电缆故障范文

时间:2023-03-15 09:05:42

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电缆故障

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【关键词】电力电缆故障;探测

随着我国经济的逐渐发展和城市电网的逐渐完善,电力电缆在我国的工矿企业、事业单位等企业得到的重要的应用。在电力电缆的应用过程中,电缆的质量和状态会在很大程度上影响电网系统安全可靠的运行。一些电网的设计不符合规范、电缆的质量存在缺陷或者电缆在工作的过程中过热的原因以导致电缆出现故障,而在电缆出现故障时,及时准确的对故障进行探测和定位能够减少电网故障而引起的重大经济损失。

1.常见电力电缆故障

电力电缆从铺设安装到运行维护的整个过程,电力电缆故障具有不同的特点,所以,在进行电力电缆故障探测的过程中,应把握不同阶段电缆故障的特点,从而能够及时准确找到电力电缆的故障。

1.1电力电缆安装环节易出现问题

在电缆铺设的过程中,由于选址不当等问题,导致电缆旁边的土壤影响电缆,从而使电缆产生位移,电缆附件的安全性得不到保障。在铺设排管的过程中,由于横向约束的影响,导致电缆易出现弯曲变形等问题,电缆的金属保护套产生疲劳应变,产生安全隐患。在进行地沟敷设的过程中,一些铺设工作不能够牢固固定电缆,一出现斜面的滑落问题。此外,在斜井敷设电缆过程中,不能够准确衡量井位的跨度,使电缆在使用的过程中受到自身重力或者热机械力的影响,在很大程度上减少电缆的寿命。电缆故障或者寿命受到影响除了受到电缆敷设不当的影响之外,还受到外力因素的影响,其中最易受到机械损伤。机械损伤主要是由于在电缆铺设完成之后,进行道路绿化、园林建设或者建筑施工等,导致电缆铺设的标示桩被破坏或者丢失,从而使电缆受到外力的破坏造成故障。

1.2电缆运行维护过程中易出现问题

电力电缆系统在运行的过程中,由于自身性质特点和敷设过程中的敷设方式问题;在运行过程中外界环境的影响导致电缆运行出现故障问题。其中电缆运行过程中易出现的故障主要分为绝缘性问题和接头问题。其中绝缘性问题产生主要是由于电缆的材料性质和铺设问题引起的。我国目前电缆铺设采用的主要的绝缘材料为橡皮绝缘材料、塑料绝缘材料、气体绝缘材料以及油浸纸绝缘材料。在铺设的过程中可能因为造型不当、制作不良或者使用的过程中长期过载、靠近热源等多种原因,导致电缆易受到化学腐蚀和受潮,导致电缆在运行的过程中会时常出现绝缘、老化或者受潮等问题,造成电缆故障。关于接头问题主要是因为电缆铺设的密封失效、连接不良、封铅漏水或者在运行过程中长期过负荷运行等原因造成的。电缆接头的故障主要表现为电缆的终端头或者中间接头处发生爆炸。

2.电缆故障探测的传统方法

2.1电缆故障测距的传统方法

目前我国关于电缆故障测距的传统方法主要有测量电阻电桥法、低压脉冲反射法、脉冲电压取样法、脉冲电流取样法和二次脉冲法五种。其中,测量电阻电桥法在被称之为经典方法。这种方法能够有效地测量短路和低阻故障。进行故障探测的主要原理是利用电桥平衡,对应的桥臂电阻的乘积相等,电阻与电缆长度成正比的。测量电阻电桥法具有操作简单方便、测量精度高的优点。但是也具有测试局限性较高的缺点。在测量100千欧以下的短路或者接地电阻进行相间短路、单相接地、二相接地或者三相短路等故障的测量的测试误差能够保持在0.3%-0.5%之间。而当电阻的超过100千欧时,电桥的回路电流很小,导致一般电桥不能够准确测量和判断电桥的平衡。低压脉冲法主要用于测量电缆的低阻和断路故障。而电缆运行过程中低阻和断路故障约占电缆运行故障的百分之十左右。除此之外,低压脉冲法还用于测量电缆的长度,检查电缆的断路和短路点,以及测量电缆接头和附件的位置和数量。低压脉冲法故障探测的原理是将低压脉冲在短时间内沿着电缆进行传送,当脉冲遇到中间接头、终端头、断点或者短路点时,脉冲将会发生反射,之后使用脉冲之间的时间差来进行测量差距。而这种探测方式的局限性在于不能用于测量高阻性和闪络性故障。脉冲电压取样方法主要包括直流高压闪络法和冲击高压闪络法。这种方法主要用来测量闪络性故障和高祖泄露。主要的探测原理是用直流或者高压脉冲信号将电缆的故障击穿,只够记录下测量点与故障点之间高压脉冲的往返时间。脉冲电流取样法的故障探测原理是采用高压将故障点击穿,在这个过程中,陡度较大的高压直流电流遇到故障点之后会瞬间放电,同时伴随着放电声音、放电火花与放电脉冲波。该方法就是利用放电脉冲波在测量点与故障点之间往返时间的测量,从而计算出故障点的位置。二次脉冲法是采用高压发生器冲击闪络技术,对故障点进行测量的一种方式。这种方式测量故障点的始端或者近始端的波形较为复杂,而且存在一定的盲区,导致测量误差较大。

2.2电缆故障定点的传统方法

电缆故障定点的传统方法主要包括声测法、声磁同步法和音频感应法三种。其中声测法主要是利用在故障被击穿时产生的放电声音进行测量。声磁同步法是结合直流高压冲击故障产生的脉冲磁场和放电声音。当声测定点中接收到的脉冲磁场即可认为是故障点发出。音频感应法主要用于测量电阻小于10欧的低阻故障。

3.新型电缆故障探测方法

3.1新型电缆故障测距方法

结合计算机技术产生的新型电缆故障探测方式主要有:实时专家系统、因果网电缆故障定位和小波变换电缆故障定位等方法。其中实时专家系统是将利用计算机技术在电缆故障探测领域能够使用人的思维来解决复杂的问题。为了能够实现人类专家的思维,要有包含大量专家知识的数据库,并采用一系列新的规则来维护数据库的正常运行。因果网主要包括四类节点:征兆、状态、假设和起始原因。其中状态节点表示电网中某个节点的状态。征兆节点是状态节点的征兆。假设节点是系统对故障进行的诊断假设,起始原因节点表示的是使故障产生的最终原因。因果网能够详细地描述继电器、开关和故障元件之间的关系,但并不涉及到部件的内部细节,从而能够更加直观、简洁地描述故障发生的原因。小波变换电缆故障探测方式是由数学知识分支来的故障探测方式,是电缆故障探测的先进算法,能够有效应用于电缆故障的暂态信号分析中。

3.2新型电缆故障定点方法

新型的电缆故障定点方法主要包括:人工神经网络法、全球定位系统的行波故障定位以及分布式光纤温度传感器。人工神经网络是模拟生物神经网络,通过将节点比作神经元,之后进行神经元之间输入和输出达到信号处理目的的一种方式。人工神经网络主要用于故障模式的识别和故障的征兆的预测。全球定位系统的行波故障定位主要是为了弥补传统阻抗算法对于阻抗接地、直流输电线和多端电源线路故障探测不准确的问题。分布式光纤温度传感器是通过检测电缆故障点的温度变化来对电缆故障点进行定位的方法。该方法具有操作简便,定位速度快以及不受电磁干扰等优点。

4.总结

随着科学技术的进步和人们对电力电缆要求的逐步提升,电缆故障的探测应结合先进的科学技术,从而能够满足人们的需求。

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关键词:电缆 故障 措施

中图分类号:TM7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)09(c)-0141-01

发展新能源是我国应对气候变化和推动节能减排的重要举措。在国家政策的支持和鼓励下,风电近年来发展迅速。风电机组与火电机组相比,分布上显得比较分散,因此集电线路较多。有的发电企业根据实际情况一部分野外配电线路采用电缆敷设。近一段时期个别风力发电企业站内、外电缆频繁发生故障,不但造成电缆的损坏,而且少发了大量电量,严重影响了安全和效益。

