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电缆故障的原因和解决办法

电缆故障的原因和解决办法

分类:
技术支持
作者:
2017/06/29 08:31
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【摘要】:
在电力行业和一些使用电缆的行业,特别是在一些复杂的电力系统中,要找到地下电缆的故障是十分困难的事。在电缆上使用脉冲的时间尽量短,且能提高故障探测效率,是许多电力公司追求的目标。随着科学技术的发展和科研人员的不懈努力探索,已研制出技术先进、性能优良、操作方便的电力电缆故障检测设备,探测成本降低且效率高,减少停电时间,为提高供电可靠性、保证工业生产提供了技术保障。一、电缆故障原因电缆故障的最直接原因是
在电力行业和一些使用电缆的行业,特别是在一些复杂的电力系统中,要找到地下电缆的故障是十分困难的事。在电缆上使用脉冲的时间尽量短,且能提高故障探测效率,是许多电力公司追求的目标。随着科学技术的发展和科研人员的不懈努力探索,已研制出技术先进、性能优良、操作方便的电力电缆故障检测设备,探测成本降低且效率高,减少停电时间,为提高供电可靠性、保证工业生产提供了技术保障。
一、电缆故障原因
电缆故障的最直接原因是绝缘降低而被击穿。导敏绝缘降低的凶素很多,根据实际运行经验,归纳起来不外乎以下几种情况:
1、外力损伤。由近几年的运行分析来看,尤其是在经济高速发展中的海浦东,现在相当多的电缆故障都是由于机械损伤引起的。比如:电缆敷设安装时不规范施工,容易造成机械损伤;在直埋电缆上搞土建施工也极易将运行中的电缆损伤等。l有时如果损伤不严重,要几个月甚至几年才会导致损伤部位彻底击穿形成故障,有时破坏严重的可能发生短路故障,直接影响电用电单位的安全生产。
2、绝缘受潮。这种情况也很常见,一般发生在直埋或排管里的电缆接头处。比如:电缆接头制作不合格和在潮湿的气候条件下做接头,会使接头进水或混入水蒸气,时间久在电场作用下形成水树枝,逐渐损害电缆的绝缘强度而造成故障。
3、化学腐蚀。电缆直接埋在有酸碱作用的地区,往往会造成电缆的铠装、铅皮或外护层被腐蚀,保护层因长期遭受化学腐蚀或电解腐蚀,致使保护层失效,绝缘降低,也会导致电缆故障。
4、长期过负荷运行。超负荷运行,由于电流的热效应,负载电流通过电缆时必然导致导体发热,同时电荷的集肤效应以及钢铠的涡流损耗、绝缘介质损耗也会产乍附加热量,从而使电缆温度升高。长期超负荷运行时,过高的温度会加速绝缘的老化,以至绝缘被击穿。尤其在炎热的夏季,电缆的温升常常导致电缆绝缘薄弱处首先被击穿,因此在夏季,电缆的故障也就特别多。
5、电缆接头故障。电缆接头是电缆线路中最薄弱的环节,由人员直接过失(施工不良)引发的电缆接头故障时常发生。施工人员在制作电缆接头过程中,如果有接头压接不紧、加热不充分等原网,都会导致电缆头绝缘降低,从而引发事故。
6、环境和温度。电缆所处的外界环境和热源也会造成电缆温度过高、绝缘击穿,甚至爆炸起火。
7、电缆本体的正常老化或自然灾害等其他原因。
二、电缆故障查找方法
1、零电位法
