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中国电业【2020年第7期】

  • ID:271850
  • 浏览:2736
  • 学科:产业经济
  • 更新时间:2020-07-17 15:16:34
  • 期刊: 中国电业
内容简介
《中国电业》杂志创办于1950年,是全国电力行业创办时间最早、覆盖面最广、影响最大的杂志。杂志以多种形式准确、及时、深刻地反映电力工业的改革和发展,以深度调查和理论探讨形成独到风格,在国际国内及电力行业内外都有较大影响,在电力媒体中长期处于领军位置。

高压电缆故障的分析判断和故障点查找

2020-07-17 15:23:08 产业经济 温瓒山
资料简介

摘要:随着我国电力事业得到了迅猛发展,电力系统的规模也在不断地扩大。高压电缆作为电能输送的主要介质得以广泛应用,高压电缆的重要性也变得越来越突出,在设备管理实践中为了优化高压电缆的使用功能,延长其使用寿命,则需要对其常见故障加以分析,找出切实有效的预防措施予以应对,避免高压电缆故障影响范围的扩大,为供电质量的提高及电力生产效益的增加提供专业保障。

高压电缆故障的分析判断和故障点查找

温瓒山

北京市京怀电力工程安装有限公司 北京市 101400

摘要:随着我国电力事业得到了迅猛发展,电力系统的规模也在不断地扩大。高压电缆作为电能输送的主要介质得以广泛应用,高压电缆的重要性也变得越来越突出,在设备管理实践中为了优化高压电缆的使用功能,延长其使用寿命,则需要对其常见故障加以分析,找出切实有效的预防措施予以应对,避免高压电缆故障影响范围的扩大,为供电质量的提高及电力生产效益的增加提供专业保障。

关键词:高压电缆故障;分析判断;故障点查找

引言

在我国经济实力逐渐壮大,科学技术不断创新的今天,传统的架空线路逐渐被埋设在地下的电缆所代替,但由于高压电缆线路的设立不在地上而是埋于地下,电缆故障的分析、定位以及维修等一系列的工作都相对较为复杂,对高压电缆故障分析与定位技术提出了更高的要求。

1高压电缆故障原因剖析

首先,机械损害。机械损害是指架设完成的电缆受到外力损害、牵引力超过承受能力及剥切损害等。其次,受潮损害。受潮损害就是因为密封不良而导致的电缆受潮,最终使电缆受损。最后,绝缘损害。电缆一旦铺架完成,便会长期暴露在空气中,经过长时间的日晒和风化,高压电缆外层绝缘体功能会减弱,进而使电缆出现故障。对于绝缘损害,根源就在于高压电缆工艺并不完善,我国现行电缆绝缘体大多采取塑料或者橡胶材质,经过长期的风吹日晒,会出现裂缝,进而使电缆的绝缘功能受损。但是随着我国科技的不断发展,高耐受力的绝缘材料已经问世,未来高压电缆的绝缘损害程度会大幅度降低。对于受潮损害,其根源在于酸雨对于电缆的腐蚀,一旦电缆的保护层被腐蚀出漏洞,就极易可能发生击穿的危险。机械损害电缆绝缘体受外力作用影响出现故障。机械损害是电缆故障的主要来源,尤其是对于低架设电缆,因为机动车行驶碾压或者动物啃食等也极易使电缆出现损伤。

2故障点查找方法

2.1阻抗法

阻抗法是基于线路单端或者多端的电压、电流和阻抗间的关系,列写和求解故障点方程进而进行故障点预定位。经典电桥法是一种典型的阻抗法,基本原理是被测电缆存在故障相和非故障相,在高压电缆末端短接它们,并且故障相与非故障相分别接导电桥两臂上,为了使电桥达到平衡,需要通过两臂上的一个可调电阻器进行调节。利用比例关系和电缆长度是已知的,通过他们计算计算可以得出故障距离。高压电缆预定位时,低压电桥测量法常用在电缆低阻击穿情况上,电缆电容电桥测量则一般用于开路断线。测试过程简单而结果比较精确是电桥法测量的主要优点,但该方法中的测试回路需要有完好线芯,而且电源电压不能加太高。此外,在遇到探测高阻和闪络性故障的情况该方法无法轻易进行,因为此时故障的电缆有很大的故障电阻、很小的电桥电流。

2.2电桥法

电桥检测法又被称为“经典电桥法”,是应用最为广泛以及应用历史最为悠久的电缆故障检测技术,但因为无法满足现在电力行业的需求,已经逐渐被淘汰。电桥检测法将被测电缆的故障相与非故障相连接构成小桥,通过调节桥臂上的可调电阻器使得电桥处于一个平衡状态,然后利用桥臂电阻比算出电阻值,而高压电缆的长度与电阻是成正比的,从而可以根据电阻值算出电缆故障距离。电桥法是比较传统经典的电路故障检测方法,它操作简单、方便而且精确度高,非常适合于电缆接地和短路故障的检测,缺点是不适用于检测高阻与闪络性故障,因为在故障电阻很高的情况下,电桥通过的电流很小,一般灵敏度的仪表很难探测到。电桥法检测时还需要知道电缆的材质、长度等原始资料,若是由不同截面的电缆组成时,还需对电阻等进行换算,此外,电桥法也不能测量三相短路或短路故障,也不适合用于高电阻设备。

2.3直闪法

在闪络故障排查过程中,直闪法是故障排查效率最高的方法。闪络故障点会存在较高的电阻,专业技术人员能够利用高压试验设备让故障点出现跃变波和脉冲波,并且在测试口将反射回来的电磁波进行详细记录,根据记录下来的波形计算电波在电缆内的运行时间,根据电波运行时间,进而推算出故障发生点。电压法和电流法是直闪测量法最主要的两种信号采集方式。在高压电缆排查领域,电压法进行测量时,可能会出现波形变化较小、误差较大等问题,所以在实践过程中,电流法是运用最广泛的故障排查方法。利用电流法进行电缆故障排查,电流耦合器即使于高压回路之间没有形成连接,也可以进行准确测量。这种测量方式保障了测量人员的人身安全,并且操作比较简单。此外,耦合器收集来的电波信号也可以以直观的形式进行故障排查辨认。直闪法在实际故障排查检测过程中,能够准确收集击穿瞬间的信号,并且利用这一瞬间的信号进行故障点排查。通过这种方式得出的故障点准确性较高。但是任何事物都有正反两个方面,该方法在进行电缆故障排查过程中也存在相应的问题。最核心的问题在于多次放电后,高压电缆故障点会因为碳阻通道的阻碍无法再利用该种方法进行测量。尤其是在电阻逐渐下降过程中,当电阻下降到临界点后便不会产生闪络,直闪法也就没有任何用武之地。

2.4电容电流测定法

高压电缆在运行中,不管电力对地或是相邻两电缆线间,电容均较大,并且均匀分布在高压电缆之中。同时,电容量和电缆长度之间呈正比例关系,对电容电流予以测量,能够有效的测出出现故障的位置。在运用电容电流测定法的过程中,涉及到的设备主要为交流毫安表、单相调压器以及交流电压表。开展故障诊断工作的过程中,应先借助交流毫安表测量高压电力电缆普段全部芯线的电容电流值,然后再对电力电缆末端芯线的电容电流值进行测量,进而把完好芯线和断线芯线的电容比算出,和计算结果相结合,对高压电力电缆芯线断线的大概位置作出判断。在实际测量时,要想降低测量的误差,并准确找到故障位置,需确保电流表读数的准确性以及精确测量电缆总长度。

3预防措施

(1)工艺质量管控。从制作源头入手,定期组织开展电缆制作技能培训;使用相关App对电缆接头制作进行全方位管控,严控人员资质和关键工艺;建立责任制及考核机制,全面提高高压电缆接头的工艺质量水平。(2)投入运行前全检。加强供应商的资质审查,推行电缆生产入厂监造;严格物资到货全检,发现不合格的,全批次退货处理;加强处罚力度,全面控制电缆质量,为高压电缆投运前把好入门关。(3)定期查看运行数据。高压电缆故障前肯定有一段时间“带病运行”,因此应定期查看、对比运行数据,掌握电缆运行状况,提前发现缺陷,及时做好检修计划及问题处理。(4)定期高压电缆状态检修。全面开展安全、准确的电缆带电、停电检测技术研究及试验,定期对高压电缆运行状况进行检查,及时发现和处理电缆内部隐患。

结语

在整个电力系统中,高压电缆属于主要结构内容之一,其在长时间的工作状态中,会产生许多故障问题,对这些故障进行查找较为复杂与困难。根据电压故障原因进行查找,并通过正确方式对其予以处理,可促进电缆运行效率的全面提升,在强化高压电缆使用的可靠性方面发挥了重要作用。

参考文献

[1]王沐雪,王紫叶,陈语柔,等.高压电力电缆故障分析及相关技术[J].通信电源技术,2019,(5):67-68.

[2]陈许议.高压电缆常见故障的分析及预防措施[J].电力安全技术,2019,(5):23-26.