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電力電纜故障點(diǎn)測(cè)試方法探討

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來源:儀天成電力  時(shí)間:2017/12/06  閱讀:
      【摘 要】應(yīng)用一定的測(cè)試儀器將電纜故障點(diǎn)及時(shí)地查出,盡快地將故障排除,以使線路中電氣設(shè)備恢復(fù)正常工作。
  電纜是將一根或多根導(dǎo)線絞合而成的線芯,裹以相應(yīng)絕緣層后,外面包上密閉包皮(鋁、鉛或塑料等)。在電力系統(tǒng)中常用的電纜有電力電纜和控制電纜兩大類,其中電力電纜是用來輸送和分配大功率電能的。按絕緣材料的不同,可以分為油浸紙絕緣電力電纜、橡皮絕緣電力電纜和聚氯乙烯絕緣電纜,在工程上應(yīng)用廣泛的是油浸紙絕緣電力電纜,由于電纜在制作中,以及鋪設(shè)線路、環(huán)境溫度、施工原則等,國(guó)家都有明文規(guī)定,在此不再贅述,本文主要對(duì)電力電纜易發(fā)生故障的可能點(diǎn)及如何進(jìn)行測(cè)試的幾種方法,介紹給大家。湖北儀天成電力設(shè)備有限公司是CVT諧振,調(diào)頻串聯(lián)諧振,調(diào)感式串聯(lián)諧振的優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商, 我們向國(guó)內(nèi)客戶常年供應(yīng)串聯(lián)揩振及其相關(guān)產(chǎn)品。
  1 電纜故障的類型及測(cè)試方法
  電纜發(fā)生故障后一般先用1500V以上搖表或高阻計(jì)判別故障類型,再用不同儀器和方法初測(cè)故障,用定點(diǎn)法精確確定故障點(diǎn),故障點(diǎn)的精測(cè)方法有感應(yīng)法和聲測(cè)法兩種。
  感應(yīng)法,其原理是當(dāng)音頻電流經(jīng)過電纜線芯時(shí),在電纜的周圍有電磁波存在,因些攜帶電磁感應(yīng)接收器,沿線路行走時(shí),可收聽到電磁波的音響,音頻電流流到故障點(diǎn)時(shí),電流突變,電磁波的音頻發(fā)生突變,這種方法對(duì)尋找斷線相間低電阻短路故障很方便,但不宜于尋找高電阻短路及單相接地故障。
  聲測(cè)法,其原理是用高壓脈沖促使故障點(diǎn)放電,產(chǎn)生放電聲,用傳感器在地面上接收這種放電聲,以測(cè)出故障點(diǎn)的精確位置。
  具體故障類型按以下方法進(jìn)行測(cè)試。
  1.1 低電阻接地故障
  1.1.1 單相低電阻接地故障
  (1)故障點(diǎn)的測(cè)試。
  電纜的單相低電阻接地故障是指電纜的一根芯線對(duì)地的絕緣由阻低于100kΩ, 而芯線連續(xù)性良好。此類故障隱蔽性強(qiáng),我們可以采用回路定點(diǎn)法原理進(jìn)行測(cè)試。接線圖如圖1a所示,將故障芯線與另一完好芯線組成測(cè)量回路,用電橋測(cè)量,一端用跨接線跨接,另一端接電源、電橋或檢流計(jì),調(diào)節(jié)電橋電阻使電橋平衡,當(dāng)電纜芯線材質(zhì)和截面相同時(shí),可按下列公式計(jì)算
  若損壞的線芯和良好的芯線在電橋上位置相互調(diào)換時(shí),則有
  式中 Z——測(cè)量端至故障點(diǎn)的距離m;
  L——電纜總長(zhǎng)度,m;
   R1、R2——電橋的電阻臂。
