論電力電纜故障的測試技術及應用

1、論電力電纜故障的測試技術及應用          隨著國民經濟的高速發(fā)展,交聯(lián)塑料電纜在全國的工礦企事業(yè)單位以及公用事業(yè)中得到廣泛的應用。電纜在運行過程中因為種種原因發(fā)生故障,發(fā)生故障后如果不能快速的檢測出故障點的確切位置,對事故及時進行處理,及時恢復送電,將給生產帶來巨大的損失,也給人民生活帶來不便。太原煤炭氣化(集團)有限責任公司是集采煤、洗煤、煉焦、制氣、煤氣供應、煤矸石發(fā)電等一條龍生產的單位,是全太原市的煤氣生產和供給部門,保證整個廠區(qū)供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行意義重大,因此,當電力電纜發(fā)生故障時,必

2、須迅速、準確地判定故障性質和位置,及時排除故障以保障生產的正常進行。機動處供電工區(qū)承擔著給整個廠區(qū)供電的任務。本文對常見論文發(fā)表的電纜故障性質和原因進行了分析,列舉了常用的電纜故障檢測方法,并結合我單位的具體案例進行說明。      1 造成電纜故障的原因太原煤炭氣化(集團)有限責任公司是煤炭化工類行業(yè),造成電纜故障原因一般有以下幾種。      1.1 機械損傷相當多的電纜故障都是由于機械損傷引起的, 比如:電纜安裝時不小心造成的機械損傷、靠近電纜施工造成的機械損傷、沖擊性負荷(如:車輛壓軋等

3、)造成地下電纜的鎧裝裂損等。有時如果損傷不嚴重,要幾個月甚至幾年才會導致?lián)p傷部位徹底擊穿形成故障。      1.2 絕緣受潮這種情況在實際情況中也很常見,一般發(fā)生在接頭處較多,比如:電纜接頭制作不合格和在潮濕的氣候條件下做接頭,會使接頭的封裝物進水或混入水蒸汽而造成故障。      1.3 化學腐蝕電纜路徑在有酸堿作業(yè)的地區(qū)通過,這些往往會造成電纜的鎧裝和鉛皮被腐蝕。我單位化工產品對電纜的腐蝕就相當嚴重。      1.4 長期過荷運行由于過荷

4、運行,電纜的溫度會隨之上升,尤其在炎熱的夏季,電纜的溫升常常導致電纜薄弱處首先被擊穿,在夏季,電纜的故障也就特別多。      2 電纜故障的種類      2.1 接地故障電纜線芯單相接地故障或多相接地故障。一般接地電阻在100 k以下為低阻接地故障, 100 k以上為高阻接地故障。       2.2 短路故障電纜線芯兩相短路故障或三相短路故障。一般接地電阻在100 k以下為低阻短路故障, 100 k以上為高阻短路故障。 

5、     2.3 斷線故障電纜線芯一相斷開或多相斷開。      2.4 閃絡故障當試驗電壓升到某一值時,電纜泄漏電流突然升高,并且測量表針呈規(guī)律性擺動,電壓稍下降時, 此現(xiàn)象消失,但電纜絕緣仍有極高的阻值,表明電纜存在故障,但該故障點沒有形成電阻通道,只有放電間隙或閃絡表面的故障稱為閃絡性故障。接地故障、短路故障一般由于電纜本體絕緣老化、外力損壞等原因造成。斷線故障一般由于短路電流、外力損壞造成。閃絡故障一般由于接頭質量問題、電纜本體制造質量等原因造成。    &

6、#160; 3 電纜故障測試的基本步驟      3.1 故障性質的判斷當電纜發(fā)生故障后,首先應判斷電纜的故障性質,將電纜脫離供電系統(tǒng)后,用兆歐表測量每相對地絕緣電阻,如果絕緣電阻為零,可用萬用表或電橋進行測量,以判斷是高阻還是低阻故障,然后測量相間絕緣電阻,判斷是否存在相間短路,有了準確的故障性質判定結論后,便可選擇合適的探測儀器和確定尋測方法。      3.2 電纜故障距離的測定常用的方法有電橋法、低壓脈沖法、二次脈沖法、沖閃法、直閃法,故障點燒穿法等。 a)電橋法是利用回路電橋平衡法對電

7、纜故障點測尋。其最大優(yōu)點是精度高。 b)低壓脈沖法是在電纜線芯上加一脈沖波,當脈沖波遇到故障點被反射回米,通過波形分析得出故障點距離。低壓脈沖法的最大優(yōu)點是使用方便。但以上2種方法共同的最大障礙是無法測試高阻故障、閃絡故障。所以在測試高阻故障、閃絡故障時常常結合下面的第3種方法。      從電纜的另頭使用沖閃法時,發(fā)現(xiàn)端部波形變化比較明顯,懷疑故障點在電纜頭附近。這時無法采用聲磁定點法來準確定位故障點,只好采用燒穿法。連續(xù)燒幾個小時后,發(fā)現(xiàn)電纜終端頭地線處打火。剝開電纜頭仔細檢查發(fā)現(xiàn)上次做該電纜頭時,鋼鎧未處理好,帶有部分毛刺。電壓升高到一定

8、程度時導致閃絡擊穿放電。重做該電纜頭后,試驗正常。案例二故障電纜: 10 kV總開閉所至煉焦變電所電纜; 電纜型號: 10 kV交聯(lián)聚乙烯電纜; 故障性質:預試時擊穿,屬低阻故障; 測試方法:低壓脈沖法,沖閃法。結果分析:采用低壓脈沖法測試時,大體定位在草坪下,然后采用沖閃法及聲磁定點儀定點時,沒有明顯的放電點。仔細檢查發(fā)現(xiàn),由于電纜溝位于化產車間水溝附近,有近80 m電纜已被焦油等化學物質覆蓋,在這上面有幾處放電聲音較大,但也不是很明顯。最后決定更換這段電纜。挖出這段電纜后,檢查發(fā)現(xiàn)此段電纜已多處破損,有好幾處放電痕跡。      在已測得的

9、定位距離附近使用聲磁信號同步接收定點法確定故障點。此方法是給故障電纜加上一幅足夠高的沖擊電壓,使故障點發(fā)生閃絡放電,產生相當大的“啪、啪”放電聲,同時,會在電纜的外皮與大地形成的回路中感應出環(huán)流來,這環(huán)流在電纜周圍產生脈沖磁場。用一個包含接地麥克風接受器和耳機的聽音裝置在地面探測。故障點離麥克風的距離越近,閃絡聲就越大。在監(jiān)聽聲音信號的同時,接收到脈沖磁場信號,即可判斷該聲音是由故障點放電產生的, 故障點就在附近,否則可認為是干擾。在故障點位置能探測到閃絡聲的最大值。當遇到電纜本體內閃絡或故障點附近有空腔共振(如電纜溝)的情況,放電時,聲音會在很大范圍內都能聽見,且大小相同,就很難做到精確定位。鑒于目前尚未有更好的技術,不能夠完善的解決定點的問題,只有根據(jù)預定位距離和電纜資料,掀開電纜溝蓋板或挖開直埋段的路面,直接在電纜本體上進行定點工作。遇到放電聲音太小,噪聲太大聽不清楚時,可在夜深人靜時再聽,這時監(jiān)聽效果還是比較好的。      5 結論在實際工作中,電纜的事故種類和事故原因是多種多樣的,準確判斷故障