1 现场实例

(1)某发电企业场内部分集电线路为地埋电缆。由于地埋电缆在施工期间管理不到位,缺乏明显的地面标识、埋深标识和走径图,在工程交工时没有地埋电缆走向图,因不明确电缆走向导致无法添加电缆标识。由于地面上的标识严重缺失,地方有关部门在修路时将地埋电缆挖断。由于地埋电缆埋的深度不够,农民在春季耕种时,犁自家的地时把电缆耕坏的事件时有发生。(2)某发电企业地埋电缆在施工期间管理不到位,不明确电缆中间接头的位置,由于电缆中间接头较多,而且施工单位施工质量差,没有按照电缆中间接头施工工艺要求进行施工。遇大雨天气,土壤中进水后导致电缆绝缘降低,使电缆对地放电并发生相间短路。(3)某发电企业生产期间通讯电缆管理不到位,电缆长期暴露在地表上面。由于周围有毛草和树丛,因各种因素野外发生火灾时,将电缆烧断。

2 现场电缆运行的主要问题

(1)电缆隧道、沟道内积水比较普遍,有许多电缆经常被水浸泡,不能及时有效地排出积水。(2)野外地埋电缆,防护措施不健全,如没有警示标志,常常被工程施工人员挖断。电缆走向和电缆中间接头位置不清,没有电缆清册。(3)电气配电柜、盘的电缆穿孔处封堵、主控室的进出电缆群孔洞的封堵没有进行或封堵不严,有的耐火隔层太薄且不坚固,不少厂用易燃木板承托密封填料;有的单位在扩建阶段,对运行设备的电缆孔洞长期不予封堵。再者,电缆贯穿通道中设置的阻火隔墙,普遍是用砖块之类硬性材料构成,竖井孔洞多用钢丝网与水泥、石棉泥之类牢固凝固,在增添新电缆时拆除后不易恢复,因此,这项措施有待改进。(4)在施工中,不够重视电缆敷设质量,诸如敷放不整齐、任意交叉,动力电缆和控制电缆没有分层或分开敷设。地埋电缆不符合要求。(5)制作电缆头不符合工艺要求、不按规定设置电缆卡具或用线扎绑塑料电缆等等,不仅给运行管理带来困难,往往还遗留故障隐患。特别是有许多电缆长期处在泥水环境中,如果中间接头制作工艺不良,绝缘严重受潮后,会造成接地或击穿短路。(6)目前各种型号的风机消防自出厂后,仅仅依靠塔筒底和机舱上边的灭火器,没有报警和自动灭火装置。尤期风机塔筒内的电缆没有封堵,各层间没有刷防火涂料。

3 电缆故障原因

(1)属于电缆本身的情况。如过负荷及短路电流长时间作用下,电缆绝缘老化着火、电缆接头接触不良局部发热导致着火、中间接头工艺质量不过关导致放电等。

(2)属于外部因素的情况。如野外放荒或森林草原火灾将暴露在地面上的部分电缆引燃;修路等工程作业将横跨道路的地埋电缆挖断等。

4 预防措施

4.1 做好电缆故障预防

4.1.1 要保持电缆有一个良好的运行环境

电缆隧道和电缆沟在排水时通风要好,要畅通。废水和废气不能让其流入电缆隧道和电缆沟内。那些将电缆沟盖板的缝隙全部填充封闭起来;把电缆防火板封闭起来;把电缆防火门长期的处于封闭状态等方面将会影响到电缆的散热和通风方面,这样就会使电缆的绝缘加快了损伤、老化。

4.1.2 要保证电缆预防性试验的质量

电缆预防性试验必须严格按《电力设备预防性试验规程》的要求进行。这里所说的是,不要光看试验数据合格是否,还要将数据进行分析比较。可以跟有着相同数据的电缆比较,还可以跟其自身以往的数据比较,来探求其数据变化的规律,来判定是否继续运行。

4.1.3 要加强对电缆头的监视和管理

电缆头一般都是现场手工制作的,受到手工制作上的分散性和现场条件上的限制的影响,电缆绝缘最为薄弱的环节就是电缆头,所以就要加强这方面的管理和监视,这是对电缆防火的重要一环,终端电缆头不要放在电缆沟、电缆隧道等等方面的夹层。对于放在这些夹层内的动力电缆终端头,中间的接头部分要进行登记造册,最好用远红外测温仪进行定期监视测温,发现有不正常升温时,要及早退出运行,以免在运行中着火。另外,对于中间接头和电缆终端头都有防火隔离措施,以确保电缆头万一着火不牵连其他电缆。

4.1.4 防止外部环境着火引燃电缆

很多电缆分布在野外,如果管理不善,很容易遭受外力或火灾的破坏。要设置线路深埋标识、走廊标识、走径图,在地面上明显位置做好地埋电缆的醒目标志。加大宣传力度,对周围人群开展宣传教育,使大家了解保护地下电力设施的重要性,提高周围人群电缆防护的安全意识。

4.2 防止电缆火灾延燃的措施

4.2.1 要有完整的防止电缆火灾延燃的设计

对于已投运的电缆必须结合现场实际情况进行防火设计。设计的原则是:用封、堵、隔的办法保证单根电缆着火不延燃到多根电缆(电缆进入电缆沟、电缆隧道、电缆槽盒、电缆夹层的管口要严密进行防火封堵,防止单根电缆或少量电缆着火窜延引燃大量电缆);电气盘、柜着火不延燃到电缆沟;电缆沟着火不延燃到电缆隧道;电缆隧道着火不延燃到电气控制室、电气配电装置的电缆夹层;一个电气室着火不延燃到其它室;一台机组的电缆着火不延燃到其它机组。电缆沟、电缆隧道内电缆要用防火墙分段,动力电缆与控制电缆之间应设层间耐火隔板等。切忌不作设计就让施工队伍随心所欲地施工。

4.2.2 必须保证防火材料是合格产品

选用的防火材料必须是经国家技术鉴定合格,并由公安部门颁发生产许可证的生产厂家的产品。最好是找信誉好的厂家和产品。而且产品到现场后还应该抽样做简易的耐火试验,以防不合格的产品混入防火工程中。

4.2.3 必须保证防火封堵的严密性

防火封堵不严密,就失去了封堵的作用。特别是电缆多的地方,最好用软堵料以保证封堵严实。如果要更换电缆应在更换电缆后把破坏的封堵及时还原,时刻保证封堵的严密性。

4.2.4 必须保证防火材料封堵的厚度

封堵材料的厚度不够,电缆着火后火会串延烧穿封堵的材料。通常封堵材料的厚度应和封堵面电缆的根数成比例,电缆的根数愈多封堵应该愈厚。例如对于电缆隧道里电缆阻火墙的厚度一般不应小于240mm,阻火墙要比电缆支架宽100mm以上,阻火墙两侧还要有不小于1000mm的阻火段(可用防火涂料、防火包等),才能有效地防止电缆火灾的串延。

4.2.5 必须保证防火封堵有足够的机械强度

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(一)电缆故障原因

第一,外力破坏。电缆出现外力破坏的原因主要是机械施工如挖掘机等直接损坏电缆,从而造成故障发生短路跳闸或伤及绝缘而留下事故的隐患。在实际运行中显示,外力破坏型电缆故障占整个电缆故障中的一半以上。

第二,电缆的施工质量。电缆施工过程中出现的质量问题主要分为两个方面:外部环境因素和制作技术水平。外部环境因素主要包括电缆埋设过浅,导致电缆外露没有保护;弯曲半径过小;电缆沟内杂物积水过多;电缆敷设过程中外皮划损留下的隐患等。制作技术水平主要包括电缆头附件安装不符合工艺要求;电缆头热缩材料烘烤不匀或烘烤过度,造成绝缘材料热缩不紧密或热熔过度,从而降低本身绝缘程度;或冷缩制作时没有按照技术作业书指示制作,没有达到规定制作工艺。

