10kV配电电缆故障探寻及原因

发表时间:2020/6/29   来源:《基层建设》2020年第7期   作者:康帅 王烨闻
[导读] 摘要:社会的不断进步与发展,使得社会各个领域都得到了很大的发展,并且有很多新的技术逐渐应用到各项社会工作实践当中。
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        摘要:社会的不断进步与发展,使得社会各个领域都得到了很大的发展,并且有很多新的技术逐渐应用到各项社会工作实践当中。其中近年来,在电力领域内我国取得了较为长足的进步。实际上在我国电网的建设过程中,也同样需要进行电网的日常维护与故障维修,这对于电网企业来说也是一项十分重要的任务,并且有利于保障电网的运行质量,文章主要以10kV配电电缆为例,对其故障原因以及探寻方法进行研究。
        关键词:配电电缆;故障探寻;原因分析
        引言
        实际上,10kV配电电缆是电网系统的一个最基本的组成,一旦电缆出现故障将会影响到整个电网系统的运行,同时,由于电缆的构建是一项庞杂的工程,在故障的确定过程中具有一定的难度,这就需要工作人员采取恰当的方式来提高故障探寻效率,保障电网运行的安全与稳定。
        1.配电电缆概述
        电缆指的是由不同导线而组成的一种绳索状物体,导线之间分为不同的组别,它们之间是彼此绝缘的,并且围绕中心部位扭成绳形。配电电缆主要分为信号电缆、电力电缆等不同类型,10kV配电电缆所属的就是电力电缆的范畴,它的主要功能就是进行电能的传输与分配。
        对于10kV的配电电缆来说,较为常见的故障类型有以下几种。一是高阻故障。在高阻故障中主要分为两种不同的情况。一种是闪络性高阻故障,故障发生时会出现泄露电流突然增大等现象;另一种是泄露性高阻故障,当试验电压升高时,泄露电流也会增大。二是低阻故障。该故障发生时,电缆的相间绝缘或者相对地绝缘遭到破坏。三是开路故障,造成电缆断路。
        2.电缆故障原因分析
        2.1线路本身因素
        第一,电缆断路。即电缆在运行过程中存在破损以及断裂等情况,导致供配电回路存在差异,是一种比较常见的运行故障。一般情况配电显然断路点并不存在明显的断开点,其中产生的间隙很有可能会存在巨大的电弧,导致电缆运行温度上升,严重的甚至会出现爆炸或者火灾等事故。第二,短路故障。在电缆电路施工过程中,线路受到人为或者外力影响,导致线路中出现绝缘被击穿的现象,最终使得线路在后期运行过程中出现短路故障。第三,单相接地。此类故障可以说是电缆电路最为常见的一种,发生的原因大部分是因为线路长期处于雨淋或者潮湿的运行环境中,在线路系统发生故障后,故障性电压变为零,但是非故障电压上升到线电压,造成电压幅值急剧增加,容易造成配电线路过电压。最终会因为电压幅值长期处于超负荷状态,而造成电缆电路被烧毁。
        2.2外界环境因素
        第一,冰冻。尤其是针对于我国北方地区冬季,电缆电路长期处于低温环境中,如果遇到降雪天气,电缆电路表面很容易形成冰冻层,使得电缆断裂、短路以及坠落等,增加了电路运行的安全威胁。第二,雷击。虽然电缆线路相对于传统线路已经进行了优化,但是其还是依靠于计算机信息技术,这样在雷击天气里很容易受到雷电的影响,使得线路发生故障不能正常运行。
        2.3其他因素
        例如用户操作不当,由于很多配电线路是直接面向用户的,由于用户缺乏电路的专业知识,有可能出现失误的操作。同时配单设备自身的在运作过程中,同样也会出现问题,进而影响着整个电缆线路的运行。
        3 .10kV配电电缆故障探寻方法
        3.1冲击放电声测
        此种故障探寻方式主要是利用直流高压试验设备,来完成对电容器的充电储能处理,当电容器电压达到一定数值时,球间隙击穿,高压设备与电容器上存在的能量就会通过球间隙向电缆故障位置放电,产生机械振动声波,这样只需要检测人员听声音就可以辨别故障发生位置。

