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10KV电缆故障查找及定位技术研究

发布时间:2018-04-27 19:28 发布人:admin

1 电力电缆故障的原因 

  1.1电缆的机械损伤。电缆在安装的过程中很有可能因为施工疏忽造成机械损伤,在电力敷设的过程中由于拉动电缆的力度过大,或是电缆拖地摩擦等,都有可能使电缆的保护层受到破坏,或者是在安装完成后,当靠近电缆进行作业时,直接外力对电缆造成破坏。其次,恶劣的自然环境也可能会对电缆线造成损伤,导致电缆的内绝缘胶膨胀和电缆护套胀裂等问题。 

  1.2绝缘受潮及老化变质。当电缆密封效果不良,很有出现电缆绝缘受潮的情况。受潮后,会降低电缆的绝缘电阻,露电流将会不断增大,介质的损耗也逐渐增大,热效应越来越严重,在热和电的影响下,电缆的绝缘性能会因此改变,大大降低了电缆的绝缘强度,进而致使电缆绝缘老化崩溃。当电缆绝缘介质电离时,绝缘发生碳化,气隙中会产生部分臭氧来腐蚀绝缘,进而导致电缆失去绝缘能力。 

  1.3 超负荷运行。电缆线是不允许超负荷运行的,过电流与过电压均可能导致电缆的损坏。电流具有热效应,当电流流过,介质的损耗造成大量热量加上电缆运行发出的热量,电缆长时间的运行和负载的增加,会使电缆的温度逐渐升高,如果是夏季,再加上外界环境的温度,往往会造成电缆出现一定的损坏。另外当电缆内部出现过电压问题时,很容易引起电缆线的绝缘击穿。 

  1.4电缆接头故障。电缆接头是电缆线路中薄弱的环节,由人员直接过失(施工不良)引发的电缆接头故障时常发生。如接头压接不实、加热不充分等原因等。 

  2 10KV电缆故障的查找及定位 

  2.1等电位测量法。 等电位测量法又被称为零电位测量法。具体测量步骤如下:①选取与故障电缆规格相同、长度相等的电缆,保证测量准确。②将这条电缆与故障电缆并联连接。③将伏安特性表的负极接地,正极从并联电缆的一端开始移动,直至伏安特性表的读数为零时停止移动。此时,与正常电缆相对应的那条故障电缆的位置就是故障点的位置。等电位测量法测量精确、简便,不需要精密的仪器和复杂的计算,不过这种方法也存在局限性,即它不适用于远距离的 电缆故障查找和定位。 

  2.2声测定点法。声测法,顾名思义是按照故障电力电缆的释放电声查找故障,声测定点法适合电缆主绝缘故障的精确定点。利用故障点在高压冲击时的击穿放电声音进行精确的定位。其工作原理首先需要一个能使故障点产生规则放电的装置,利用该装置使故障点放电,然后才可以在初测的距离附近,沿电缆线路,用拾音器来接收故障点的放电声波,如果已经听到有规律的啪啪声,故障点就在此附件,此时沿电缆走向,前后移动定点仪,最后集中于最响点,以此来确定故障点精确位置。明敷电缆可根据听觉直接查找,而暗敷电缆则首先需求表明电力电缆的走向,在电声最小时借助助听器或听诊器放大电声的办法进行查找。在查找过程中,拾音器可贴近地面,沿着电力电缆的走向缓慢移动,如听到电声达到最大则判定该位置为故障点。应用本方法仅需注意安全问题,试验设备端和电力电缆末端需由专人监视试验过程。 