第三,电缆运行问题。用户的过负荷用电会造成电缆绝缘枯干、脆化,使电缆绝缘强度降低、表面温度过高,会造成电缆故障,严重情况下可能引起火灾。

第四,电缆本身质量。

第五,电缆老化。

(二)电缆故障类型

电缆故障的主要类型主要分为低电阻故障、高电阻故障、三相短路故障、断线故障和闪络性故障这几种类型。通常在故障测寻前500V-2500V摇表进行确定。

二、电缆故障测寻方法

第一,电桥法。在电缆线路测试端,将良好相和故障相导体分别作为电桥的两个桥臂接在测试仪器上,将另一端两相导体跨接以构成回路。调节电桥,当电桥平衡时,对应桥臂电阻乘积相等,而作为电桥两个桥臂的电缆导体的电阻值与其长度成正比,于是可把电缆导体电阻之比转换为电缆长度之比,根据电桥上可调电阻和标准电阻数值,即可出电缆故障点初测距离。主要用于电阻值在100kΩ以下的单相、两相、三相以及相间短路(接地)故障。一般不宜用于测试高阻和闪络故障。由于电桥法主要根据现场电压表和电阻比人工计算电缆故障距离,其准确度不高,不在港区范围内使用。

第二,脉冲法。脉冲法是应用脉冲波技术进行电缆故障测距的方法。其中又分为低压脉冲反射法、直流高压闪络测试法、冲击高压闪络测试法三种。

低压脉冲法工作原理为在测试端注入一低压脉冲波,脉冲波沿电缆传播到故障点产生反射再回送到测试仪器,一起记录了发射波脉冲波与反射脉冲波的时间间隔Δt,已知脉冲波在电缆中传播速度V,即可计算出故障点距离。

直闪法工作原理为,在测试端对电缆线路故障相施加直流电压,当电压升到一定值时,故障点发生闪络放电,利用闪络放电产生的脉冲波及其反射波在一起上的记录的时间间隔Δt,从而计算出故障点距离。

在实际工作过程中我们发现,电缆故障总体来说主要为高电阻故障和低电阻故障。脉冲法中的低压脉冲法和冲闪法在解决低阻、高阻电缆故障中,精确度高,不受人工因素的影响,所以成为电缆故障测寻的主要应用方法。

三、XF25-1563V.4电缆故障仪的应用

第一,脉冲反射。脉冲反射仪发出的低压脉冲沿着电缆传输。当脉冲信号到达电缆阻抗发生变化的位置时,就会对这种阻抗发生变化反射。通过观察显示仪上的这些反射,就可以确定到反射点的距离。电缆脉冲反射仪主要由脉冲发生器和阴极示波器组成。这种示波器通常要求提供特殊的电路,以确定距离,并针对不同的距离范围改变脉冲宽度。脉冲产生后,被施加在有均匀分布电容的电缆上,当阻抗发生变化时脉冲反射就发生了。上升的反射信号代表高阻抗变化;下降的反射信号代表低阻抗变化。当反射处的阻抗高于电缆特征阻抗时,信号是上升的。当反射处的阻抗低于电缆特征阻抗时,信号是下降的。

第二,弧反射。由于脉冲反射仪发出的低脉冲信号在高阻故障点不发生反射,而直接到达电缆末端形成开路反射,因而在抵压情况下只能测一个“完好”电缆的轨迹波形。因此对于高阻故障,利用弧反射方式通过高压冲击器,对故障点进行冲击放电,使故障点产生电弧,形成瞬间的短路状态(小于50欧姆)。此时,脉冲反射仪通过耦合器与故障电缆连接,并在产生电弧的时候,触发装置触发脉冲信号,在电弧点(瞬时短路点)形成短路反射,并将故障波形以下降的信号显示在脉冲反射仪上。在弧反射法下测得的短路反射波形与在低压脉冲法下测得的开路反射波形将自动同时显示在脉冲反射仪上,两条轨迹波形在故障点会有明显的分离,分离点即为故障点,故障点的距离也自动显示在脉冲反射仪上。

四、遇到的问题及解决方法

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【关键词】电力电缆;敷设;故障点;检测

中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:

一、前言

社会经济和电力系统发展十分迅速,电缆线路因为具有独特的优势,所以慢慢的取代了架空线路,并且成为输电线路中非常重要的组成部分。尤其是交联聚乙烯电力电缆,本身具有非常优越的电气绝缘性能,并且构造非常简单,要求现场安装条件不高,而且施工很便捷,所以被大力的推广和运用。一般很多电缆线路都埋在地下,如果有停电事故发生,想要查找故障就会显得非常困难,而且需要花费很多的人力、物力和财力,同时会对用电可靠性带来了影响。所以,笔者结合了交联聚乙烯电力电缆的特点,对故障原因进行分析,并且提出一些相应的探测方法,其目的就是为了快速找到故障点,从而提高抢修效率。

二、电力电缆的敷设

根据电力电缆自身的特点和安装要求的不同,电力电缆也有不同的敷设方式。一般来说有以下几种方式:直埋敷设、电缆沟敷设、沿墙敷设、电缆隧道敷设和适用于公路、铁路等狭窄情况的排管敷设等。电缆敷设时应注意如下事项:

1、电缆敷设应有波浪形。多根电缆敷设时,应先敷设规格最大的电缆,依次下沟。高压电缆与低压电缆交叉敷设时,高压电缆要放在低压电缆下面,其距离不应小于500 mm。

2、电缆接头两端应留有1.5 mm左右的余隙,以备检验,如果发现受潮可截去一段。电缆引入建筑物、引上电杆和中间接头的两端也应留有余量,以便有故障时修理备用。

3、电缆引入建筑物应穿在保护管中,管口要用麻带填满,并用沥青或粘土封口,以防水分渗入。

4、沿斜坡或垂直敷设油浸纸绝缘电缆时,由于电缆中的浸渍剂会流动,因此电缆两端的位差不能超过规定的数值。

5、电缆敷设完毕后,应沿线路进行整理,然后在电缆上面覆盖100 mm厚的细砂土,盖上电缆盖板,并每隔20 m左右及终端、转弯处竖立电缆标志牌。最后对电缆沟覆土,覆土要高出地面200 mm左右,以防松土沉陷。

三、电缆故障分类

电缆故障点的等效电路如图1所示,G是击穿间隙(击穿电压为Ug),Rf是故障点绝缘电阻,Cf是局部分布电容,这三个值之间不存在对应联系,而且随着电缆故障的不同是变化的。

图1 电缆故障点等效电路

电缆故障的情况比较复杂因此故障分类方法也相应较多

1、按故障现象划分:电缆绝缘击穿而引起的故障;电缆外力拉断或导体烧断引起的故障。

2、按故障性质划分:接地故障、短路故障、断线故障、闪络性故障和混合故障。

3、按故障部位划分:电缆本体或附件故障。

4、实际的电缆故障形式是以上多种故障的组合形式出现,比较多见的是相对地、和断线并接地故障。

四、电力电缆故障的检测

1、电桥法

(一)低电阻故障

其工作原理见图2。

Lx是故障点距电缆头的长度,单位为m,

L是电缆总长度,单位为m,

Rx是电缆芯线的电阻,单位为Ω,

R1、R2是电桥两臂的电阻值,单位为Ω。

图2低电阻故障检测原理图

(二)高电阻接地故障

检测方法与低电阻接地故障相同,一般用QF1-A型电桥来测量,其工作原理图同图2所示相同,但是要求电桥、检流计均应处于高压位置,且应很好地与地绝缘。

(三)完全断线故障

其工作原理如图3所示。

图3完全断线故障检测原理图

Lx是故障点距电缆头的长度,单位为m;

L是电缆总长度,单位为m;

CE是故障相所在E端所测得的电容,单位为F;

CF是故障相所在F端所测得的电容,单位为F。

(四)不完全断线故障

这种故障用兆欧表测量,表现为各相绝缘良好,一相或多相导线不完全连接。这种故障又可分为低电阻断线和高电阻断线,当故障类型为低电阻断线时,可用低压电流使其烧断,然后再按完全断线故障的方法进行检测。若是高电阻断线则可用交流电桥法来测量,测量原理见图4所示。

