電力電纜具有供電可靠性高、不受地面、空間建筑物的影響、不受惡劣氣候侵害、安全隱蔽耐用等特點,因而電力電纜作為供電線路得到了越來越廣泛的應用。 但電纜線路在運行中,常常會出現各種類型的故障,有的故障很容易發現,有的就很難查找。這給電力電纜的維護工作,特別是電纜故障測距與定位工作帶來了較大的難度。如何快速、準確地查找電纜故障,提高實際工作的查尋效率,節省人力物力,縮短處理電纜事故的時間,創造較大的經濟效益和社會效益提出了較高的要求。
一、電力電纜故障原因及類型
(一)電力電纜故障原因
隨著電纜數量的增多及運行時間的延長,電纜絕緣老化等因素,故障發生率大大增加。電纜發生故障的原因常見的主要有:
1.電纜安裝敷設時不小心造成的機械損傷或安裝后靠近電纜路徑作業造成的機械損傷。
2.電纜絕緣內部氣隙游離造成局部過熱,從而使絕緣老化變質。
3.電纜路徑在有酸堿作業的地區通過,往往電纜會被腐蝕。
4.拙劣的工藝、拙劣的接頭,電場分布設計不周密,材料選用不當,不按技術要求敷設電纜造成電纜故障。
5.大氣過電壓(雷擊)和電纜內部過電壓。
6.電纜長期過負荷運行,電纜的溫度會隨之升高,尤其在炎熱的夏季,電纜的溫升,常常導致電纜薄弱處和對接接頭處首先被擊穿。
7.電纜絕緣物的流失。
(二)電力電纜故障類型
電力電纜由于機械損傷、絕緣老化、施工質量差、過電壓等都會發生故障。根據故障性質可分為低電阻接地或短路故障、高電阻接地或短路故障、斷線故障、斷線并 接地故障和閃絡性故障。
二、電纜故障類型的判斷
(一)電纜故障的判斷方法
確定電纜故障類型的方法是用兆歐表在線路的一端測量各相的絕緣電阻。
1. 當搖測電纜一芯或幾芯對地絕緣電阻,或芯與芯之間絕緣電阻低于100KΩ時,為低電阻接地故障。
2.當搖測電纜一芯或幾芯對地絕緣電阻,或芯與芯之間絕緣電阻低于正常值很多,但高于100KΩ時,為高電阻接地故障。
3.當搖測電纜一芯或幾芯對地絕緣電阻較高或正常,應進行導體連續性試驗,檢查是否有斷線,若有即為斷線故障。
4.當搖測電纜一芯或幾芯導體不連續,再經過一芯或幾芯對地絕緣電阻搖測后,判斷為低阻或高阻接地線,為斷線并接地故障。
5.閃絡性故障多發生于預防性耐壓試驗,發生部位大多在電纜終端和中間接頭。閃絡有時會連續多次發生,每次間隔幾秒到幾分鐘。
(二)電纜故障的測試方法
過去使用的儀器設備有QF1—A型電纜探測儀、DLG—1型閃側儀,電纜路徑儀及故障定點儀等。在20世紀90年代前,廣泛使用的電纜故障測試方法是電橋法,包括電阻 電橋法、電容電橋法、高壓電橋法。這種測試方法誤差較大,對某些類型的故障無法測量,所以目前zui為流行測試方法是閃絡法,它包括沖閃和直閃,zui常用的是沖閃法。沖閃測 試精度較高,操作簡單,對人體安全可靠。
三、尋找電纜故障點的方法
根據電纜故障性質的不同,首先要粗測電纜故障點位置范圍,即尋找電纜故障的距離,然后再尋找電纜的故障點,即測出故障點的位置。
(一)電纜故障粗測的方法
電纜故障的粗測方法有很多,目前常用測故障的方法有電橋法(電阻電橋法、電容電橋法)、駐波法、脈沖法(低壓脈沖反射法、脈沖電壓法、脈沖電流法、二次脈沖
法)、閃絡法、簡易辦法。
1.電橋法
(1)電阻電橋法
用低壓電橋測電纜低阻擊穿,主要是利用電阻的大小跟電纜的長度成正比,利用電橋原理測出故障相電纜的端部與故障點之間的電阻大小,并將它與*相做比較
,進而確定故障點的距離。
(2)電容電橋法
用電容電橋測電纜開路、斷線,當電纜呈斷路性質時,由于直流電橋測量臂未能構成直流通路,所以,采用電阻電橋法將無法測量出故障距離,只有采用電容電橋法
,并用高壓電橋法測泄漏性高阻擊穿。
2.駐波法。根據微波傳輸線原理,利用傳輸線的駐波諧振現象,對故障電纜進行測試,此法適用于測低阻及開路故障。
3.脈沖法。利用傳輸線的特性阻抗發生變化時的回波現象,在電纜芯線中加上一定的電壓,使其不擊穿而產生放電故障。放電脈沖在電纜中傳播及反射,用數
字示波器測出三個脈沖的位置比例,算出故障點的位置,此法適于高阻擊穿。
4.閃絡法。用直閃法測閃絡性高阻故障;用沖閃法測泄漏性高阻故障,沖閃法是能解決用其他方法難于解決的而被稱之為zui頑固的故障的zui強有力的方法,即能測試電纜所有故障。
5.簡易辦法。不需要特殊設備,將電纜加電壓將故障點反復擊穿,并燒穿后,在電纜兩端接入3
V電池電壓的同時,用兩個數字毫伏表同時測量電纜兩端芯線對銅帶的電壓,這兩個電壓的比值即為故障點到兩端的距離比,一般誤差在3 m以內。
(二)電纜故障定點的方法
目前,常用的電纜定點的方法有聲測法、音頻感應法和聲磁同步法。
1.聲測法主要用于高阻故障。加脈沖直流高壓于故障電纜芯線和銅帶之間,使故障點產生間歇放電,引起電磁波輻射和機械的音頻振動,在地面用聲波接收器探頭拾
取震波,根據震波強弱很容易準確判定故障點的位置。可迅速的找出電纜故障點,查找方法簡單,省時省力效果良好。
2.音頻法主要用于低阻故障,測電纜開路、斷路故障的定位,用音頻信號發生器發送音頻電流,電力電纜會發出電磁波,在電力電纜故障點附近的地面上用探頭(電
感式線圈)沿被測電力電纜走向接受電磁場變化的信號,將信號放大后送入耳機,根據耳機中聲響的強弱判定出故障的位置,即是通過人的耳朵對聲音信號強弱的分辨來判斷故障
點的位置,對操作人員的經驗要求較高,所以并不常用。
3.聲磁同步法利用故障點放電同時產生的電磁波和聲波確定故障點。通過監測接收到的磁聲信號的時間差,可以估計故障點距離探頭的位置,比較在電纜兩側接收到
脈沖磁場的初始極性,亦可在進行故障定點的同時尋找電纜路徑。
四、結束語
電纜故障測試技術水平不斷提高,對不同的故障性質采取不同的方法,在電纜故障測尋時,借助現代化的儀器和設備,便可準確迅速地確定故障點的位置,為迅
速處理故障,盡快恢復送電贏得了寶貴的時間。為確保電纜線路安全運行,要加強預防,增強責任心,做好電纜運行技術管理,加強巡視和監護,嚴格控制電纜的負荷電流及溫度
,嚴格執行工藝規程,確保檢修質量,使電纜線路安全可靠經濟運行。
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