論電力電纜故障的測(cè)試技術(shù)及應(yīng)用

1、論電力電纜故障的測(cè)試技術(shù)及應(yīng)用          隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,交聯(lián)塑料電纜在全國(guó)的工礦企事業(yè)單位以及公用事業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。電纜在運(yùn)行過(guò)程中因?yàn)榉N種原因發(fā)生故障,發(fā)生故障后如果不能快速的檢測(cè)出故障點(diǎn)的確切位置,對(duì)事故及時(shí)進(jìn)行處理,及時(shí)恢復(fù)送電,將給生產(chǎn)帶來(lái)巨大的損失,也給人民生活帶來(lái)不便。太原煤炭氣化(集團(tuán))有限責(zé)任公司是集采煤、洗煤、煉焦、制氣、煤氣供應(yīng)、煤矸石發(fā)電等一條龍生產(chǎn)的單位,是全太原市的煤氣生產(chǎn)和供給部門,保證整個(gè)廠區(qū)供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行意義重大,因此,當(dāng)電力電纜發(fā)生故障時(shí),必

2、須迅速、準(zhǔn)確地判定故障性質(zhì)和位置,及時(shí)排除故障以保障生產(chǎn)的正常進(jìn)行。機(jī)動(dòng)處供電工區(qū)承擔(dān)著給整個(gè)廠區(qū)供電的任務(wù)。本文對(duì)常見(jiàn)論文發(fā)表的電纜故障性質(zhì)和原因進(jìn)行了分析,列舉了常用的電纜故障檢測(cè)方法,并結(jié)合我單位的具體案例進(jìn)行說(shuō)明。      1 造成電纜故障的原因太原煤炭氣化(集團(tuán))有限責(zé)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(jī)械損傷相當(dāng)多的電纜故障都是由于機(jī)械損傷引起的, 比如:電纜安裝時(shí)不小心造成的機(jī)械損傷、靠近電纜施工造成的機(jī)械損傷、沖擊性負(fù)荷(如:車輛壓軋等

3、)造成地下電纜的鎧裝裂損等。有時(shí)如果損傷不嚴(yán)重,要幾個(gè)月甚至幾年才會(huì)導(dǎo)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(shí)際情況中也很常見(jiàn),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(huì)使接頭的封裝物進(jìn)水或混入水蒸汽而造成故障。      1.3 化學(xué)腐蝕電纜路徑在有酸堿作業(yè)的地區(qū)通過(guò),這些往往會(huì)造成電纜的鎧裝和鉛皮被腐蝕。我單位化工產(chǎn)品對(duì)電纜的腐蝕就相當(dāng)嚴(yán)重。      1.4 長(zhǎng)期過(guò)荷運(yùn)行由于過(guò)荷

4、運(yùn)行,電纜的溫度會(huì)隨之上升,尤其在炎熱的夏季,電纜的溫升常常導(dǎo)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(kāi)或多相斷開(kāi)。      2.4 閃絡(luò)故障當(dāng)試驗(yàn)電壓升到某一值時(shí),電纜泄漏電流突然升高,并且測(cè)量表針呈規(guī)律性擺動(dòng),電壓稍下降時(shí), 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(diǎn)沒(méi)有形成電阻通道,只有放電間隙或閃絡(luò)表面的故障稱為閃絡(luò)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(luò)故障一般由于接頭質(zhì)量問(wèn)題、電纜本體制造質(zhì)量等原因造成。    &

6、#160; 3 電纜故障測(cè)試的基本步驟      3.1 故障性質(zhì)的判斷當(dāng)電纜發(fā)生故障后,首先應(yīng)判斷電纜的故障性質(zhì),將電纜脫離供電系統(tǒng)后,用兆歐表測(cè)量每相對(duì)地絕緣電阻,如果絕緣電阻為零,可用萬(wàn)用表或電橋進(jìn)行測(cè)量,以判斷是高阻還是低阻故障,然后測(cè)量相間絕緣電阻,判斷是否存在相間短路,有了準(zhǔn)確的故障性質(zhì)判定結(jié)論后,便可選擇合適的探測(cè)儀器和確定尋測(cè)方法。      3.2 電纜故障距離的測(cè)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(diǎn)燒穿法等。 a)電橋法是利用回路電橋平衡法對(duì)電