图4不完全断线故障检测原理图

(五)完全断线并接地故障

这种故障表现为一端各相绝缘良好,而另一端接地,可采用完全断线故障的检测方法。

(六)不完全断线并接地故障

1、测声法:

所谓测声法就是根据故障电缆放电的声音进行查找,该方法对于高压电缆芯线对绝缘层闪络放电较为有效。此方法所用设备为直流耐压试验机。当电容器C充电到一定电压值时,球间隙对电缆故障芯线放电,在故障处电缆芯线对绝缘层放电产生“滋、滋”的火花放电声,对于明敷设电缆凭听觉可直接查找,若为地埋电缆,则首先要确定并标明电缆走向,再在杂噪声音最小的时候,借助耳聋助听器或医用听诊器等音频放大设备进行查找。查找时,将拾音器贴近地面,沿电缆走向慢慢移动,当听到“滋、滋 ”放电声最大时,该处即为故障点。使用该方法一定要注意安全,在试验设备端和电缆末端应设专人监视。

2、电容电流测定法:

电缆在运行中,芯线之间、芯线对地都存在电容,该电容是均匀分布的,电容量与电缆长度呈线性比例关系,电容电流测定法就是根据这一原理进行测定的,对于电缆芯线断线故障的测定非常准确。测量步骤:

(一)首先在电缆首端分别测出每相芯线的电容电流(应保持施加电压相等)Ia、Ib、Ic的数值。

(二)在电缆的末端再测量每相芯线的电容电流Ia′、Ib′、Ic′的数值,以核对完好芯线与断线芯线的电容之比,初步可判断出断线距离近似点。

(三)根据电容量计算公式C=1/2πfU可知,在电压U、频率f不变时C

与I成正比。因为工频电压的f(频率)不变,测量时只要保证施加电压不变,电容电流之比即为电容量之比。设电缆全长为L,芯线断线点距离为X,则Ia/ Ic=L/X,X=( Ic/ Ia)L。

测量过程中,只要保证电压不变,电流表读数准确,电缆总长度测量精确,其测定误差比较小。

3、零电位法:

零电位法也就是电位比较法,它适应于长度较短的电缆芯线对地故障,应用此方法测量简便精确,不需要精密仪器和复杂计算,其接线如图5所示,测量原理如下:将电缆故障芯线与等长的比较导线并联,在两端加电压E时,相当于在两个并联的均匀电阻丝两端接了电源,此时,一条电阻丝上的任何一点和另一条电阻丝上的对应点之间的电位差必然为零。反之,电位差为零的两点必然是对应点。因为微伏表的负极接地,与电缆故障点等电位,所以,当微伏表的正极在比较导线上移动至指示值为零时的点与故障点等电位,即故障点的对应点。 图中K为单相闸刀开关,E为6V蓄电池或4节1号干电池,G为直流微伏表,测量步骤如下:

(一)先在b和c相芯线上接上电池E,再在地面上敷设一根与故障电缆长度相等的比较导线S,该导线要用裸铜线或裸铝线,其截面应相等,不能有中间接头。

(二)将微伏表的负极接地,正极接一根较长的软导线,导线另一端要求在敷设的比较导线上滑动时能充分接触。

(三)合上闸刀开关K

将软导线的端头在比较导线上滑动,当微伏表指示为零时的位置即为电缆故障点的位置。

五、结束语

通过上述论述,不难看出电缆故障具有突发性、不确定性以及很难查找到故障点等特点。因此需要拥有丰富的查障经验和先进的检测设备,而且还有对各种故障探测原理、方法和故障探测设备进行充分的掌握和熟悉,同时使用正确的探测方法和流程,这些都能够有效的提高故障探测的速度和质量。

参考文献:

[1] 刘宝君. 浅谈电缆敷设施工中应注意的问题[J]. 黑龙江科技信息. 2013(02)

[2] 陈明. 电力电缆选择与敷设设计概议[J]. 中国高新技术企业. 2013(04)

[3] 李华. 地埋电力线路的设计和施工[J]. 农村电工. 2013(02)

[4] 方晓明,曹志强. 高压电缆敷设于长距离大桥应对大桥伸缩缝问题的探讨[J]. 华东电力. 2013(03)

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一、电缆故障类型

(一)电缆故障原因

1.外力破坏。

2.电缆的施工质量。电缆施工过程中出现的质量问题主要分为两个方面:外部环境因素和制作技术水平。外部环境因素主要包括电缆埋设过浅,导致电缆外露没有保护;弯曲半径过小;电缆沟内杂物积水过多;电缆敷设过程中外皮划损留下的隐患等。制作技术水平主要包括电缆头附件安装不符合工艺要求;电缆头热缩材料烘烤不匀或烘烤过度,造成绝缘材料热缩不紧密或热熔过度,从而降低本身绝缘程度;或冷缩制作时没有按照技术作业书指示制作,没有达到规定制作工艺。

3.电缆运行问题。用户的过负荷用电会造成电缆绝缘枯干、脆化,使电缆绝缘强度降低、表面温度过高,会造成电缆故障,严重情况下可能引起火灾。

4.电缆本身质量。

5.电缆老化。

(二)电缆故障类型

电缆故障的类型主要分为低电阻故障、高电阻故障、三相短路故障、断线故障和闪络性故障这几种类型,通常在故障测寻前500V-2500V摇表进行确定。

二、电缆故障测寻方法

1.电桥法。在电缆线路测试端,将良好相和故障相导体分别做为电桥的两个桥臂接在测试仪器上,将另一端两相导体跨接以构成回路。

2.脉冲法。脉冲法是应用脉冲波技术进行电缆故障测距的方法。其中又分为低压脉冲反射法、直流高压闪络测试法、冲击高压闪络测试法三种。

低压脉冲法工作原理为:在测试端注入一低压脉冲波,脉冲波沿电缆传播到故障点产生反射再回送到测试仪器,一起记录了发射波脉冲波与反射脉冲波的时间间隔Δt,已知脉冲波在电缆中传播速度V,即可计算出故障点距离。

直闪法工作原理为:在测试端对电缆线路故障相施加直流电压,当电压升到一定值时,故障点发生闪络放电,利用闪络放电产生的脉冲波及其反射波在一起上的记录的时间间隔Δt,从而计算出故障点距离。

在实际工作过程中我们发现,电缆故障总体来说主要为高电阻故障和低电阻故障。脉冲法中的低压脉冲法和冲闪法在解决低阻、高阻电缆故障中,精确度高,不受人工因素的影响,所以成为电缆故障测寻的主要应用方法。

三、XF25-1563V.4电缆故障仪的应用

1.脉冲反射。脉冲反射仪发出的低压脉冲沿着电缆传输,当脉冲信号到达电缆阻抗发生变化的位置时,就会对这种阻抗发生变化反射。

2.弧反射。由于脉冲反射仪发出的低脉冲信号在高阻故障点不发生反射,而直接到达电缆末端形成开路反射,因而在低压情况下只能测一个“完好”电缆的轨迹波形。

四、遇到的问题及解决方法

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关键词:电缆故障成因及环节 定位探究

中图分类号:TM247文献标识码: A 文章编号:

5月9日“2013全球电线电缆年会”在中国宜兴凯宾斯基饭店拉开帷幕。本次年会主题为“新周期下的战略布局”。 本次年会不仅为把握全球线缆产业发展趋势、探讨全球新兴线缆材料的应用、洞察商机等战略问题提供了良好的交流平台。随着我国经济的发展和全球经济一体化的形成,工农业生产及人民生活的用电量日益增加,对电力的需求量越来越大,对电网的运行安全要求也越来越高。而作为连接各种电气设备、传输和分配电能的电力电缆,以其安全、维护工作量少,稳定性高,有利于提高电能的质量并且美化城市等优点,已经得到越来越广泛的应用。目前,电力电缆所产生的故障在所有供电故障中占了相当大的比重。那么如何快速、准确地确定故障点位置和判断出故障类型已成为新时期电力电缆使用和运行的关键所在。