  2.3 冲闪法。“冲闪法”在一定内被广泛的应用到电缆的故障排除中,并得到了一致好评。后来相关人士发明了以“冲闪法”为原理的T-880电力电缆故障测试仪,这种测试仪极大方便了为电缆的故障查找和排除。这种仪器在测试故障时,首先要先根据情况判断出故障可能出现的部位,再选用合适的方法,若出现的故障是接地故障,就直接选用测距仪;如果出现的故障是高阻故障,就可以采用高压冲击放电的方法,同时,还会用到很多其它的设备如:放电球、高压脉冲电容、限流电阻以及高压电阻等等,实际操作起来对操作者的要求比较高,还会有大量的安全隐患。当判断出故障可能出现的部位后,在电缆的路找到电缆的信号并接受此信号,继而这个信号路径找一遍,这样就基本确定了电缆的路径。但是,通常电缆的路径会有一定的误差。最后要根据声音来测定距离,从一个固的点打火放电产生声音,通过耳听声音最大的地方,从而定故障点。 

  2.4电桥法。电桥法较为传统,先测得电缆的总长度,获取桥壁平衡所需调节的数据,在此基础上,对测点到故障出现处的距离进行计算。该方法比较适宜在发生相间短路的情况中使用,不仅方便快捷,而且误差较小。其缺点在于要提前获得电缆的准确长度等信息资料,且电缆还需有一个绝缘良好相。而实际中,高阻故障或闪络故障居多,如果采用此方法,则需要花费过多的时间。 

  2.5低压脉冲发射法。该方法主要是将低压脉冲通过一定方式传递到电力电缆中,并不断传播,所传递脉冲的频率通常都比较高。这些低压脉冲在电缆中传播时具有自动辨识功能,一旦遇到故障点,电磁波就会发生反射,最终由测量仪器接受。 

  2.6直流闪络法。在闪络故障中多用此种方法,借助直电压在极其短暂的时间内将缆故障点击穿,引起故障点的闪络,然后量其波形,目的是准掌握测量点到故障点的距离。波形比较容易理解,而且具有很高的精确度,在电压较高而引起的闪络故障中较常用,但如果故障点的电阻太低,则不适合选用这种方法,否则容易泄漏电流,流经电缆的电压减小,故障点难以形成闪络,此时比较适合选用高压闪络法。高压闪络法的关键在于故障点是否击穿放电。需注意的是,间隙放电和故障点被击穿是没有必然联系的。 

  3 电力电缆故障点定位及查找新技术 

  3.1高频感应定位法。通过利用高频信号波发生装置向电力电缆输入高频 电流,由此产生高频电磁波,并由地上探头沿着电力电缆的路径接收电力电缆周边的高频电磁场,电磁场的变化经接收和处理直接显示于液晶屏幕上,按照显示数值的大小判定故障点位置。高频感应定位法和传统音频感应定位法更具优势,高频信号源比音频信号源更易实现且制造简单,也可减少定点探测设备的体积和重量,为小型化、便携式设备创造更为有利的条件。另外,高频信号的频谱抗干扰能力更强,直接显示于液晶屏幕的方式要比依靠人耳辨别更为可靠和直接,采用高频感应定位法也可在不停的情况下以耦合式接线方式来完成在线故障探测。 

  3.2红外热象技术。电力电缆过载,芯线的温度急剧攀升,由此可以对电力电缆的芯线温度变化作为判定故障位置的依据。采用红外热象仪扫描电力电缆表面,拍摄表面温度场的分布图像,进一步处理得到温度场的数值分布,然后可根据已建立的传热数学模型、电缆结构参数、物性参数、环境温度和表面温度对电力电缆芯线的温度进行反演计算,从而可以实现电力电缆芯线温度的非接触故障探测。正是红外技术不需接触设备,不要求设备停运,且具有操作简便、检测速度快、工作效率高等优点,在未来的电缆故障检测中,红外热像技术必将发挥更大的作用。 

  总之,电缆的安全、可靠工作为供配电系统的正常工作提供了保障。我们要在充分了解和掌握电缆绝缘老化和绝缘击穿原理,各种测试仪器的工作原理和性能,基本测量方法、测量步骤和测量原理以及测量方法的利弊的同时,敏锐地抓住各种测量方法的原理、优缺点和适用环境,挖掘其更深层次的含义,从而及时、准确地查找和定位出故障点,为进一步采取相应处理措施提供条件,为正常供电提供保障。

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