摘要:城市配网架设及敷设中会使用大量电缆,以满足城市配网需求。虽然电力电缆具有空间利用率高、可靠性好等优点,但受腐蚀等因素影响依旧会出现故障。所以,做好电缆故障查找、判断、处理工作十分重要。
关键词:电缆故障;查找;判断;处理
引言:城市配网中的电缆工作环境相对复杂,容易受到外界影响而产生电缆故障,从而影响城市配网的正常运行。因此,本文将针对城市配网中电缆故障的快速查找、判断、处理议题进行研究。
(一)城市配网中电缆产生故障的成因
1.绝缘受潮
电缆安装期间,由于安装工艺违规,使电缆在纵向进水;或设计的电缆接头存在问题、制作接头时松动诱发绝缘材料进水;或运送、安装电缆时触碰硬物后受损,出现孔洞等损伤后进水。
2.电及化学腐蚀
在电缆安装周围出现的散电流、酸碱物质损伤电缆,或长久埋藏在土中被腐蚀,致使电缆损坏、故障。
3.电缆温度过高
一是,运行的电缆通过了大电流,产生高热量,加之安装于隧道等散热较差的环境中,长期以往电缆会过热、故障。
二是,冬夏时节群众频繁使用空调等设备,造成用电量攀升,给电缆线路带来了较大负荷,诱使电缆过热,引发故障。
4.机械破坏
诸如建筑施工作业时,机械设备、打桩机等无意间将电缆破坏;或电缆安装时违规,出现牵引过度、蛮力施工等现象,最终破坏了电缆本体。[1]
5.大气过电压
当出现雷电天气时,若电缆缺乏保护措施,会被雷电击中,此时电缆出现过电压,雷电会直接击穿本体及附件绝缘薄弱位置。
(二)详细划分城市配网中的电缆故障
判断故障性质时,第一步是将故障予以科学分类,然后使用相应的检测方法。常见故障类型如下:
①开路故障;电缆同一时间经电阻接地,可通过脉冲电压法、脉冲电流法测距,定位时可采用闪络故障法。
②短路故障;常通过低压脉冲法测距,接着通过脉冲电流法及电桥法深度检验,定位时可采用声磁同步法及音频信号法。
③高阻故障;此类故障出现率极高,约占电缆故障的50%,首先经低压脉冲法测量故障波形、其次通过二次脉冲法或脉冲电流/电压法予以确认,定位时可采用声磁同步法。
④闪络性故障;直流耐压试验操作间常见该故障,测距时可利用二次脉冲法及脉冲电流法,定位时可采用声磁同步法。
⑤电缆主绝缘特殊故障。此故障能弱化放电脉冲反射信号,让反射脉冲难以被仪器接受,测距时可采用电桥法,定位时可采用声磁同步法与跨步电压法。[2]
1.初步判断电缆故障类型
判断电缆故障类别时,应根据电缆故障信号、保护动作报告,通过摇表对绝缘进行测量,从而初步判断电缆故障位置的电阻、相别等。然后,结合初步判断,确定粗测与定点方式,如:
①消弧线圈接地系统发生故障时,当电缆单相电压呈“0”为故障现象时,能初步判定断路器未动作,电缆线路处于单相接地状态。
②当消弧线圈接地系统呈继电保护动作、断路器跳闸为故障现象时,能初判电缆是≥2相发生短路或接地故障。
③在小电阻直接接地系统中,结合跳闸状况无法判断是单相还是多相故障时,可利用绝缘电阻测量法、导通实验对故障状况实施判断。
④若电缆线芯间、线芯对地绝缘电阻的测量值在100kQ之内,表明是单相接地或相间短路故障。
⑤闪络性及高阻性故障基本均是单相绝缘降低故障。
⑥电缆断线可利用导通试验辨明。即短接电缆相见末端,用万用表对电缆另一端相间电阻实施测量,若R=0则未断线,若R=∞则断线。
2.粗测电阻
初步判断结束时,应明确粗测电缆方法及电缆故障点基本范围。并结合故障类别,优选阻抗测距法或行波测距法。
阻抗法以电桥法为主,可检测低阻故障,适用范围有限。
行波测距法以脉冲电流法/电压法、低压脉冲法、多磁脉冲法等为主,可降低故障性质影响,其使用范围较广。
高阻故障检测时,可运用高压闪络法。因为,高压时电压会击穿电缆故障点,此时闪络放电产生反射波,利用两次反射波时差对比,便能将故障点距离测算而出。
低阻故障检测时,可运用低压脉冲法。结合微波传输原理在电缆线芯上加注设计宽度,对波速及反射状况予以计算,能得到电缆粗测距离,适用测量短/开路及低阻故障。
3.准确定位电缆故障点
常通过路径仪定点,操作时将测试线正负极接好,打开电源,调至阻抗匹配,让输出振幅指示明显,连接定点仪输出插孔和探棒,调至路径点位,待耳机出现清晰信号声即可。通过探测棒检测时,探测棒应和地面垂直,消除干扰,并在已经明确的电缆线路上探查,还要搭配音频感应法等将故障探查范围不断缩小。
若身处隧道,走四步应驻足静听,明确是否存在故障放点声,并通过定点仪查找。隧道外,可通过定点仪测量,离故障点越近,定点仪响声越大。
(三)城市配网中电缆故障处理方法
1.做好电缆接头制作
制作期间,应压紧连接管压接处,防止击穿绝缘;剥离电缆半导体电层后,应先做安全检验,防止发生安全事故,接着将外表清理干净;压接位置应锉平,防止产生毛刺及破坏绝缘层,以此对绝缘部分进行保护;将电缆衔接位置用记号笔标记,防止接错;电缆中间头制作期间,长度要预留充足,避免击穿点切除后电缆连接长度不够。
2.电缆试验分析
应防止电缆对地直接放电;应尽可能延长放电时间,防止电缆内绝缘被破坏;耐压试验应采用直流电,要缓慢升压,避免试验仪器过流;若仪器指针有周期性摆动现象,应检查是否存在孔隙性缺陷。[3]
3.注意事项
①按时维护常用抢修工具;②电缆故障处理时应确保准备充足,要安排专业人员维修;③高压电缆故障处理时,在一相加压,剩余各相连接电缆钢铠;④低压电缆故障处理时,在一相加压,剩余各相均接地;⑤测量故障距离时,在电缆两端一起开始,更要详细记录处理过程。
结束语:综上所述,及时排查、处理城市配网中的电缆故障现象,有助于提高城市供电效果。因此,采用合理的方法快速查找、判断、处理电缆故障点,能为电力系统供电稳定性、可靠性提供坚实保障。
参考文献:
[1]10kV配网电缆故障分析及防范措施[J].邓祺.科技资讯.2018(29):34+36
[2]一种配网地下电缆故障定位新方法[J].罗保中,杨涛,李哲等.实验室研究与探索.2018(11):62-66+99
[3]配网电缆线路故障分析及其处理方法[J].庞杰锋.科技风.2018(34):200+214