一、造成电缆故障的原因

1、电缆线的机械损伤。当前由于机械损伤引起的电缆故障占电缆事故很大的比例。虽然有些机械损伤很轻微,当时并没有造成故障,但在几个月甚至几年后损伤部位就会发展成故障,影响电缆的使用。一是在安装时不小心碰伤电缆,机械牵引力过大而拉伤电缆,或电缆过度弯曲而损伤电缆;二是在安装后电缆路径上或电缆附近进行城建施工,使电缆受到直接的外力损伤;三是行驶车辆的震动或冲击性负荷会造成地下电缆的铅(铝)包裂损;四是因自然现象造成的损伤(中间接头或终端头内绝缘胶膨胀而胀裂外壳或电缆护套;因电缆自然行程使装在管口或支架上的电缆外皮擦伤;因土地沉降引起过大拉力,拉断中间接头或导体)

2、电缆线的绝缘受潮。一是因接头盒或终端盒结构不密封或安装不良而导致进水;二是电缆制造不良,金属护套有小孔或裂缝;三是金属护套因被外物刺伤或腐蚀穿孔。

3、电缆线绝缘老化变质。一是绝缘介质电离时,气隙中产生臭氧、硝酸等化学生成物,腐蚀绝缘;二是绝缘中的水分使绝缘纤维产生水解,造成绝缘下降。三是过热会引起绝缘老化变质。电缆内部气隙产生电游离造成局部过热,使绝缘碳化。电缆过负荷是电缆过热很重要的因素。四是安装于电缆密集地区、电缆沟及电缆隧道等通风不良处的电缆、穿在干燥管中的电缆以及电缆与热力管道接近的部分等都会因本身过热而使绝缘加速损坏。

4、电缆线过电压。大气与内部过电压作用,使电缆绝缘击穿,形成故障,击穿点一般是存在缺陷。

5、电缆线的设计和制作工艺不良。电缆线的中间接头和终端头的防水、电场分布设计不周密,材料选用不当,工艺不良、不按规程要求制作会造成电缆头故障。

6、电缆线材料缺陷。一是电缆制造的问题,铅(铝)护层留下的缺陷;在包缠绝缘过程中,纸绝缘上出现褶皱、裂损、破口和重叠间隙等缺陷;二是电缆附件制造上的缺陷,如铸铁件有砂眼,瓷件的机械强度不够,其它零件不符合规格或组装时不密封等;三是对绝缘材料的维护管理不善,造成电缆绝缘受潮、脏污和老化。

7、电缆线护层的腐蚀。一是由于地下酸碱腐蚀、杂散电流的影响,使电缆铅包外皮受腐蚀出现麻点、开裂或穿孔,造成故障。二是电缆的绝缘物流失油浸纸绝缘电缆敷设时地沟凸凹不平,或处在电杆上的户外头,由于起伏、高低落差悬殊,高处的绝缘油流向低处而使高处电缆绝缘性能下降,导致故障发生。

二、故障电缆线的探测环节

电缆故障的探测一般要经过诊断、测距、定点三个环节。

1、电缆故障性质的诊断。就是确定故障电阻是高阻还是低阻;是闪络还是封闭性故障;是接地、短路、断线,还是它们的混合;是单相、两相,还是三相故障。然后根据故障发生时出现的现象,初步判断故障的性质。通过上述判断不能完全将故障的性质确定下来,还必须测量绝缘电阻和进行“导通试验”。进行“导通试验”时,将电缆的末端三相短接,用万用表在电缆的首端测量芯线之间的电阻。

2、电缆故障测距。一是故障测距。电桥法是一种经典测试方法。其优点是简单、方便、精确度高,缺点是不适用于高阻与闪络性故障。特别是对一些特殊的故障没有明显的低压脉冲反射,但又不容易用高压击穿,如故障电阻不是太高的话,使用电桥法往往可以解决问题。二是低压脉冲反射法。低压脉冲反射法,又叫雷达法,低压脉冲反射法用于测量电缆的低阻、短路与断路故障。它通过观察故障点反射脉冲与发射脉冲的时间差测距。低压脉冲反射法的优点是简单、直观、不需要知道电缆的准确长度等原始技术资料。根据脉冲反射波形还可以容易地识别电缆接头与分支点的位置。低压脉冲反射法的缺点是不能适用于测量高阻与闪络性故障。三是脉冲电压法。脉冲电压法是六十年展起来的一种高阻与闪络性故障测试方法。其重要优点是不必将高阻与闪络性故障烧穿,直接利用故障击穿产生的瞬间脉冲信号,测试速度快,测量过程也得到简化,是电缆故障测试技术的重大进步。四是脉冲电流法。脉冲电流法是八十年代初发展起来的一种测试方法,以安全、可靠、接线简单等优点显示了强大的生命力。脉冲电流分直流高压闪络与冲击高压闪络两种测试方法。

三、电缆线故障的具体定位

1、声测定点法。声测法是电缆故障主要的定点方法,主要用于测量高阻与闪络性故障,对于低阻故障(金属性短路除外),也可使用该方法。声测定点主要是利用故障点的放电声音定点,使用可调压的高压设备,使故障点击穿放电,故障间隙放电时产生的机械振动,传到地面,便听到“啪、啪”的声音,利用这种现象可以十分准确地对电缆故障进行定点。对于电缆护层已被烧穿的故障,往往可在地面上用人耳直接听到故障点放电声。

2、音频感应法。一般用于探测故障电阻小于10欧的低阻故障。用音频感应法对两相短路并接地故障,以及三相短路或三相短路并接地故障进行测试,都能获得满意的效果,故障点位置之绝对误差为1~2米。探测时,用1千赫的音频信号发生器向待测电缆通音频电流,发出电磁波;然后,在地面上用探头沿被测电缆路径接收电磁场信号,并将之送入放大器进行放大;而后,再将放大后的信号送入耳机或指示仪表,根据耳机中声响的强弱或指示仪表指示值的大小而定出故障点的位置。

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【关键词】电力电缆 故障测寻 粗测

电力电缆故障情况频繁出现,尤其是在部分交通主干线道路出现电缆故障时,将会对公路的正常运行及人们的出行带来很多不便,目前电缆故障测寻方法主要有粗测与细测两种,本文主要对粗测过程中的电桥法,低压脉冲法、高压脉冲法及其实际应用进行研究,以期为电缆故障测寻提供实际指导。

1 电力电缆故障分类

根据电力电缆故障出现的直接原因,我们可以将其故障分为两大类,即试验击穿故障和运行中故障。本文主要对应用较多的试验击穿故障和运行中故障进行具体分析。

1.1 试验击穿故障

试验击穿故障实际上就是在实验过程中发生的击穿故障,这种情况一般可以排除短路、断线、三相同时接地情况,最有可能的就是一相接地或两相接地。

1.2 运行中的电缆故障

运行中的电缆故障包括以下六种情况,一是低阻故障,当导体具备较好的连续性,但电缆一芯或数芯对地绝缘电阻值或芯与芯之间的绝缘电阻值低于10万欧时,我们称之为低阻故障;二是高阻故障,即导体具备较好的连续性,但电缆一芯或数芯对地绝缘电阻值或芯与芯之间的绝缘电阻值高于10万欧,但又与正常值小很多时的电缆故障;三是泄漏性故障,即在进行电缆预防性试验时,在试验电压达到额定试验电压值的过程中,随着试验电压的不断加大,泄漏电流值也会相应的变大,并大于允许值的电缆故障,该故障是高阻故障中的一种,即高阻故障达到极端时的一种具体表现;四是闪络性故障与封闭性故障,闪络性故障即在进行电缆预防性试验时,泄漏电流猛增并快速的出现闪络击穿情况,之后再恢复正常,可能是连续性击穿,也可能是相隔几秒或几分钟的频繁击穿。封闭性故障即存在着闪络性故障隐患的电缆,在较低电压下短时间内闪络击穿完全停止并表现出较好的电气性能,击穿后,待绝缘恢复,击穿现象完全停止的故障,这两种故障一般出现在电缆终端或中间接头内;五是短路故障,即由于电缆绝缘被击穿造成的电缆两芯或三芯接地故障;六是混合故障,即同时具备以上任意不小于两种的故障。

