高压电力电缆故障分析及诊断处理 谢建国

发表时间:2021/5/31   来源:《基层建设》2020年第30期   作者:谢建国 王振文
[导读] 摘要:高压电力电缆的应用在不影响城市环境美观的同时,也因为其地下输电的优势,极大地方便了城市居民的用电生活。
        身份证号码:37292319861207XXXX  山东省菏泽市  274000 身份证号码:37142619880906XXXX  山东省德州市  253000
        摘要:高压电力电缆的应用在不影响城市环境美观的同时,也因为其地下输电的优势,极大地方便了城市居民的用电生活。但是,高压电力电缆故障查找却是一件难度较高的事情,针对不同的故障类型,检修人员所采取的故障排查技术与方法也不同。这就要求相关电力工作人员在实践查找过程中,充分结合自身丰富的查找经验,适时灵活转换故障查找技术。只有这样才能快速、精准地查找到相关故障点,有效避免相关电力安全事故的发生。
        关键词:高压电力;电缆故障;分析诊断;处理措施
        引言:
        在高压电缆的使用中,针对高压电缆故障进行合理有效的定位是保障其安全运行的基础所在。目前,根据当前对高压电缆故障性质的分析和对故障发生原因的不断探索,不难看出目前的故障定位技术有极大的发展空间。考虑到电缆故障发生的具体类型,综合环境以及相对应的技术分析,就可以采取合理有效的定位方法,实现故障发生位置的测距以及对应的定位处理,让故障定位变得快速、准确、方便,同时避免停电以及修复带来的经济损失,最终提高供电的稳定性。
        1电缆故障类型
        (1)低阻故障
        低阻故障主要是因为绝缘材料本身受损,导致绝缘电阻Rf较小。出现这一类型的故障,其绝缘电阻可以利用低压脉冲的方式来进行测量。一般来说,低压动力电缆以及控制电缆是低阻故障最容易出现的区域。
        (2)开路故障
        开路故障主要是电缆的金属部分连续性被破坏,造成断线故障。在这一种故障下,绝缘电阻Rf表现出无穷大,能够达到规定的实际要求,但是因为其负载能力较差,就无法直接将工作电压传输到对应的终端。同时不同程度损害了故障点的绝缘性能。
        (3)高阻故障
        高阻故障本身也是因为电缆相间或者相对地绝缘受损引起的。但是在这一故障之下,绝缘电阻Rf较大,并且超过了10Z0,不能利用低压脉冲法来进行测量。其高阻故障经常会在高压动力电缆之上占据80%。
        2高压电力电缆故障原因
        2.1受其他施工活动的影响
        高压电力电缆一般来说都敷设于城市地下,而城市地下管道一般都较为错综复杂,空间也相对有限。如果在电缆铺设完工后,电缆周边再次开挖,进行其他施工活动,工人就非常有可能损坏电缆,引起电缆接地故障。
        2.2接地线焊接不牢固
        高压电力电缆的接头制作其实非常便捷、简单。但是也因此导致部分施工单位不重视焊接质量,在接地线实际焊接的过程中,经常违规操作。再加上部分技术人员焊接水平有限,担心焊接过程中会烧坏电缆绝缘,所以私自以简单绑扎取代焊接,这样就很容易造成高压电力电缆接地线和铜带屏蔽层部位松动,埋下较大的安全隐患。
        2.3高压电缆自身没有接地
        在诸如煤井、矿区等地质情况特殊地区,受施工条件限制,其接地网属于电缆、低压电缆的屏蔽层与护套的复合。在这种情况下,当高压电缆金属屏蔽层偶然开裂或者电缆接地线意外脱离,也会引发高压电缆接地故障。
        3高压电力电缆故障诊断处理措施
        3.1测距方法
        一般来说常见的测试方法是采用惠斯顿电桥法,电桥法中又包含有电阻电桥法、电容电桥法两种。

在测距过程中使用惠斯顿电桥法的优点在于简单方便,同时较为精准,而惠斯顿电桥法的缺点在于其不适用于高阻电路或发生了闪络性故障的电路。伴随着电力电子科技的发展,在近几年来电力电缆的故障测试技术已经有了较大的飞跃,除了惠斯顿电桥法之外,又出现了测距的脉冲电流法、路径探测法、脉冲磁场法以及使用声音信号时间差来寻找故障的方法。也就是说在未来的发展过程中,伴随着信息技术的进步,寻找电缆故障的探测技术有了全新的发展方向,进入了智能化的阶段。
