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电缆故障定位

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近年来,电力电缆以其安全、可靠、隐蔽性好的特点,在城市电网中得到越来越广泛的应用。但由于电缆多埋设在地下,一旦发生故障,查找难度很大。怎样准确、快速、经济地查找和排除电缆故障,迅速恢复供电,减少停电时间,减少停电损失便成为供电部门日益关注的问题。在很长一段时间里,人们在实践中总结了很多查找方法,尤其是新技术的应用后,一些新的电缆故障定位方法不断被提出。

1电缆故障的分类。

1.1断路故障。

这种故障称为开路故障,因为电缆的绝缘电路出现无限大,而电压确不能传递到终端。

1.2低阻故障。

这种故障比较常见,有单相接地、两相或三相短路或接地。具体地说是电缆芯线连接良好,但电缆的相对绝缘电阻低于10Zc,可采用低压脉冲法测量。

1.3高阻故障。

和低阻性故障不同的是,故障分解是电缆的相对绝缘或相间绝缘损坏,但绝缘电阻大于10Zc,不能用低压脉冲进行测量。

2电缆故障的原因。

2.1产品质量问题。

线缆材料本事及线缆制造设计中不可避免地存在缺陷,并受到环境、化学、运输过程中的电热等因素的影响,因而在使用电缆时就会出现问题。

2.2工程质量问题。

供电电缆未按施工设计施工,导致线路出现问题。例如:相关的安装设备在工作时不小心撞到电缆上,或是由于密封措施不当,导致潮气渗入,都会影响电缆的质量。

2.3管理维护问题。

工程竣工后,有关部门必须定期对电缆进行检查维护,对长期超负荷运转未做到及时调整;以及长期在腐蚀性环境下工作;以及在与热力管道交接处,由于温度过高而未采取相应的放热措施,这些情况都会造成电缆损坏,影响电力的正常传输。

2.4电缆中间接头不好。

电缆故障多是由于接头不良所致,在潮气或湿度较大的环境中没有采取保护措施;由于电缆接触不良,接头规格不合理;或接头密封不好,电缆就会被潮气腐蚀,导致电缆使用寿命降低,从而产生安全隐患。

3电缆故障点预定方式。

3.1电桥方法

电桥法以前广泛应用,是利用电缆直流电阻与其长度成比例的关系,适用于低阻接地、外护套和短路故障。但当三相低阻故障时,由于没有良好的相位比较,不能进行测试。若为高阻故障,也可采用负高压烧穿故障点,使高阻故障降为低阻故障再测量,但并非所有的故障都可烧穿为低阻故障。

3.2低电压脉冲反射方法。

低电压脉冲反射法适用于低阻、接地、开路故障,能测试电缆长度和电波在电缆中的传播速度。在电缆发生低阻或接地故障时,故障点处的等效阻抗应为故障电阻与电缆特性阻抗的并联,故障电阻越小,反射波形越明显,故障电阻为零时即完全反射。因为测试端等效阻抗(测试仪器的输入阻抗)大于电缆特性阻抗,因此测试端会产生同极性反射脉冲,而在低阻或接地故障处,由于故障电阻小于电缆特性阻抗,所以入射脉冲在测试端产生反极性脉冲,并传输到测试端,接收到的反极性脉冲就对应于电缆特性阻抗,所以入射脉冲在测试端产生反极性脉冲,并传输到测试端,接收到的反极性脉冲就对应于电缆特性阻抗的反射波形。在电缆开路故障时,故障等值阻抗是故障电阻与电缆特性阻抗的串联,开路即等于故障电阻为无穷大,这种情况下入射脉冲将形成全反射,在测试端产生同极性的脉冲,并在测试端产生同极性的脉冲。低电压脉冲反射法测试接线简单,电缆接头特性阻抗通常会变大,此时,入射波与入射波同极。由于“T接”处等效阻抗值小于电缆特性阻抗,所以这里的反射波与入射波极性相反。

3.3直流高压闪络方法。

直流高压闪络试验简称为直闪法,用于检测高阻闪故障,在高压试验设备上将电压上升到一定值时,会产生闪络击穿。按采样脉冲的不同,分为电压采样直闪和电流采样直闪两种,直接闪光方法获得的波形简单易懂。但有的故障点在几次闪络放电后,由于故障点电阻下降,不能再采用直闪法检测,因此在实际工作中应注意保存可通过直闪试验获得的波形。因为不是每次都能得到故障波形,所以在测试中除了要观察仪器的波形外,还要注意电压是否突然下降、泄漏电流是否突然增大等现象。

3.4冲击高压闪络法。

脉冲高压闪络法适用于直闪法不易测试的泄漏性高阻故障,也可测试闪络故障。对于漏电故障,若采用直流高压闪络方法,由于直流泄漏电流较大,在高压试验设备的内阻上有很大的一部分电压加在高压试验设备内,受压较小,故障点不易形成闪络,也不能产生故障波形。直流高压闪络方法与高压闪络方法基本相同,有脉冲电压和脉冲电流!一种抽样方法,不同的是在储能电容和电缆之间串入一个圆隙。电容器上的电压足够高时,球隙被击穿,电容对电缆放电,产生故障波形,这一过程相当于将直流电源电压加到电缆上。但直闪法由于波形比较简单,容易得到较的结果,因此应尽量采用直流高压闪络试验。

3.5二次脉冲法。

二次脉冲法适用于高阻性故障和闪络故障。通常,低电压范围在20-160KV之间,故障点接地电阻不大于5倍电缆的波阻抗时,可认为故障电缆在此时对低压脉冲是开路的。二次脉冲法对有故障的电缆首先释放一个足以使线芯绝缘故障点闪络的高压脉冲,同时触发第二个低电压脉冲的释放,当故障点的电弧未熄灭时,故障点相对于低压脉冲是完全短路的。因此接收到的低电压脉冲反射波形相当于整个地面短路时的波形。当高压脉冲释放时,与未释放高压脉冲所产生的低压脉冲波形相叠加,在2个波形中会有一个分散点,这就是故障点的反射波形点。该方法将低电压脉冲法与高压闪络技术结合起来,使测试人员更容易确定故障点的位置。如果有线“T接”,尽管此处电缆的波阻抗发生变化,用二次脉冲法可克服高压闪络方法的不足,并能准确判断这里是否为故障点。

3.6三次脉冲法。

三次脉冲法是二次脉冲法的升级,其方法是先在不击穿电缆故障点的情况下,测得低压脉冲的反射波形,随后用高压脉冲击穿电缆故障点产生电弧,当电弧电压降到一定值时触发中压脉冲,以稳定并延长电弧时间,然后发出低压脉冲,从而得到故障点的反射波形,两条波形叠加后同样可以发现发散点就是故障点的反射波形。该方法利用中压脉冲来稳定并延长电弧时间,较二次脉冲法更容易获得故障点的波形。


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