7、纜故障點(diǎn)測(cè)尋。其最大優(yōu)點(diǎn)是精度高。 b)低壓脈沖法是在電纜線芯上加一脈沖波,當(dāng)脈沖波遇到故障點(diǎn)被反射回米,通過(guò)波形分析得出故障點(diǎn)距離。低壓脈沖法的最大優(yōu)點(diǎn)是使用方便。但以上2種方法共同的最大障礙是無(wú)法測(cè)試高阻故障、閃絡(luò)故障。所以在測(cè)試高阻故障、閃絡(luò)故障時(shí)常常結(jié)合下面的第3種方法。      從電纜的另頭使用沖閃法時(shí),發(fā)現(xiàn)端部波形變化比較明顯,懷疑故障點(diǎn)在電纜頭附近。這時(shí)無(wú)法采用聲磁定點(diǎn)法來(lái)準(zhǔn)確定位故障點(diǎn),只好采用燒穿法。連續(xù)燒幾個(gè)小時(shí)后,發(fā)現(xiàn)電纜終端頭地線處打火。剝開(kāi)電纜頭仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)上次做該電纜頭時(shí),鋼鎧未處理好,帶有部分毛刺。電壓升高到一定

8、程度時(shí)導(dǎo)致閃絡(luò)擊穿放電。重做該電纜頭后,試驗(yàn)正常。案例二故障電纜: 10 kV總開(kāi)閉所至煉焦變電所電纜; 電纜型號(hào): 10 kV交聯(lián)聚乙烯電纜; 故障性質(zhì):預(yù)試時(shí)擊穿,屬低阻故障; 測(cè)試方法:低壓脈沖法,沖閃法。結(jié)果分析:采用低壓脈沖法測(cè)試時(shí),大體定位在草坪下,然后采用沖閃法及聲磁定點(diǎn)儀定點(diǎn)時(shí),沒(méi)有明顯的放電點(diǎn)。仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn),由于電纜溝位于化產(chǎn)車間水溝附近,有近80 m電纜已被焦油等化學(xué)物質(zhì)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(cè)得的

9、定位距離附近使用聲磁信號(hào)同步接收定點(diǎn)法確定故障點(diǎn)。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(diǎn)發(fā)生閃絡(luò)放電,產(chǎn)生相當(dāng)大的“啪、啪”放電聲,同時(shí),會(huì)在電纜的外皮與大地形成的回路中感應(yīng)出環(huán)流來(lái),這環(huán)流在電纜周圍產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)。用一個(gè)包含接地麥克風(fēng)接受器和耳機(jī)的聽(tīng)音裝置在地面探測(cè)。故障點(diǎn)離麥克風(fēng)的距離越近,閃絡(luò)聲就越大。在監(jiān)聽(tīng)聲音信號(hào)的同時(shí),接收到脈沖磁場(chǎng)信號(hào),即可判斷該聲音是由故障點(diǎn)放電產(chǎn)生的, 故障點(diǎn)就在附近,否則可認(rèn)為是干擾。在故障點(diǎn)位置能探測(cè)到閃絡(luò)聲的最大值。當(dāng)遇到電纜本體內(nèi)閃絡(luò)或故障點(diǎn)附近有空腔共振(如電纜溝)的情況,放電時(shí),聲音會(huì)在很大范圍內(nèi)都能聽(tīng)見(jiàn),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(shù),不能夠完善的解決定點(diǎn)的問(wèn)題,只有根據(jù)預(yù)定位距離和電纜資料,掀開(kāi)電纜溝蓋板或挖開(kāi)直埋段的路面,直接在電纜本體上進(jìn)行定點(diǎn)工作。遇到放電聲音太小,噪聲太大聽(tīng)不清楚時(shí),可在夜深人靜時(shí)再聽(tīng),這時(shí)監(jiān)聽(tīng)效果還是比較好的。      5 結(jié)論在實(shí)際工作中,電纜的事故種類和事故原因是多種多樣的,準(zhǔn)確判斷故障