谈谈电力电缆故障的类型及查找方法

摘要: 随着电力行业的发展,电缆越来越多地运用到生产生活的各个领域,而且都埋入地下或进入电缆沟敷设,当电缆发生故障后,如何快速、准确地查找电缆故障,减少故障修复费用及停电损失,是电力行业工程技术人员研究的问题。本文详细介绍了快速、准确、方便地判断和查找故障的方法,供同行参考。

关键词:电力电缆 故障类型 查找故障点

电力电缆具有供电可靠性高、不受地面、空间建筑物的影响、不受恶劣气候侵害、安全隐蔽耐用等特点,因而电力电缆作为供电线路得到了越来越广泛的应用。但电缆线路在运行中,常常会出现各种类型的故障,有的故障很容易发现,有的就很难查找。这给电力电缆的维护工作,特别是电缆故障测距与定位工作带来了较大的难度。如何快速、准确地查找电缆故障,提高实际工作的查寻效率,节省人力物力,缩短处理电缆事故的时间,创造较大的经济效益和社会效益提出了较高的要求。

一、电力电缆故障原因及类型

(一)电力电缆故障原因

随着电缆数量的增多及运行时间的延长,电缆绝缘老化等因素,故障发生率大大增加。电缆发生故障的原因常见的主要有:

1.电缆安装敷设时不小心造成的机械损伤或安装后靠近电缆路径作业造成的机械损伤。

2.电缆绝缘内部气隙游离造成局部过热,从而使绝缘老化变质。

3.电缆路径在有酸碱作业的地区通过,往往电缆会被腐蚀。

4.拙劣的工艺、拙劣的接头,电场分布设计不周密,材料选用不当,不按技术要求敷设电缆造成电缆故障。

5.大气过电压(雷击)和电缆内部过电压。

6.电缆长期过负荷运行,电缆的温度会随之升高,尤其在炎热的夏季,电缆的温升,常常导致电缆薄弱处和对接接头处首先被击穿。

7.电缆绝缘物的流失。

(二)电力电缆故障类型

电力电缆由于机械损伤、绝缘老化、施工质量差、过电压等都会发生故障。根据故障性质可分为低电阻接地或短路故障、高电阻接地或短路故障、断线故障、断线并接地故障和闪络性故障。

二、电缆故障类型的判断

(一)电缆故障的判断方法

确定电缆故障类型的方法是用兆欧表在线路的一端测量各相的绝缘电阻。

1. 当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻,或芯与芯之间绝缘电阻低于100KΩ时,为低电阻接地故障。

2.当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻,或芯与芯之间绝缘电阻低于正常值很多,但高于100KΩ时,为高电阻接地故障。

3.当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻较高或正常,应进行导体连续性试验,检查是否有断线,若有即为断线故障。

4.当摇测电缆一芯或几芯导体不连续,再经过一芯或几芯对地绝缘电阻摇测后,判断为低阻或高阻接地线,为断线并接地故障。

5.闪络性故障多发生于预防性耐压试验,发生部位大多在电缆终端和中间接头。闪络有时会连续多次发生,每次间隔几秒到几分钟。

(二)电缆故障的测试方法

过去使用的仪器设备有QF1―A型电缆探测仪、DLG―1型闪侧仪,电缆路径仪及故障定点仪等。在20世纪90年代前,广泛使用的电缆故障测试方法是电桥法,包括电阻电桥法、电容电桥法、高压电桥法。这种测试方法误差较大,对某些类型的故障无法测量,所以目前最为流行测试方法是闪络法,它包括冲闪和直闪,最常用的是冲闪法。冲闪测试精度较高,操作简单,对人体安全可靠。

三、寻找电缆故障点的方法

根据电缆故障性质的不同,首先要粗测电缆故障点位置范围,即寻找电缆故障的距离,然后再寻找电缆的故障点,即测出故障点的精确位置。

(一)电缆故障粗测的方法

电缆故障的粗测方法有很多,目前常用测故障的方法有电桥法(电阻电桥法、电容电桥法)、驻波法、脉冲法(低压脉冲反射法、脉冲电压法、脉冲电流法、二次脉冲法)、闪络法、简易办法。

1.电桥法

(1)电阻电桥法

用低压电桥测电缆低阻击穿,主要是利用电阻的大小跟电缆的长度成正比,利用电桥原理测出故障相电缆的端部与故障点之间的电阻大小,并将它与无故障相做比较,进而确定故障点的距离。

(2)电容电桥法

用电容电桥测电缆开路、断线,当电缆呈断路性质时,由于直流电桥测量臂未能构成直流通路,所以,采用电阻电桥法将无法测量出故障距离,只有采用电容电桥法,并用高压电桥法测泄漏性高阻击穿。

2.驻波法。根据微波传输线原理,利用传输线的驻波谐振现象,对故障电缆进行测试,此法适用于测低阻及开路故障。

3.脉冲法。利用传输线的特性阻抗发生变化时的回波现象,在电缆芯线中加上一定的电压,使其不击穿而产生放电故障。放电脉冲在电缆中传播及反射,用数字示波器测出三个脉冲的位置比例,算出故障点的位置,此法适于高阻击穿。

4.闪络法。用直闪法测闪络性高阻故障;用冲闪法测泄漏性高阻故障,冲闪法是能解决用其他方法难于解决的而被称之为最顽固的故

障的最强有力的方法,即能测试电缆所有故障。

5.简易办法。不需要特殊设备,将电缆加电压将故障点反复击穿,并烧穿后,在电缆两端接入3 V电池电压的同时,用两个数字毫伏表同时测量电缆两端芯线对铜带的电压,这两个电压的比值即为故障点到两端的距离比,一般误差在3 m以内。

(二)电缆故障精确定点的方法

目前,常用的电缆精确定点的方法有声测法、音频感应法和声磁同步法。

1.声测法主要用于高阻故障。加脉冲直流高压于故障电缆芯线和铜带之间,使故障点产生间歇放电,引起电磁波辐射和机械的音频振动,在地面用声波接收器探头拾取震波,根据震波强弱很容易准确判定故障点的位置。可迅速的找出电缆故障点,查找方法简单,省时省力效果良好。

2.音频法主要用于低阻故障,测电缆开路、断路故障的定位,用音频信号发生器发送音频电流,电力电缆会发出电磁波,在电力电缆故障点附近的地面上用探头(电感式线圈)沿被测电力电缆走向接受电磁场变化的信号,将信号放大后送入耳机,根据耳机中声响的强弱判定出故障的位置,即是通过人的耳朵对声音信号强弱的分辨来判断故障点的位置,对操作人员的经验要求较高,所以并不常用。

3.声磁同步法利用故障点放电同时产生的电磁波和声波确定故障点。通过监测接收到的磁声信号的时间差,可以估计故障点距离探头的位置,比较在电缆两侧接收到脉冲磁场的初始极性,亦可在进行故障定点的同时寻找电缆路径。

四、结束语

电缆故障测试技术水平不断提高,对不同的故障性质采取不同的方法,在电缆故障测寻时,借助现代化的仪器和设备,便可准确迅速地确定故障点的精确位置,为迅速处理故障,尽快恢复送电赢得了宝贵的时间。为确保电缆线路安全运行,要加强预防,增强责任心,做好电缆运行技术管理,加强巡视和监护,严格控制电缆的负荷电流及温度,严格执行工艺规程,确保检修质量,使电缆线路安全可靠经济运行。

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