李智超
广州供电局有限公司 广东省广州市 510000
摘要:随着电力电缆在各行各业的大量使用,其安全问题成为人们一直在讨论的热点。近年来电网中10kv电力电缆数量逐渐增加,出现的故障也越来越多。因此,本文主要探讨10kv电力电缆常见的故障及故障点的查找方法。
关键词:10kv电力电缆;常见故障;查找方法
10kv电力电缆在城市中应用广泛,无论是基础设施还是企业生产和居民用电,都需要用到这类配电网络。近年来随着我国经济的不断发展,10kv电缆铺设逐渐增多,当电力电缆发生故障后,需要第一时间找出问题并解决,保障供电安全。近年来我国对电力电缆故障查找研究较多,目的在于减少停电带来的经济损失,确保电力系统稳定运行。
一、常见故障及产生原因
(一)几种电缆常见故障
(1)接地故障:这一故障型比较常见,若电缆线接地电阻小于100kΩ,成为低阻接地故障;反之若超过100kΩ成为高地接地故障。(2)短路故障:在电力电缆电能运输过程中,长时间供电容易发生短路故障,同理也分为低阻短路和高阻短路两类。(3)闪络故障,在低电压状态时,若电缆绝缘性保持良好,当电压突然升高时,容易让绝缘体瞬间击穿,产生闪络现象[1]。(4)复合型故障,电力电缆往往线路众多,若一条线路中出现两种或者两种以上故障,则成为复合型故障。
(二)产生的原因
(1)机械损伤:这类原因在工作中比较常见,机械损伤故障比较容易识别,发生几率较大。遇到恶劣天气,或者自然灾害,施工损坏、受到巨大外力等都容易引发机械损伤。损伤程度根据具体情况而定,有些损伤时间长达几年。(2)绝缘受潮:虽然电力电缆绝缘体受潮保护措施较多,但是随着时间的增长,或者天气的剧烈变化,容易发生受潮现象,绝缘体受潮时,电流会逐渐增大,且电阻降低。造成绝缘体受潮的原因有很多,例如密封性差,或者电缆质量不符合标准等都会引发绝缘体受潮。(3)绝缘老化:电力输送过程中绝缘层长期受到热能和电能的影响,通过二者的共同作用容易发生老化。通常而言发生老化的原因又两种,第一是电缆在安装时选材不符合标准,导致在实际工作中长期高负荷工作。第二是绝缘层周围环境有化学物质与其发生反应,加速了绝缘层老化。(4)电力电缆质量问题,电力电缆在运输过程中出现损坏,导致在应用中出现故障,或者选材不符合实际情况都容易引发故障[2]。
二、常见故障点查找方法
(一)常见的基本方法
要做到准确查找电力电缆故障点,首先要了解各故障发生的现象,才能更好的判断故障本质。常见的故障点查找方法有以下几种:(1)电桥法:电桥法应用实践并不长,虽然方法比较传统,但是在现代电力电缆故障查找中也能发挥较大作用。近年来许多检测新技术的出现加快了故障查找,在短时间内就能找到故障点。电桥法的优势在于测量单相接地和相间短路发生故障,用这种方法查找时不仅可以节约大量时间,同时查找误差较小。电桥法原理简单,使用时需要合理调节桥壁平衡,得到相关数据后计算距离测点与故障点的长度即可,这类方法比较传统。缺点在于在测量时需要掌握电力电缆的相关资料,需要得知电力电缆的总长度,且要求电力电缆系统绝缘体保持良好。随着电力电缆系统的不断增加,出现故障类型的种类也逐渐复杂,例如常见的高阻与闪络型故障,使用电桥法效率较低,需要耗费大量的时间[3]。
(2)低压脉冲反射法:这一方法使用原理比较简单。使用低压脉冲输送到电缆中,当高频率的脉冲遇到故障点时,会通过电磁波反射信号给后台系统,工作人员就能在后台观察到故障点的具体位置,这类方法称为低压脉冲反射法。优点在于能节省较多的人力去检查,快速精准定位。
(3)直流闪络法和高压闪络法:直流闪络法适用于闪络故障查询,将直流电压输送至电缆故障点,让其瞬间被击穿,从而故障点将会发生闪络现象,通过声波策略距离故障点的长度。当电缆被高压瞬间击穿时使用直流闪络法,输送的波形精确度较高。若故障点发生电阻较小时,就不适用使用这类方法,需要用高压闪络法测量。
(二)精确定点测量
上述几种测量方式只能测出故障点的范围,不利于施工开展,通过精确查找能确定故障点的确切位置,一般使用声测法和声螆同步法比较常见:
(1)声测法:
故障点在放电时会产生声音,声测法就是根据产生的声音通过声电转换器转换为电流信号,系统会将信号进行回收,通过测量仪在电路上准确找到故障点。这种方法在电缆埋深的情况下会存在一定误差,但是对测量设备要求较低。
(2)声磁同步法:
电磁场信号传播速度较快,与声速传播相比有较大差距,所以通过声磁接收仪接收信号时,这两种信号同时从故障点出发,探测距离越长,产生的时间差就越大。音频电流通过电缆故障时,能感应到周围存在电磁波,工作人员通过电磁感应接收器,能接收电磁波信号,当检测到故障点时,电流信号会发生变化,这一方法对查找低阻短路故障时具有较大优势。
三、常见的故障防治措施
(一)重视电缆产品质量和施工质量
相关部门在购买电缆时,需要考虑到周围用电情况,结合未来发展趋势来选择合理的电缆型号,确保在满载符合下能满足日常供电需求,这样才能最大化减少故障发生。在施工中,需要规划好电缆的安装路线,避免电缆受到机械损伤,原理施工区以及环境恶劣的区域。在铺设电缆时,需要规划好电缆沟和电缆架设定,尽量选择支架或者管道确保安全性。另外,需要注重电缆的制作质量,在投入使用前必须经过专业测试,符合标准后才能开始施工。电缆的中建投应该选择硅橡胶接头,安全性较高,对新建设的电缆,必须按照国家标准进行验收。
(二)加强电缆的日常管理维修
电力电缆系统长时间使用容易引发故障,所以要想减少故障率,必须做好安全管理工作。不仅在施工时要注意保护电缆,在电缆运行中也要定期进行维护保养。尤其是在夏天,供电较多,电力系统容易引发故障,所以在用电高峰期之前就应该进行全方位检修。使用过程中应该科学合理使用,尽量避免电缆超负荷运载,电缆接头本身容易发热,所以要控制好接头间的间距,不能距离靠的太近,需要安装隔离设备。施工人员应该定期测量地阻变化情况,检测接头接地状态。
(三)完善电力电缆运行资料
为了提高检测故障点的效率,相关部门一定要做好准备工作,完善电缆基础资料,例如电缆铺设路径图,以及电缆规格和地埋分布等等。企业定期组织施工人员进行培训,提高专业技能。
结束语
10kv电力电缆系统在各大城市中都有广泛使用,不仅要做好日常维护减少故障发生率,同时也要研发新型检测技术,快速定位故障类型,短时间内查找故障点,减少经济损失,为居民用电提供保障。电力电缆故障类型多种多样,所以要充分研究故障特点性质,选择合适的方法查找故障点,保证供电可靠性。
参考文献:
[1] 夏玉强. 高压电缆故障的分析判断和故障点查找[J]. 电工技术, 2020, 000(007):138-139,142.
[2] 辛娜. 高压电缆常见故障分析与预防措施[J]. 科技创新导报, 2020, 017(005):26,28.
[3] 10kV电力电缆故障查找与故障分析[J]. 电力系统装备, 2019, 000(022):141-142.