其中,检测最后阶段产生的声波强弱,主要受击穿放电能量的大小决定,一般情况下能量比较大的放电,检测人员可以在草坪表面完成辨别,而对于能量比较小的放电,则需要利用高灵敏度的拾音器沿着初测确定范围进行精确确认。
        3.2二次脉冲检测
        此种故障探寻方式是一种相对新型的检测方式,主要利用低压脉冲波形来完成分析与测试,检测结果具有比较高的精确度。进行检测时,首先选择一定能量与电压等级的高压脉冲,通过电缆测试端来向故障电缆进行电压施加,并让电缆高阻故障点发生击穿燃弧。并且要向检测端添加测量用低压脉冲,这样当测量脉冲达到电缆高阻故障点并遇到电弧则会在电弧表面发生反射。在发生燃弧时,电缆高阻故障转变为瞬间短路故障,这样就会使得测试脉冲发生明显的阻抗特征变化,使得原来的闪络测量波形转变为低压脉冲短路波形,通过波形来判断非常明显。选择此种检测方式,将低压脉冲发与高压闪络技术结合在一起,检测人员可以通过波形的对比更准确的判断电缆故障点。
        3.3声磁信号同步接受检测
        选择此种检测方法来完成电缆故障的探寻,首先是向电缆施加冲击直流高压,使得电缆故障点放电,在放电的瞬间电缆金属护套与大地形成的回路会出现感应环流,这样故障电缆周围就会出现脉冲磁场。然后利用感应接受仪器可以完成对电缆故障点发出的放电声信号的接收,最后仪器可以利用探测接收到声音、磁场两种信号之间的时间间隔来判断故障点,声磁两种信号间时间间隔最短的点即为电缆故障位置。
        4.电缆故障探寻实例分析
        4.1 实例1
        (1)电缆故障探寻概述。某地220kV塘头变出线35kV塘颂线发生接地故障,经抢修人员排查,最后确定故障电缆基本情况如下:电缆型号:YJSV;电压等:35kV;截面:400mm;长度:约800m。
        (2)故障分析。首先确定故障性质,分别对故障电缆进行绝缘测试,测试结果如下:A相绝缘3.6MΩ,B相绝缘1.1GΩ,C相绝缘43.9MΩ。初步判定该电缆为高阻故障,因此我们先用低压回波法对非故障相进行测量,再用二次脉冲法对故障相电缆进行测量。
        (3)探寻结果。经过对故障相与非故障相测量数据线的叠加对比可以得出,电缆的总长大约为706m,测试点距电缆274m有很明显的发散点,此点即为故障点。因为此时运行部门已经提供现场电缆的路径走向,用皮尺从终端测量点位置量取274m的一个大约范围,再安排人员守候,使用声磁同步法在预定位置进行探测,在沿敷设路径的电缆盖板下听到放电声,打开电缆盖板后确定故障即在该点。因为此井为过渡井,此故障点非电缆中间接头,为电缆本体故障。
        4.2 实例2
        (1)电缆故障探寻概述。某地家园开闭所进线发生接地故障,经抢修人员排查,最后确定故障电缆基本情况如下:电缆型号:YJV22;电压等:10kV;截面:70mm;长度:约180m。
        (2)故障分析。首先确定故障性质,分别对故障电缆进行绝缘测试,测试结果如下:A相绝缘247.2Ω,B相绝缘3.2MΩ,C相绝缘193MΩ。初步判定该电缆为高阻故障,因此我们先用低压回波法对非故障相进行测量,再用二次脉冲法对故障相电缆进行测量。
        (3)探寻结果。将故障相与非故障相得出的测量数据线进行叠加对比可以得出,电缆的总长大约为154m,测试点距电缆110.7m有很明显的发散点,此点即为故障点。
        结语
        电缆线路在运行过程中受到多种因素的影响,经常会出现运行故障,想要有效避免故障的发生,就需要针对故障发生的原因进行分析,并做好故障探寻管理工作,选择切实可行的措施进行处理,争取不断提高电缆线路运行的可靠性。
        参考文献
        [1]孙广慧,庄小亮,牛海清,张群峰,赵继光.珠三角地区10kV配电电缆故障统计分析[J].电气应用,2013,(11).
        [2]朱凤鸣.刍议10kV配电线路接地故障原因分析及预防措施[J].科学之友,2011,(24).
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