  在正常情況下,這兩種接線測(cè)量結(jié)果應(yīng)相同,誤差一般為0.1%~0.2%,如果超出此范圍或者X>L/2,可將測(cè)量?jī)x表移到線路的另一端測(cè)量。
  另外,我們還可以采用連續(xù)掃描脈沖示波器法(MST—1A型或LGS—1型數(shù)字式測(cè)試儀)進(jìn)行測(cè)試。短路或接地故障點(diǎn)處反射波將為負(fù)反射,示波器熒屏圖如圖1b所示。此時(shí)故障點(diǎn)距離可按下列公式計(jì)算
  式中 X——反射時(shí)間μs;
  V——波速,m/μs。
  (2)測(cè)量時(shí)注意的事項(xiàng)。
  a.跨接線的截面應(yīng)與電纜芯線截面接近,跨接線應(yīng)盡量短,并保持良好。
  b.測(cè)量回路應(yīng)盡可能繞開分支箱或變、配電所,越短越好。
  c.直流電源電壓應(yīng)不低于1500V。
  d.直流電源負(fù)極應(yīng)經(jīng)電橋接到電纜導(dǎo)體,正極接電纜內(nèi)護(hù)層并接地。
  e.操作人員應(yīng)站在絕緣墊上,并將橋臂電阻、檢流計(jì)、分流器等放在絕緣墊上。
  1.1.2 兩相短路故障點(diǎn)的測(cè)試
  當(dāng)出現(xiàn)兩相短路故障點(diǎn),測(cè)量接線方法如圖2所示。測(cè)量時(shí)可將任一故障芯線作接地線,另一故障芯線接電橋,計(jì)算公式和測(cè)量方法與單相低電阻接地故障點(diǎn)相同。
  1.1.3 三相短路故障點(diǎn)的測(cè)試
  當(dāng)發(fā)生三相短路故障時(shí),測(cè)量時(shí)必須借用其他并行的線路或裝設(shè)臨時(shí)線路作回路,裝設(shè)臨時(shí)線路,必須精確測(cè)量該線路的電阻,接線方法如同圖2所示??砂聪率接?jì)算,即
  式中R為臨時(shí)線的單線電阻值,其余符號(hào)的含義與式(2)相同。
  1.2  高電阻接地故障點(diǎn)
  電纜的高電阻接地故障是指導(dǎo)體與鋁護(hù)層或?qū)w與導(dǎo)體之間的絕緣電阻值遠(yuǎn)低于正常值,但大于100kΩ,而芯線連續(xù)性良好。
  1.2.1  用高壓電橋法尋找高阻接地故障
  其接線原理如圖3a所示,由于故障點(diǎn)電阻大,必需使用高壓直流電源,以保證通過故障點(diǎn)的電流不致太小。橋臂電阻為100等分的3.5Ω左右的滑線電阻,電橋所加電壓10~200kV,微安表指示為100~20μA,故障點(diǎn)至測(cè)量端的距離可按下式測(cè)算,即
  當(dāng)調(diào)換圖3中故障芯線與完好芯線的位置時(shí)則有
  式中 X——故障點(diǎn)至測(cè)量的距離,m;
  L——電纜線路長(zhǎng)度,m;
  C——滑線電橋讀數(shù)。
  1.2.2 一次掃描示波器(711型)法
  所謂的一次掃描示波器法是采用高壓一次掃描示波器,記錄故障點(diǎn)放電振蕩波形,確定故障點(diǎn),示波器熒光屏如圖3b所示,故障點(diǎn)的距離可按以下公式計(jì)算
  式中 V——波速,m/μs;
  T——振蕩周期,μs。
  1.2.3 測(cè)量時(shí)應(yīng)意事項(xiàng)
  (1)由于測(cè)量是在高壓下進(jìn)行,必須與地可靠絕緣,操作人員應(yīng)戴絕緣手套,用絕緣桿操作,并與高壓引線保持一距離。
  (2)同一電纜中不測(cè)量芯線也必須可靠接地,以防感應(yīng)產(chǎn)生危險(xiǎn)高壓。
