時間 数日から数時間14回路のベースラインの取得と二重方法の故障位置は,同様の範囲でこれまで必要だった67時間と比較して,72時間の保守窓から18時間以内に完了しました. The automated waveform capture and on-board reporting capability of the XHGG502 eliminated the multi-hour iterative Vp adjustment cycles and the need for off-site senior engineer waveform interpretation that had previously dominated the testing timeline.
• 資産計画のための設備の確認状態CB-03のCT比,負荷,興奮試験はCT代用に定量的な正当性を提供した.125%の負荷負荷と-2.8%の比誤差がIEC 61869-2クラス0を明らかに上回った.5 封筒同様に,B-02ブレーカーのタイミングと SF6密度のデータは 緊急シャットダウンではなく 次の6ヶ月のメンテナンスウィンドウで予定された改修を支持しましたPLNの資産管理チームは,すべての14のベースラインTDR署名をAPK-AMSに統合しました将来の微分欠陥位置のための恒久的な参照を作成し,次の欠陥の診断時間をさらに短縮します.
• サイト曝露を減らすことで安全性が向上します試験時間は18時間で,従来の方法では推定67時間と比べると,高電圧試験領域への現場乗務員の曝露は73%減少しました.キャンペーン中に安全事故は記録されなかった.LOTOと禁止区間のプロトコルは XHGG502の遠隔波形ストリーミング能力と組み合わせて 幹部エンジニアが現場へ出張せずに バンドングから参加できるようにしましたこの無欠の安全記録に貢献しました.

エンジニア の 注記

避ける べき 常 の 間違いTDRベースの地下ケーブル故障検出で観測される最も頻繁なエラーは,現場校正なしでデフォルトVp値を使用することです.このプロジェクトでは,校正Vpは0です.ケーブルメーカーのデータシート値から 0 でした..67 わずか 0.3%,しかし,この 0.002 の差は 6 メートルの誤りに翻訳 3km 〜 埋もれた関節を2発の掘削長さで逃すのに十分です.常に Vp を既知の長さの健全な段階に校正します.データシートだけに信頼するな2つ目の一般的な間違いは,ケーブルの隔熱抵抗が適用された電圧に安全に耐えられるかどうかを確認せずにHVフラッシュオーバーテストを試みることです.CB-07 段階Bの5kVIR予備検査で 18MΩの読み取りが確認されました14.2kVで制御されたフラッシュオーバーには十分でしたが,1MΩ未満のIRのケーブルでは危険でした.

環境問題ジャカルタの熱帯気候は 電源ケーブルのテストに 特別な課題を提示しています テスト窓間の環境温度は28.6°Cで 相対湿度は82%ですBNCコネクタ表面の凝縮は,低振幅ケーブルの欠陥を模倣する反射アーテファクトを導入することができます.BNCの接続に 介電油を塗り IP65のブーツのコネクタを使いました The afternoon thunderstorm that occurred during Day 2 of testing forced a 90-minute suspension while we moved equipment under the substation canopy — the XHGG502's IP54 rating provided adequate protection against wind-driven rain during the brief exposure雨の中での継続的な操作は 追加シェルターなしではお勧めしません

標準プロトコルを超えた安全要件PLNのSOP-02-P2は標準的なLOTOとアースメント手順をカバーしていますが,我々は,東南アジアのサブステーションにおけるケーブル障害のプレロケーターのフィールドワークの経験に基づいて2つの追加の安全対策を実施しました.まず we verified the absence of induced voltage on the disconnected cable using a non-contact voltage detector before and after portable earth application — the 150kV GIS busbar's electromagnetic field can induce 50-200V on parallel de-energized 20kV cables over the 22つ目は,HVのフラッシュオーバーテスト中に テストエリアの周辺に 救命フックを備えた安全監視員を配置した試験チームのチャンネルとは別々のチャンネルで二方向ラジオを装備し,放電時の通信干渉を避ける..

よく 聞かれる 質問

Q1: TDRケーブルの故障検出器とは何か?どのように動作する?
A Time Domain Reflectometer (TDR) transmits a low-voltage electrical pulse into a cable and measures the time required for any reflection to return from an impedance discontinuity — such as an open circuitケーブルの隔熱を通るパルス伝播速度を知ることで,器具は故障までの正確な距離を計算します.XHGG502のような近代的な機器は 0.3メートルの解像度で 400MHzでサンプリングし,遅い機器が見逃す反射を捕捉します

Q2: XHGG502ケーブル欠陥検知器はどのケーブルタイプをテストできるのですか?
XHGG502は,XLPE,PILC (紙から隔離された鉛で覆われた),EPR,PVCから隔離された電源ケーブルと互換性があります道路照明回路選択可能な出力インピーデンス (25-120Ω) と調整可能なパルス幅 (0.05μS-2μS) は,幅広いケーブル構造と横断面に最適なマッチングを可能にします.

Q3: ARC 多発射は標準TDR測定とどう違いますか?
Standard TDR uses a single low-voltage pulse and may not generate a detectable reflection from high-resistance faults (>500Ω) because the pulse energy is insufficient to break down the oxide or carbonized layer at the fault pointARCの多発射技術では 高電圧の電波を適用して 欠陥隙間をイオン化し 弧の導電窓の間に TDRパルスを発射します装置は自動的に連続した複数の弧のイベント (最大8ショット) をキャプチャし,痕跡を重ねます断続性や高阻力障害の故障検出の信頼性を劇的に向上させる.

Q4:地下ケーブルの故障検出の最大試験距離は?
XHGG502は80kmまでのテスト距離をサポートしていますが,実用的な制限はケーブルの種類,状態,および欠陥反射の大きさに依存します.低減性特性を有するXLPE断熱ケーブル (通常<1試験周波数で0.5dB/km),50kmを超える距離は通常達成可能である.高介電損失を有する古いPILCケーブルでは,有効範囲は20〜30kmに縮小することができる.

Q5:XHGG502は直線テストに適していますか?
いいえ XHGG502は 断電 断断断断断断断断断断断断断断断断断断装置の入力保護回路を損傷し,重度のアーチフラッシュの危険性を創る製造者の主張に関係なく,ケーブルの故障検出器を接続する前に,常に資格のある電圧検出器を使用して隔離を確認します.

Q6: 典型的なケーブル欠陥位置検査にはどのくらいの時間がかかりますか?
既知のパラメータ (ケーブルタイプ,長さ,Vp校正に利用可能な健康相) を有する単一のケーブル回路では,完全なLVパルスTDR調査は15〜20分で完了できます.HVフラッシュオーバーとARC多ショット検証を追加することで,試験時間は誤ったフェーズあたり約45~60分に延長される.2人のチームによって18時間で完成しました. このプロジェクトでは,Cawang Substationの14のサーキットがカバーされました.

Q7: XHGG502 を操作するにはどんな訓練が必要ですか?
運用者は,タイムドメイン反射測定原理,ケーブル構造タイプ,およびサブステーション環境のための電気安全プロトコルについて基本的な知識を持つべきである.電気工学 の 学士号 と 1 年 の 現地 試験 の 経験 を 持っ て いる エンジニア は,実習 の 2 日 間 に 熟練 を 達成 できるXZH TESTは,計器の設定,Vp校正,多方法テスト,波形解釈,レポート生成を含む包括的な操作者訓練プログラムを提供しています.

Q8:XHGG502は潜水艦や海底ケーブルを テストできますか?
はい,この装置は,海底電源ケーブルの 80km の範囲内での欠陥の位置をサポートします.断熱型によって大きく異なる (XLPE)EPR,または質量浸透紙) と,ケーブルにインテグレートされた光ファイバー要素が組み込まれているかどうか.欠陥の位置調査を始める前に,初期的な減衰評価を推奨します..

Q9: 試験結果はどのように文書化され,関係者と共有されますか?
XHGG502は,カーソルの測定値,テストパラメータ要約,ケーブルメタデータ,環境条件を含む波形スクリーンショットを直接機器上で生成します.そしてオペレーターのデジタル署名. 波形データは,第三者の分析ソフトウェアやAPK-AMS,Maximo,またはSAP PMなどの資産管理データベースとの統合のためにCSVファイルとして輸出することもできます.組み込みWiFiと4G接続により,試験現場から遠隔関係者への報告の即時電子メール配信が可能になります.

Q10:XZH TESTはどのような保証と販売後サポートを提供していますか?
XHGG502は,部品と労働をカバーする12ヶ月の製造者保証が含まれ,最大36ヶ月までの延長保証パッケージが利用可能である. XZH TESTはスペアパーツの在庫 (パルスカップラー,バッテリーパック,プリンタモジュール) は,中国のシアン本社で48時間配達できます. 技術サポートは,中国営業時間 (UTC+8) の間,メール,電話,ビデオ会議で利用できます.緊急時間外での支援で 重要な欠陥発見キャンペーン.