国网重庆市电力公司超高压分公司电缆管理中心和苏州安钛电气科技有限公司的团队于2024年02月27日在西彭培训基地对输电电缆进行了宽频波阻抗试验。被测试品为采用交叉互联结构的110kV高压输电电缆，设计全长为200m，共2个接头。
测试设备为苏州安钛电气科技有限公司研制的FDR-1000宽频阻抗谱电缆局部缺陷定位仪，测量频带为9kHz-1GHz，动态范围-115dB，扫频点数50000点。
国网重庆电力公司输电电缆宽频阻抗谱试验报告
国网重庆市电力公司超高压分公司电缆管理中心和苏州安钛电气科技有限公司的团队于2024年02月27日在西彭培训基地对输电电缆进行了宽频波阻抗试验。被测试品为采用交叉互联结构的110kV高压输电电缆，设计全长为200m，共2个接头。 测试设备为苏州安钛电气科技有限公司研制的FDR-1000宽频阻抗谱电缆局部缺陷定位仪，测量频带为9kHz-1GHz，动态范围-115dB，扫频点数50000点。 |
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被测的110kV输电电缆采用了交叉互联结构，包含两个接头，全长200米左右；外护套试验区域为起始端到第一个接头的位置，全长约50米，示意图如图 2-1所示。
图 2‑1宽频阻抗谱测试结果概要——接头和全长示意图
此次宽频阻抗谱测试采用了9kHz–200MHz的频带，扫描点数为5万点。公式（1-5）表达的反射系数的频率-幅值曲线如图2-2所示，公式（1-6）表达的波阻抗的频率-幅值曲线如图2-3所示。
图2-2 状态完好的三相电缆原始测试数据——反射电压系数幅值与相位
图2-3 状态完好的三相电缆原始测试数据——波阻抗幅值与相位
电缆宽频阻抗谱测试结果包括幅值响应、阶跃响应、脉冲响应三种显示方式，其中幅值响应和脉冲响应更加便于观察接头特征，阶跃响应便于观察电缆的整体特性。三相电缆的相对地的宽频阻抗谱测试结果依次为图2-4 (a)、(b)、(c)，相间测试结果依次为图2-5 (a)、(b)、(c)。交叉互联结构使三相相对地的测试结果在接头位置附近存在一定的偏差，其他区域一致性较好；相间的测试结果一致性较好。
幅值响应：三相对比
(b) 阶跃响应：三相对比
(c) 脉冲响应：三相对比
图 2‑4状态完好的三相电缆相对地宽频阻抗谱测试结果对比
幅值响应：相间对比
(b) 阶跃响应：相间对比
(c) 脉冲响应：相间对比
图 2‑5状态完好的三相电缆相间宽频阻抗谱测试结果对比
运维人员随后在接头1位置附近分别模拟了低阻缺陷和高阻缺陷，测试结果如图2-6(a)、(b)、(c)所示，三种显示方式都能够反应出显著的缺陷特征。
幅值响应对比
阶跃响应对比
脉冲响应对比
图 2‑6缺陷接头试验结果（相对地）：基准曲线vs两种不同缺陷
最后开展了外护套的宽频阻抗谱测试。测试时首先拆除了屏蔽层与大地的连接，然后分别在屏蔽末端开路和短路的情况下进行了测试，结果如图2-7(a)、(b)、(c)所示。幅值响应曲线对屏蔽层的接地状态较为灵敏。
屏蔽层与大地之间的介质是由外护套、空气和泥土等物质构成，因此波速度与主绝缘测试有所不同。研究资料表明放置在空气中的电缆屏蔽层与大地之间传播的波速度为光速的90%。试验时波速度被设置为280m/us，测量得到的全长是203米。由于外护套的实际长度大约是50米（起始端到接头1），因此真实的波速度为70 m/us。故障定位时应通过末端开路和末端短路的测试结果确定真实波速度。
幅值响应
(b) 阶跃响应
(c) 脉冲响应
图 2‑7外护套测试结果（屏蔽层对地）
宽频阻抗谱技术是能够更灵敏地发现电缆局部微弱的特性变化。宽频阻抗谱测试共包含三种结果：阶跃响应代表了了电缆每个位置的波阻抗信息，脉冲响应与幅值响应突出显示了波阻抗特性发生变化的区域。脉冲响应与传统TDR测试结果相同，但灵敏度更高；脉冲幅值可起到放大局部区域微弱缺陷特征的效果。
对于采用交叉互联结构的电缆系统，此次试验得到的结论如下：
1）相对地的三相宽频阻抗谱测试结果在接头位置存在一定偏差，其它区域一致性较好；相间测试结果一致性较好。
2）宽频阻抗谱测试能够发现交叉互联结构的输电电缆的高阻和低阻缺陷，且三种显示方式的缺陷特征都比较明显；
3）宽频阻抗谱测试能够发现外屏蔽层的对地短路故障，幅值响应的显示方法特征较为显著。