        3.2声波法
        声波法一般应用于闪络接地故障与高阻型接地故障中,它主要利用高压脉冲发生器完成故障点测试。在具体测试过程中,工作人员需要将高压脉冲发射至相应的高压电力电缆中,当高压脉冲传送至故障点后,就会释放出巨大能量瞬间击穿接地点,同时发出短暂的声响。然后安置好的拾音器会将声响随之扩大,这样工作人员就能够精准地判断出高压电缆的接地故障点。
        3.3高压闪络法
        这种测试方法主要适用于高阻闪络性故障。在进行这种故障实验的过程中,电压往往会高达数万伏,因此需要严格遵守规章制度。在实验的过程中,更换接线时应该切断电源,充分调整间距和间隙,保证电容器和电缆能够充分的完全放电,同时还需要注意连接地线。在完成了实验之后,处理人员还需要使用低压脉冲法进行二次测试。同时测试的过程中由于电压较高,还需要注意高电压测试设备的功率与闪光灯的工作功率需要分开,保证闪光灯的连接远离高压线路,防止出现短路的现象。
        3.4电缆烧穿法
        电缆烧穿法主要是借助专业的电缆烧穿仪器,将高压小电流发射到相应的高压故障电缆中,从而使高压电缆持续处于短路发热状态。这样电缆外部绝缘层就会在高热作用下出现老化与碳化现象,工作人员可以随即精确找出相关的电缆故障点了。以某高压电缆2019年发生的跳闸故障为例,其故障位置在电缆C相。为了及时查找出该故障点,工作人员需要先通过低压脉冲法测试该高压电缆,测量出该高压电缆总长度值为1.754km,这与记载的电缆资料非常一致。因为该次电缆故障性质属于高阻故障,所以工作人员通过脉冲检测并不能精确测试出其故障点。这时就需要工作人员及时采用电缆烧穿测试法,将高压故障电缆的C相高热烧穿,然后把相应的残压电流值科学控制在预定范围,这样工作人员就可以认真观察实际的电压泄漏状况与残压电流数值,最终确定该高阻故障的故障位置是电缆C相。
        3.5脉冲电压法
        脉冲电压法也被称为闪测法,使用这种方法的核心在于通过脉冲高压信号以及直流高压来击穿故障。随后技术人员需要注意对故障点以及观察点两者之间的脉冲往返时间进行计算,从而精确确定故障点位置。使用脉冲电压法的主要优点在于不会对电缆产生严重的损害以及影响,不需要烧穿高阻以及闪络性故障,在故障被脉冲信号击穿的瞬间会产生脉冲信号反射,随后经过计算之后就能够掌握故障点的实际位置。虽然这种测试方法较为简便,但是需要注意的是,这种测试方法存在着一定的缺陷。首先这种测试方法安全性较低,在测试的过程中仪器和高压回路之间存在电气连接,很容易导致高压电流导入仪器,损坏仪器的同时也有人员伤亡的危险。其次这种方法在测试的过程中,高压电容非常容易产生脉冲信号短路,这种短路会导致电阻以及电感产生电压信号,进而影响维修工作。而如果降低电压,就会导致击穿难度加大,很难直接击穿故障点从而产生脉冲。除此之外,使用这种方法的缺点在于进行冲闪测试时分压器耦合电压形成的波形较为平缓,这为分辨工作带来了困难。
        结束语
        综上所述,经济的发展使得城镇化进程不断加快,电力系统之中超高压、高压电力电缆的应用越来越广泛,成为机电设备中不可缺少的部分。但是伴随电缆数量的不断增多,因为受到自然灾害、外力、施工等因素的影响,导致电力电缆故障次数也有了明显的增加,最终导致电缆绝缘故障屡见不鲜,做好高压电缆故障的定位是关键所在。
        参考文献
        [1]袁刚.高压电力电缆接地故障查找技术[J].环球市场,2019(34):200.
        [2]邓勇,李瑞月.关于电力电缆故障分析及监测方法的探究[J].电子测试,2018(12):98-99.
        [3]朱轶瑾,郑雯佳,何嘉超.高压电力电缆故障监测措施的相关研究[J].中国新技术新产品,2017(16):27-28.
        [4]叶良灿.高压电力电缆接地故障查找技术[J].通讯世界,2017(16):116-117.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: