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電纜故障定位

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近年來,電力電纜以其安全、可靠、隱蔽性好的特點,在城市電網中得到越來越廣泛的應用。但由于電纜多埋設在地下,一旦發生故障,查找難度很大。怎樣準確、快速、經濟地查找和排除電纜故障,迅速恢復供電,減少停電時間,減少停電損失便成為供電部門日益關注的問題。在很長一段時間里,人們在實踐中總結了很多查找方法,尤其是新技術的應用后,一些新的電纜故障定位方法不斷被提出。

1電纜故障的分類。

1.1斷路故障。

這種故障稱為開路故障,因為電纜的絕緣電路出現無限大,而電壓確不能傳遞到終端。

1.2低阻故障。

這種故障比較常見,有單相接地、兩相或三相短路或接地。具體地說是電纜芯線連接良好,但電纜的相對絕緣電阻低于10Zc,可采用低壓脈沖法測量。

1.3高阻故障。

和低阻性故障不同的是,故障分解是電纜的相對絕緣或相間絕緣損壞,但絕緣電阻大于10Zc,不能用低壓脈沖進行測量。

2電纜故障的原因。

2.1產品質量問題。

線纜材料本事及線纜制造設計中不可避免地存在缺陷,并受到環境、化學、運輸過程中的電熱等因素的影響,因而在使用電纜時就會出現問題。

2.2工程質量問題。

供電電纜未按施工設計施工,導致線路出現問題。例如:相關的安裝設備在工作時不小心撞到電纜上,或是由于密封措施不當,導致潮氣滲入,都會影響電纜的質量。

2.3管理維護問題。

工程竣工后,有關部門必須定期對電纜進行檢查維護,對長期超負荷運轉未做到及時調整;以及長期在腐蝕性環境下工作;以及在與熱力管道交接處,由于溫度過高而未采取相應的放熱措施,這些情況都會造成電纜損壞,影響電力的正常傳輸。

2.4電纜中間接頭不好。

電纜故障多是由于接頭不良所致,在潮氣或濕度較大的環境中沒有采取保護措施;由于電纜接觸不良,接頭規格不合理;或接頭密封不好,電纜就會被潮氣腐蝕,導致電纜使用壽命降低,從而產生安全隱患。

3電纜故障點預定方式。

3.1電橋方法

電橋法以前廣泛應用,是利用電纜直流電阻與其長度成比例的關系,適用于低阻接地、外護套和短路故障。但當三相低阻故障時,由于沒有良好的相位比較,不能進行測試。若為高阻故障,也可采用負高壓燒穿故障點,使高阻故障降為低阻故障再測量,但并非所有的故障都可燒穿為低阻故障。

3.2低電壓脈沖反射方法。

低電壓脈沖反射法適用于低阻、接地、開路故障,能測試電纜長度和電波在電纜中的傳播速度。在電纜發生低阻或接地故障時,故障點處的等效阻抗應為故障電阻與電纜特性阻抗的并聯,故障電阻越小,反射波形越明顯,故障電阻為零時即完全反射。因為測試端等效阻抗(測試儀器的輸入阻抗)大于電纜特性阻抗,因此測試端會產生同極性反射脈沖,而在低阻或接地故障處,由于故障電阻小于電纜特性阻抗,所以入射脈沖在測試端產生反極性脈沖,并傳輸到測試端,接收到的反極性脈沖就對應于電纜特性阻抗,所以入射脈沖在測試端產生反極性脈沖,并傳輸到測試端,接收到的反極性脈沖就對應于電纜特性阻抗的反射波形。在電纜開路故障時,故障等值阻抗是故障電阻與電纜特性阻抗的串聯,開路即等于故障電阻為無窮大,這種情況下入射脈沖將形成全反射,在測試端產生同極性的脈沖,并在測試端產生同極性的脈沖。低電壓脈沖反射法測試接線簡單,電纜接頭特性阻抗通常會變大,此時,入射波與入射波同極。由于“T接”處等效阻抗值小于電纜特性阻抗,所以這里的反射波與入射波極性相反。

3.3直流高壓閃絡方法。

直流高壓閃絡試驗簡稱為直閃法,用于檢測高阻閃故障,在高壓試驗設備上將電壓上升到一定值時,會產生閃絡擊穿。按采樣脈沖的不同,分為電壓采樣直閃和電流采樣直閃兩種,直接閃光方法獲得的波形簡單易懂。但有的故障點在幾次閃絡放電后,由于故障點電阻下降,不能再采用直閃法檢測,因此在實際工作中應注意保存可通過直閃試驗獲得的波形。因為不是每次都能得到故障波形,所以在測試中除了要觀察儀器的波形外,還要注意電壓是否突然下降、泄漏電流是否突然增大等現象。

3.4沖擊高壓閃絡法。

脈沖高壓閃絡法適用于直閃法不易測試的泄漏性高阻故障,也可測試閃絡故障。對于漏電故障,若采用直流高壓閃絡方法,由于直流泄漏電流較大,在高壓試驗設備的內阻上有很大的一部分電壓加在高壓試驗設備內,受壓較小,故障點不易形成閃絡,也不能產生故障波形。直流高壓閃絡方法與高壓閃絡方法基本相同,有脈沖電壓和脈沖電流!一種抽樣方法,不同的是在儲能電容和電纜之間串入一個圓隙。電容器上的電壓足夠高時,球隙被擊穿,電容對電纜放電,產生故障波形,這一過程相當于將直流電源電壓加到電纜上。但直閃法由于波形比較簡單,容易得到較的結果,因此應盡量采用直流高壓閃絡試驗。

3.5二次脈沖法。

二次脈沖法適用于高阻性故障和閃絡故障。通常,低電壓范圍在20-160KV之間,故障點接地電阻不大于5倍電纜的波阻抗時,可認為故障電纜在此時對低壓脈沖是開路的。二次脈沖法對有故障的電纜首先釋放一個足以使線芯絕緣故障點閃絡的高壓脈沖,同時觸發第二個低電壓脈沖的釋放,當故障點的電弧未熄滅時,故障點相對于低壓脈沖是完全短路的。因此接收到的低電壓脈沖反射波形相當于整個地面短路時的波形。當高壓脈沖釋放時,與未釋放高壓脈沖所產生的低壓脈沖波形相疊加,在2個波形中會有一個分散點,這就是故障點的反射波形點。該方法將低電壓脈沖法與高壓閃絡技術結合起來,使測試人員更容易確定故障點的位置。如果有線“T接”,盡管此處電纜的波阻抗發生變化,用二次脈沖法可克服高壓閃絡方法的不足,并能準確判斷這里是否為故障點。

3.6三次脈沖法。

三次脈沖法是二次脈沖法的升級,其方法是先在不擊穿電纜故障點的情況下,測得低壓脈沖的反射波形,隨后用高壓脈沖擊穿電纜故障點產生電弧,當電弧電壓降到一定值時觸發中壓脈沖,以穩定并延長電弧時間,然后發出低壓脈沖,從而得到故障點的反射波形,兩條波形疊加后同樣可以發現發散點就是故障點的反射波形。該方法利用中壓脈沖來穩定并延長電弧時間,較二次脈沖法更容易獲得故障點的波形。


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