2 电力电缆故障测寻技术及应用

2.1 电桥法测寻故障及实际应用

电桥法测电力电缆故障是一种简单便捷,精确度高的方法。具体操作过程中,首先需要根据电桥原理图实现连接,将电缆故障相与非故障相短接,并将其分别与电桥的两臂进行连接,调节电桥两臂上的一个可调电阻器,使得电桥平衡,从而通过其中的比例关系来获得故障距离,需要注意的是该方法要求电源电压相对较低,并且不适用于三相短路、高阻抗、闪络性故障等。

应用案例:黑龙江省大庆市让胡路区某工业园高压室出现电缆故障,表现为II线530线路零序动作跳闸,在进行抢修中进行电缆三相对地及相间绝缘,并分别测得A相、B相、C相为2000MΩ、3000MΩ、2MΩ,接下来进行电缆耐压实验,经试验得到的结果是C相合上试验电源时保护跳闸,A、B相合格,所以我们可以基本上判定A、B相完好,而C相电缆接地绝缘击穿。在此结果的基础上开始进行电桥法粗测,在业园高压室以C相作为测试端,将电缆另一端的B、C相短接展开测量,使得电桥平衡,此时的电桥臂比例是63:1000,经相关资料显示电缆长度为3982m,那么计算后的故障点应该在高压室502m远的位置,接下来再以B相作为测试端进行测量,最终得出故障点在高压室510m远的位置,此时就可以在距离高压室500m远的地方通过声测法进行细测,果然508m处出现明显放电声,挖开此处发现有以中间头外壳已经被击穿。

2.2 低压脉冲法测寻故障及实际应用

由于电缆在测试脉冲信号的传输过程中,其沿线中的短了点、中间接头、T型接头、终端开路头、短路点等阻抗失配点都会使传输中的脉冲信号进行相应的反射,阻抗失配点的性质主要决定了反射波形形状,而阻抗失配点到测试起始端的距离可以通过反射波形的位置来获得,也就是说可以通过反射波形与测试脉冲信号之间的时差表现出来。

2014年8月黑龙江省大庆市让胡路区某工业园高压室出现电缆故障,表现为I线零序动作跳闸。经电缆绝缘试验,并测得A相、B相、C相的绝缘电阻分别为l500MΩ、1800MΩ、0MΩ,再通过万用表测得B相/E接地电阻为53MΩ,此时,利用低压脉冲法展开B相故障点的粗测,速度 取值172m/μs,在波形图光标移动的过程中,在1237m处发现与发射波明显相反的反射波,接下来可以将测量故障地点确定在距离高压室1237m及附近100m的范围内,并通过声测法进行细测,最终在1230m处听到明显放电声,挖开盖板发现电缆主绝缘击穿。

2.3 高压脉冲法测寻故障及实际应用

高压脉冲法测寻电力电缆故障主要包括两种,一是直流高压闪络法,侧重测量电缆的闪络性高阻故障;二是冲击高压闪络法,侧重测量电缆的泄漏性故障。二者比较而言,前者的波形更容易理解,较为简单,准确度更高一些,后者则相反,但是二者都是通过记录放电电压在测试点与故障点间的往返时间来查找故障点。

应用实例:2014年黑龙江省大庆市某大桥出现电缆故障,表现为I线513电缆故障。线路摇绝缘A相为1.5MΩ,B、C相绝缘正常,经试验,A相1000V耐压试验中设备保护动作跳闸,由此判断A相出现高阻泄漏性故障,根据以上分析采用冲击高压闪络法进行故障测寻,测得总长度为3051m,速度v取172m/μs ,得到故障点在测量点的603m处,此时通过声测法进行细测,最终在611m处发现故障点,A相绝缘层边缘出现明显爬电炭化现象。

综上所述,本文主要通过三个实际案例主要对电力电缆故障的测寻技术进行分析,试图通过冲击高压闪络法、低压脉冲法及电桥法原理让相关工作人员加强多种方法的综合运用,同时由于电缆故障环境的复杂化与故障类型的多样化,还需要进一步加强对细测技术的研究,结合现代高速发展的信息技术,开发新的电力电缆测寻方式。

参考文献

[1]周辉,汪志刚,袁晟.电力电缆故障测寻仪的使用[J].大众用电,2014(03).

[2]汪敏.电力电缆故障测寻方法的探讨[J].电子世界,2012(05).

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关键词:电力工业 工业革命 电力电缆 经济发展 故障排除 电缆运行

前言

在上文摘要中,我们已经提高,随着国际社会国内社会经济的不断发展,对电力的需求越来越广泛,尤其是在我国实施改革开放后,社会主义市场经济的不断完善,不断推动了我国电力工业的快速发展,这其中就包括我国国家电网的不断完善。而,随着电力工业的快速发展,也引发了一系列与电力有关的问题,如空中架线问题等,对于此问题,人类发明了电缆技术,由于电缆受自热环境的影响较小,占用空间较小,而且不占线路走廊空间,而且使用安全可靠等优点,因此在当今电网快速发展中被我们人力广泛应用,而且电缆在供电系统中发挥着越来越广泛的作用。但是,一项事物尤其良好优点的同时,也必然存在着不可避免的缺点,如,电缆一旦发生故障,就会出现查找困难,修理困难等问题。因此,为了我国电缆运行安全健康及整个电网的运行安全,我们必须不断创新我们对电缆的诊断方法、修理措施等,这些都对我国整个电力工业的发展具有重要的意义。本文就是通过对当前我国电缆的现状进行研究与总结,并提出了以下几点建议。

1. 我国电力电缆发展的总体概述

1.1 近些年来,我国经济的快速发展,极大的带动了我国电力工业的发展及电力市场的需求,但是也突出了我国电力紧缺的供需矛盾。因此,在客观上也促进了电力电缆的广泛应用。在当前经济社会发展中,人民在营造优雅宽松的生存环境和生活环境的城市建设过程中,电力电缆输电配电线路逐步取代架空线路为整洁美丽的市容市貌提供了良好的添加,因此,在当今时代评价一个城市电网技术水平的高低中,城市电力电缆应用的程度是其重要评判标准之一。尤其是在进入新世纪的前后,XLPE绝缘电力电缆的使用,它具有输送电容量大,不受地下落差的影响,并且运行安全非常可靠,使用寿命较普通电缆更长,其发展到现在,已经被世界各个国家及人民接受和广泛使用。

1.2 我国在改革开放以来的三十多年的发展过程中,我国的电缆制造技术得到了突飞猛进的发展,我国的电缆电缆投运回路的数量也出现了迅猛增长的现象,这其中就包括铜芯电缆取代铝芯电力电缆,及XLPE绝缘电力电缆已经取代油纸绝缘电力电缆并逐步取代PVC绝缘电力电缆;高压和超高压XLPE绝缘电力电缆正逐步取代充油电力电缆,且电压等级已发展到500kv,分割导体截面积达到2500~2。XLPE绝缘电力电缆生产工艺包括悬链、立塔和长承模,电力电缆本体是由纯净的材料在净化环境里连续制造而成的。微孔、杂质的尺寸以及线芯偏心度等关键技术指标得到严格的控制,其绝缘结构和尺寸的制造误差很小,通常可以简化为理想同轴电容器结构。在交变电场下,内部电场分布比较均匀,介质中任意一点的电位均满足电力工业发展的需求。

2. 电力电缆故障的实验与检测的方法

2.1 当前,电力电缆的故障是困扰我国电力电网发展的一个重要因素之一,因此,当故障发生时,我们作为电力电缆的工作人员能够及时发展故障,及时排除故障,及时解除故障是维护我国电网安全运行的重要保障之一。根据对工作人员多年经验的总结与创新,我们主要从以下几个方法来进行电力电缆故障的检测与维修。首先,我们就是要使用电缆专业的测距仪来测定距离。这就是要求我们要先判断出电缆出现故障时是高阻还是低阻或是接地。并根据不同的条件我们采取不同的检测方法。如果是高阻故障,我们就应该采用高压冲击放点的方法来测距离。如果是接地故障,我们就可以直接用测距仪的迪亚线路来观测故障发生的位置。