  (3)測(cè)量時(shí)應(yīng)逐漸加壓,若發(fā)現(xiàn)電流表指針晃動(dòng)或閃絡(luò)性故障,要立即停止測(cè)量,以免燒毀儀表。
  (4)當(dāng)用正接法測(cè)量完畢而需要更換接線時(shí),必須降低電壓,切斷電源,只有將回路中殘余電荷放盡,才能調(diào)換接線進(jìn)行反接法測(cè)量。
  1.3 完全斷線故障點(diǎn)
  所謂完全斷線故障是指各相絕緣良好,一相或者多相導(dǎo)線不連續(xù)。此時(shí),同樣可采用二種方法進(jìn)行測(cè)試。
  1.3.1 電橋法(電容電橋,QF1—A型電橋)
  其接線如圖4a所示,在線路二端測(cè)量故障的電容與標(biāo)準(zhǔn)電容器之比,確定故障點(diǎn)的距離,可按下列公式計(jì)算
  式中CE、CF分別為故障相在E、F端時(shí)所測(cè)的電容。
      1.3.2 連續(xù)掃描示波器法(MST—1A或LGS—1型)
  采用示波器法,發(fā)射脈沖,在斷線故障點(diǎn)處,反射波為正反射。示波器熒屏圖如圖4b所示,故障點(diǎn)的距離按下列公式計(jì)算
  式中 V——波速,m/μs;
  T——反射時(shí)間,μs。
  1.4 不完全斷線故障點(diǎn)
  不完全斷線點(diǎn)分高電阻斷線(導(dǎo)體電阻大于1kΩ)和低電阻斷線(導(dǎo)體電阻小于1kΩ)兩種情況。它表現(xiàn)出各相絕緣良好,一相或多相導(dǎo)線不完全連續(xù)。此時(shí)我們對(duì)高電阻斷線可采用交流電橋法測(cè)量,其接線原理圖如圖5所示。在線路兩端測(cè)量故障相的電容與標(biāo)準(zhǔn)電容器之比,其距離按下列公式計(jì)算
  式中CE、CF分別為故障相在E、F端所測(cè)量的電容。
  而對(duì)低電阻斷線,先用低壓電流使其燒斷,然后再按完全線故障測(cè)試。
  1.5 其他
  除以上幾種情況外,還會(huì)發(fā)生一些故障,如:(1)完全斷線并接地故障,此故障表現(xiàn)為一端各相絕緣良好,另一端接地,我們可以采用完全斷線故障點(diǎn)測(cè)試法。(2)不完全斷線并接地故障,此類故障表現(xiàn)為各相絕緣良好,一相或多相導(dǎo)線不完全連續(xù),經(jīng)電阻接地,可采用交流電橋法按高阻斷線故障測(cè)試。(3)閃絡(luò)性故障,所謂閃絡(luò)性故障表現(xiàn)各相絕緣電阻良好,而且導(dǎo)線連續(xù)性亦好,故障點(diǎn)已經(jīng)封閉。此時(shí)可采用高電阻接地故障中的一次掃描示波器(711型)法,或者燒穿后用其他方法進(jìn)行測(cè)試。
  2 結(jié)束語(yǔ)
  電纜線路萬一發(fā)生故障后,應(yīng)立即進(jìn)行修理,以免因外界原因擴(kuò)大損壞范圍,要加強(qiáng)責(zé)任心,對(duì)工作極端負(fù)責(zé)任,將盡可能避免一些常見故障發(fā)生。為確保電纜線路的安全運(yùn)行,預(yù)防很重要,要做好電纜運(yùn)行的技術(shù)管理,加強(qiáng)巡視和監(jiān)護(hù),嚴(yán)格控制電纜和負(fù)荷電流及溫度,嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)程,確保檢修質(zhì)量,使電纜線路得以充分地利用。 


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