电力电缆的运行维护与故障分析

发表时间:2020/11/3   来源:《当代电力文化》2020年16期   作者:宋小薇
[导读] 电力电缆是用于传输电力、传输信息和实现电磁能量转换的一大类电工产品。本文主要探究电力电缆常见故障产生原因,以及重点维护内容。

        宋小薇
        国网浙江省电力公司宁波供电公司电缆运检中心,浙江省宁波市,315000
        摘要:电力电缆是用于传输电力、传输信息和实现电磁能量转换的一大类电工产品。本文主要探究电力电缆常见故障产生原因,以及重点维护内容。
        关键词:电力电缆;故障;维护;分析
        引言
        随着经济的发展,电缆线路的数量不断增加,电缆故障发生概率也越来越大,严重影响供电系统运行的稳定性和安全性,使得电力电缆故障检测工作愈发重要。脉冲电流法、电桥法以及低压脉冲反射法是生活中较为常见的电力电缆检测方法,为了将电力电缆运行过程中的故障发生概率降到最低,电力电缆运行前必须做好严格的检查工作,另外在电缆生产过程中必须加强技术监督,并做好电缆运行后的保护工作。
        1电力电缆的运行维护
        首先,在对电力电缆进行安装前,对敷设电缆位置要进行严格考察,以确保其周围地质不会使电缆发生位移情况。在电缆安装过程中,要仔细做好两条电缆接口处理,保证接口接触良好且密封。其次,对电缆沟、终端接头进行定期清扫、清洁。如果在清扫过程中发现终端盒内存在间隙,就要报告检修人员,让其填充同质绝缘剂以确保终端盒时刻处于充实状态。清扫中如果发现电缆腐蚀严重、电缆支架摇摇欲坠等情况,检修人员要及时刷上一定量的防锈漆并对电缆支架进行加固处理。再者,做好电缆防腐工作。在对电力电缆进行日常检查中,如果发现局部地区电缆外层发生严重腐蚀,应对电缆所处地区土壤、气候进行分析。如果是土壤酸性过重和酸雨腐蚀严重的话,应该将电缆安装置于管内对其进行保护。最后,积极采用新型电缆,如接线盒使用热缩头可以提高电缆负荷能力和运行效率,进而保证电力长期稳定供应。
        2电力电缆常见故障及成因
        2.1机械损伤类故障
        在所有电力电缆常见故障汇总中,机械类损伤十分常见,具体表现为电缆外部保护层受到破损,如果电力维修人员不小心触碰到,会对其身体造成巨大的伤害,甚至可能会导致死亡。一旦发现机械损伤类故障,故障检修人员应该立即排查其原因,并且给予解决,避免损伤情况越来越严重。在220kV高压电力电缆运行过程中,导致电力电缆出现机械损伤类故障的主要原因有:①其他外力的直接作用破坏了电缆,外力的来源一般有两个:人为破坏和不正确的操作;②安装电缆的时候,因为不恰当的操作导致电缆外部绝缘层出现断裂;③敷设和应用电缆的过程中,恶劣的环境因素给电缆造成了机械性损伤。
        2.2绝缘故障
        (1)受潮:电力电缆一旦受潮,电缆输送的电流会出现暂时性的增加,电缆的绝缘电阻也会出现短暂性的降低,最终导致电力电缆的连接器具发生损坏。通过分析电缆受潮的原因,质量不过关以及电缆密封工作没有做好等,都会导致电缆线路出现受潮类问题。
        (2)老化变质:目前应用的电缆材料如果长期暴露在环境中,很容易出现老化现象,使得电缆绝缘层的保护功能被削弱,同时气体进入到绝缘层后,高压系统会出现电离作用,导致气体被瞬间加热,温度骤增,这种现象的出现加剧了电缆的老化问题。
        2.3电缆表皮损坏
        电力电缆长期裸露在室外,容易受到风吹日晒而引起表层老化;并且电缆外表层是塑料,在酸雨腐蚀下,电缆表层极易开裂。电缆表皮破坏使得电缆直接裸露在空气中,电缆接口处容易进水引发电缆故障。
        2.4电缆自身发热量
        通过公式Q=ρ·I·I/A计算单根电缆发热量(W/m)。其中,ρ指铜的电导率,取0.02Ω/mm2;I指电缆长期运行通过的最大电流,根据电缆发现故障时的电缆运行电流I约为200A;A为电缆线径,该计算式中取排管当中截面最大的电缆,为3×300mm2。根据计算取电缆每米发热量约30W,该段排管单根电缆长度为65m,即相当于一台约2kW设备工作于地下管沟当中。同时120根排管集中布置,排管之间上下左右分布距离仅为5cm,不同规格的电缆发热量交叉辐射,且顶管距离地表距离为0.8m,不利于散热。通过热成像仪监测,排管中心温度最高,符合电缆温度场分布,即越靠近中心处电缆温度越高,边界温度较低。


        3电缆故障检测方法
        3.1光纤固定方式
        中髙压电缆故障时,都会伴有线芯、屏蔽层的放电甚至爆炸现象,绝缘材料发生燃烧,故障会使电缆产生热能和动能,热能具有向上发散的特点,由于地心引力,动能具有向下发散的特点,所以本发明设计采用电缆测温光纤敷设在电缆上方,振动检测光纤敷设在电缆下方,呈180°相对位置。
        3.2光纤固定带
        现在光纤线在电缆上普遍采用尼龙绳绑扎方式,缺点比较明显,在系扣过程中,尼龙绳会与电缆本体产生间隙,从而导致光纤线不能贴合在电缆表面,失去了监测电缆温度的目的。
        3.3低压脉冲反射法
        应用低压脉冲反射法进行检测的过程中,其实就是将低压脉冲注入电力电缆的故障相。该脉冲会沿着电缆进行传播,当到达阻抗不匹配的位置后,证明遇到了故障点,脉冲会产生反射,设置在测试点的仪器会记录该脉冲的信息,通过计算发射脉冲与反射脉冲在电缆中的传播时间以及往返的时间差,可以得出故障点和测试点之间的距离。这种检测方法具有简单直观的优势,即使不知道电缆的长度信息等资料,也可以计算出故障位置的相关信息,但是该种方法也具有缺点,即只有知道电缆走向时才能应用,对于高阻抗与闪络性故障不适合应用低压脉冲法进行测量。
        3.4电桥法
        目前在电力系统现场检测工作中,电桥法的应用较少,但是对于不明显的低压脉冲反射和高压击穿类的特殊型故障,应用电桥法可以达到很好的检测效果。所谓电桥法检测,具体就是电桥两臂分别和故障相和非故障相连接,通过适当的调节电阻确保电桥达到相应的平衡,然后利用相应的公式计算故障点和测量点之间的距离,通过应用电桥法对电力电缆故障进行检测,具有精准度较高、应用过程简便的优点,但是也有一定的缺点,比如对于高阻抗故障、相间短性故障以及闪络性故障的检测效果较为一般。
        3.5“断路”故障的电压检测法
        根据日常惯例,利用单脉冲发生器和万用表建立电缆“断路”故障的电压检测法模型,脉冲发生器发出单个负脉冲,模拟瞬间“断路”故障掉电的发生。改变脉冲的宽度可以模拟“断路”故障的时间。
        结语
        综上所述,对于电力系统的运行来说,做好电缆保护工作具有非常重要的现实意义。作为电力系统工作人员,为了做好故障检测工作首先应该深入分析电缆故障的原因,然后采取有针对性的检修技术,及时消除安全隐患故障,确保电缆系统快速恢复正常运作。
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