2.2 其次,就是通过检测出的距离,来查找故障发生的路径。在查找故障发生的路径工作中,最重要的就是要给电力电缆加一个信号发生器,使其产生信号,其次,在使用信号接收机成功接收加过信号器的电缆,并沿着信号的路径把整个电缆走一遍,这样就很容易确定发展故障的电力电缆的大致位置。

2.3 最后,就是根据我们第一步所测定出的距离来精确电缆出现故障的精确位置。这一步我们主要通过打火放电所产生的声音,当从定点仪的耳机听到声音最大的地方时,也就是找到了故障点的位置。但是,由于是听声音,所以,受环境噪音的影响,找起来相当费时间,有时要等到晚上才可以。当遇到交联电缆时,就更费时间了,因为,交联电缆一般都是内部放电,声音非常小,几乎听不到,最后只有丈量了。以上就是我们在检测发生故障电力电缆时所采用的主要方法,但是我们也不排除其他检测方法,在当今检测电缆及维修电缆中所采用的方法还有冲闪法等。

结语

综上所述,电力电缆运行、故障及试验工作是一个比较复杂而又具有综合性的电力问题,这就要求我们工作人员在工作中要有坚忍不拔的精神,其次,还要求我们在工作中不断去学习、不断去总结工作经验,不断对疑难故障进行研究与分析,这样才能及时发现故障、及时排除故障、及时解决故障,使我国的电力电缆能够高效、健康的运行,不断为我国电力工业的发展做贡献。

参考文献

[1]孙海法.李丽淑.现代电力企业人力资源开发与管理[M].广州:中山大学出版社.2010.03.

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关键词:电缆故障、低压脉冲、冲闪、二次脉冲、测试

随着城乡一体化进程,城市改造的不断深入,电力电缆日益增多,电缆故障对供电可靠性的影响越来越大,因而迅速准确地探测故障的位置对及时恢复供电有着重要的意义。在电力系统中,电力电缆有着举足轻重的作用,如何准确、快速查找电缆故障,消除电缆故障,保证供电可靠性至今仍是一项重要课题。

一、电缆故障原因

1、生产质量问题:病态电缆投入电力系统。

2、电缆施工质量问题:电缆在安装施工过程中,没有按照有关电缆的安装要求施工,如凭施工经验对电缆的敷设工艺进行任意更改。

3、电缆接头的制作问题:制作中俭省步骤,任意更改电缆接头的工艺尺寸。

4、电缆的运行问题:如电缆运行环境恶劣、电缆长期过负荷运行等。

5、外力破坏:电缆敷设时造成的外力破坏或施工后的外力破坏。

二、判断电力电缆故障性质

1、用摇表(兆欧表)进行电缆绝缘测试。但仅仅只进行电缆绝缘测试,就对电缆故障性质进行判定是不够的,当发现电缆绝缘较低时,我们还应该对电缆进行直流耐压。

2、用钳型电流表测试电缆的导通性及绝缘电阻。当电缆故障时,当兆欧表显示绝缘电阻为0兆欧时,此时由于兆欧表的分辨率较低(为兆欧级),仅用兆欧表不能测准绝缘电阻的真实值,要用钳型电流表对电缆进行再次测试。

三、故障性质分类、测试、精确定点方法选择

1、低阻故障——电缆有一芯或多芯对地绝缘电阻低于几百欧姆的故障。这种故障通常用低压脉冲法测距,对于低压脉冲法而言,一般情况下能清楚识别出故障点的就是低阻故障。该类故障精确定点方面到目前为止没有十分有效的定点方法。

2、开路故障——电缆有一芯或多芯断开,该类故障多表现为电缆被盗或铝芯电缆上。这种故障通常用低压脉冲法直接测出故障点,也可以用冲闪法和二次脉冲法。精确定点用声磁同步法。

3、高阻故障——电缆一芯或多芯对地绝缘电阻值低于正常值但高于几百欧姆,该故障要与开路故障相区别,开路故障的绝缘电阻值有可能达到千欧甚至兆欧(兆欧表的输出电压的不同很容易对我们的故障性质造成误判断)。精确定点用声磁同步法。

四、金属性接地故障查找

线路名称:10KV麻鸿路,电缆型号:YJV22--8.7/15--3*300,电缆档案显示电缆长度:1100米,电缆敷设主要是排管敷设,该电缆于2013年4月5日故障跳闸。

1、通过电缆检测判断电缆故障类型:

电缆绝缘检测:A相:2100兆欧

B相:1980兆欧

C相:小于1欧

电缆直流耐压试验:A相35KV,耐压时间5分钟

B相35KV,耐压时间5分钟

C相当电压升至455V时,泄露电流50毫安,过流保护动作,试验不合格。

导体连续性试验:A,B,C三相均良好

根据上述试验判断该电缆故障为低阻(金属性接地)故障。

2、电缆故障测试方法选择。

2.1、首先用低压脉冲法测试核实电缆全长为1084米(该电缆为交联聚乙烯电缆,电缆波速度选择为170米/微秒),与电缆资料相近。

2.2、针对低阻故障,通常采用低压脉冲法进行预定位。选用设备山东淄博电缆故障测距仪(T903),实际测得波形如图1所示。

图1

从图1可以看出电缆故障点距离测试端(A端)621米,但由于金属性接地故障,电缆的绝缘电阻值很低,我们不能通过冲闪法听声音或声磁同步法来判断故障点位置(金属性接地故障,电缆绝缘电阻值很低,当使用冲闪法时,故障点,电缆芯线和电缆接地钢带或铜带之间的电位差非常小近似为0,这种情况下故障点不会有明显放电声)。于是我们想到了用排除法——在故障点附近进行故障开断隔离。

2.3、为了使测试更加准确,我们采取多次测试与两端测试相结合减小误差的方法,在B端测试结果如图2所示:

图2

图1和图2分别从电缆的两端进行了多次测试,并且2个图的故障距离之和等于电缆全长,说明测试结果非常准确。

3、精确定点

用皮尺分别从AB两点沿通道测量621米、462米,发现该2点重合,在距离A端615米处、635米处为电缆排管检查井,先在615米处对电缆进行开断(开断前须对电缆进行识别),开断后对两段电缆进行试验,结果A端至615米处电缆试验合格,615米处至B端试验不合格,在635米处进行第2次开断,结果试验发现635米处至B端电缆试验合格,615米处至635米处电缆试验不合格,这样我们便用排除法确定了故障点。

4、经验总结:

4.1、金属性接地故障对测试的精度要求比较高,最好采用多次测试及两端测试对照的方法确定故障点距离。

4.2、金属性接地故障,电缆绝缘电阻值很低,当使用冲闪法时,故障点电缆芯线和电缆接地钢带或铜带之间的电位差非常小近似为0,这种情况下故障点不会有明显放电声。

五、泄漏性高阻故障查找实例

线路名称:10KV苏高路,电缆型号:YJV22--8.7/15--3*300,电缆档案显示电缆长度:1800米,电缆敷设路径不详,该电缆于2013年4月8日故障跳闸。

1、通过电缆检测判断电缆故障类型:

电缆绝缘检测:A相:1000兆欧

B相:700兆欧

C相:250兆欧

电缆直流耐压试验:A相35KV,耐压时间5分钟

B相35KV,耐压时间5分钟

C相当电压升至20KV时,泄漏电流50毫安,过流保护动作,试验不合格。

导体连续性试验:A,B,C三相均良好

根据上述试验判断该电缆故障为泄漏型高阻故障。(该故障多发生在电缆接头处)

2、电缆故障测试方法选择。

2.1、首先用低压脉冲法测试核实电缆全长为1754米(该电缆为交联聚乙烯电缆,电缆波速度选择为170米/微秒),与电缆资料相近。

2.2、针对泄露型高阻故障,通常采用冲闪法和二次脉冲法进行预定位。但由于该电缆的残压值过高(20KV),用冲闪法和二次脉冲法根本无法直接定位,须用烧穿法将该故障电缆(C相)进行烧穿,把残压值降到可预定位的范围内,才能进行预定位。

2.3、用烧穿法降低电缆故障点绝缘电阻、残压。设定烧穿电压上线值为20KV,在烧穿过程中注意观察电缆残压与泄漏电流值,当泄漏电流比较稳定,残压值降至10KV以下时,便可以停止烧穿。

2.4、再次对电缆故障相(C相)进行绝缘监测,测得C相:857千欧,直流耐压残压值为6KV。

3、电缆预定位

用二次脉冲法对故障电缆进行预定位,设定范围:2150米,波速度:170米/微秒,增益调节为1,冲击电压设定为16KV。在距测试端271米处,参考波形与故障波形有一明显分岔点。在用三次脉冲法、冲闪法对该测试结果进行验证,测得故障点分别在273米、275米处。用皮尺从测试端开始量距离,发现该电缆200米至1200米段为施工地段,现场车流量很大,路面已翻铺多次,经现场查勘发现,该段电缆为排管敷设。并且因施工铺沥青路面,电缆检查井已被封死,无法开启。

4、经验总结:

4.1、SABA赛巴设备,增益Y选择-1、0、1的不同对电缆故障波形、参考波形的影响很大,这次电缆故障选择增益为-1时,故障波形与参考波形的分岔点尤为明显,对于刚开始使用赛巴设备的技术人员更好判断故障点。

4.2、打破常规思维,电缆接头不一定只在电缆检查井内,电缆通道经过非专业人员改造后,很有可能将电缆接头包在了排管内。

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【关键词】:供电电缆;故障检测;故障处理;故障原因;故障类型

引言

供电电缆的类型多种多样,用途范围也极广,同时,供电电缆是整个电力系统主干线路中最主要的运输工具和分配工具。但是其在使用的过程当中,受运作时间的影响,还存在严重的机械损伤、内部绝缘介质老化变质和电压过大等主要问题。同时,受运作环境的影响,极易发生严重的化学腐蚀,以及设计和制作工艺不良等常见的故障。

1、供电电缆产生故障的主要原因

1.1机械损伤

由于相P工作人员在安装和敷设电缆时,不小心造成的机械损伤,以及安装后,在靠近电缆路径附近进行安装和敷设作业,从而导致供电电缆产生一定程度的机械损伤。与此同时,由于检修人员没有及时发现和处理电缆的机械损伤问题,从而导致保护电缆的外部材料受到空气中水气的侵入,进而导致供电电缆出现机械损伤故障,从而影响电力系统的正常运作。

1.2内部绝缘介质老化变质

受整个电力系统运作的影响,电缆绝缘介质内部气隙在整个电厂运作的情况下,会产生游离现象,从而导致绝缘介下降。同时,当绝缘介质产生电离时,介质内部的气隙中会产生臭氧,从而腐蚀电缆的绝缘介质,而绝缘介质当中的水分会使得绝缘纤维产生水解,从而导致电缆的绝缘下降。由于气候温度的不同,过高的温度也会引起绝缘的老化和变质。

1.3化学腐蚀

由于电缆安装和敷设地区的土壤当中含有腐蚀性较强的酸、盐、碱等化学物质,以及电缆路径附近存在化工厂或煤气站点,从而导致电缆外部的铠装和金属(一般采用铅或铝)护套被腐蚀,使得电缆出现麻点、穿孔、开裂等故障预兆现象,进而直接导致电缆故障的产生。

1.4设计和制作工艺不良

由于电缆设计相关人员在设计电缆敷设图时,没有充分考虑电缆敷设的实际环境,从而导致电缆敷设技工、接头拙劣,电缆分布设计不周密等问题的产生。同时,由于电缆安装敷设工作人员对材料选用不当,并且不按照国家相关标准进行安装和敷设,从而导致电缆故障的产生。

2、供电电缆故障检测方法

2.1驻波法

依据现有的微波传输原理,充分利用传播线路的驻波谐振现象,对出现故障的电缆进行测距,该方法适用于低电阻接地故障和开路故障。

2.2高压脉冲法

依据传输线的特征和抗阻反应回波变化现象,给电缆芯线施加一定的电压,并使其不被烧穿而产生放电。由于脉冲波会在电缆中传播和反射,这时用数字示波器测出发射脉冲的位置比例,并算出故障点的位置。该方法适用低阻击穿和各种电缆故障的检测。

2.3低压脉冲法

依据传输线的特征和抗阻反应回波变化现象,其可在电缆芯线上加入施加一定的脉冲讯号。由于脉冲讯号会在电缆中传播和反射,这时用数字示波器测出发射脉冲的位置比例,并算出故障点的位置。该方法主要适用于低阻击穿、短路、开路故障。但是,该方法不适用于测量高阻与闪络故障。

2.4故障点烧穿法

相关设备通过输入直流负电高压,进而对故障点进行处理,并使故障点产生电弧放电且碳化绝缘介质,最终使其变成低电阻故障。该方法适用于高阻故障检测。

3、供电电缆故障处理方法

3.1注重电缆产品质量和施工质量

根据电缆的实际运用情况,合理的选择电缆的型号;在选择电缆型号和采购电缆时,应当注重电缆的质量,确保主线芯的截面积满足电力系统运作的负荷要求,从而避免电缆出现超负荷运作现象;电缆的护套应当采用塑料和金属铠装。在电缆安装和敷设过程当中,合理控制电缆的敷设路径,尽量缩短敷设路线,避免弯曲,从而减少电缆机械损伤的概率;同时,严格要求施工相关人员,尽量减少施工过程中人为造成的机械损伤。而电缆的敷设方式应当采用管道、支架、或电缆沟进行敷设,尽量不要采用直埋的敷设方式。合理的设计电缆架和电缆沟,从而确保电缆的接头和端头满足敷设要求和安装质量,而在选用接头和端头材料时,尽量运用硅橡胶,而对安装和敷设好的电缆,应当严格按照国家相关标准进行施工和验收。

3.2加强对供电电缆日常管理

(1)对于运行很长时间的电缆进行合理的调度,尽量避免其超负荷运作,当其满足不了供电需求时,应当及时进行更换,并加强对供电电缆的日常管理,从而确保整个电力系统的正常运行。

(2)合理设计电缆终端之间的距离。由于电缆在运用过程当中极容易发热,因此,电缆在敷设时应当拉开终端头之间的距离,同时,还应当注重改善电缆的散热条件,从而为电缆的运作提供良好的工作环境。最后,对所有的供电电缆应当采取科学的、严格的隔离措施。

(3)用专用仪器,及时的、严格的检查电缆的接头和接地状态,确保电缆的接头和接地状态良好,并注意分析接地电阻的变化情况,从而掌握其变化规律。

(4)及时对电缆的关键部位的温度进行监测[5]。利用红外线测温仪,及时对电缆的关键部位的温度进行监测,同时做好相关的记录,并根据电缆运作过程中温度变化的情况合理的调整检查周期。

(5)做好全面的预防和交接工作。在电缆运作时,对电缆进行科学的检测和监测,及时解决电缆在运作过程中所产生的各种故障,从而确保电缆发挥其正常的电力运输和分配作用,并确保供电电缆顺利运作。在进行监测交接时,应当对电阻附近的温度变化做好全面的记录,才可将交接工作交由相关人员,从而确保电缆的工作环境良好。

结语

总而言之,供电电缆是整个电力系统中不可或缺的一部分。但其在实际运作过程当中会产生多种故障,而检测其故障的方法主要有经典电桥法、驻波法、高压脉冲法、低压脉冲法、故障点烧穿法、闪络法等,而要想更好的处理供电电缆的故障就必须要注重电缆产品质量和施工质量,加强对供电电缆日常管理,从而减少减电电缆故障的产生,进而确保供整个供电系统的正常运作。