零电位法也就是电位比较法,它适应于长度较短的电缆芯线对地故障,应用此方法测量简便精确,不需要精密仪器和复杂计算。测量原理如下:将电缆故障芯线与等长的比较导线并联,在b、c两端加电压VE时,相当于在两个并联的均匀电阻丝两端接了电源,此时,一条电阻丝上的任何一点和另一条电阻丝上的对应点之间的电位差必然为零,反之,电位差为零的两点必然是对应点。因为微伏表的负极接地,与电缆故障点等电位,所以,当微伏表的正极在比较导线上移动至指示值为零时的点与故障点等电位,即故障点的对应点。S为单相闸刀开关,E为6E蓄电池或4节1号干电池,G为直流微伏表,测量步骤如下:
1)先在b和c相芯线上接上电池E,再在地面上敷设一根与故障电缆长度相等的比较导线S,该导线要用裸铜线或裸铝线,其截面应相等,不能有中间接头。
2)将微伏表的负极接地,正极接一根较长的软导线,导线另一端要求在敷设的比较导线上滑动时能充分接触。
3)合上闸刀开关S,将软导线的端头在比较导线上滑动,当微伏表指示为零时的位置即为电缆故障点的位置。
2、电桥法
电桥法就是用双臂电桥测出电缆芯线的直流电阻值,再准确测量电缆实际长度,按照电缆长度与电阻的正比例关系,计算出故障点。该方法对于电缆芯线间直接短路或短路点接触电阻小于1Ω的故障,判断误差一般不大于3m,对于故障点接触电阻大于1Ω的故障,可采用加高电压烧穿的方法使电阻降至1Ω以下,再按此方法测量。测量电路时,首先测出芯线a与b之间的电阻R1,R1=2RX+R其中RX为a相或b相至故障点的一相电阻值,只为短接点的接触电阻。再就电桥移到电缆的另一端,测出a1与b1芯线间的直流电阻值R2,则R2=2R(L-X) R,R(L-X)为a1相或b1相芯线至故障点的一相电阻值。测完R1与R2后,再按图3所示电路将b1与c1短路,测出b、c两相芯线间的直流电阻值,则该组织的1/2为每相芯线的电阻值,用RL表示,RL=RX R(L-X),由此可得出故障点的接触电阻值:R=R1 R2-2RL表,因此,故障点两侧芯线的电阻值可用下式表示:RX=(R1-R)/2,R(L-X)=(R2-R)/2。RX、R(L-X)、RL三个数值确定后,按比例公式即可求出故障点距电缆端头的距离X或(L-X):X=(RX/RL)L,(L-X)=(R(L-X)/RL)L,式中L为电缆的总长度。采用电桥法时应保证测量精度,电桥连接线要尽量短,线径要足够大,与电缆芯线连接要采用压接或焊接,计算过程中小数位数要全部保留。
3、电容电流测定法
电缆在运行中,芯线之间,芯线对地都存在电容,该电容是均匀分布的,电容量与电缆长度呈线性比例关系,电容电流测定法就是根据这一原理进行测定的,对于电缆芯线断线故障的测定非常准确。测量电路如图4所示,使用设备为1-2kVA单相调压2S一台,1~100mA、0。5级交流毫安表一只。测量步骤:
1)首先在电缆首端分别测出每相芯线的电容电流(应保持施加电压相等)Ia、Ib、Ic的数值。
2)在电缆的末端在测量每相芯线的电容电流Ia1、Ib2、Ic3的数值,以核对完好芯线与断线芯线的电容之比,初步可判断出断线距离近似点。
3)根据电容量计算公式C=I/(2ΠfU)可知,正电压U、频率f不变时,C与I成正比。因为工频电压的f(频率)不变,测量时只要保证施加电压不变,电容电流之比即为电容量之比。设电缆全长为L,芯线断线点距离为X,则Ia/Ic=L/X,X=(IC/Ia)L。测量过程中,只要保证电压不变,电流表读书准确,电缆总长度测量精确,其测定误差比较小。
4、测声法
所谓测声法就是根据故障电缆放电的声音进行查找,该方法对于高压电缆芯线对绝缘层闪络放电较为有效。此方法所用设备为直流耐压试验机。其中TB为高压试验变压器,C为高压电容器,VE为高压整流硅堆,R为限流电阻,Q为放电球间隙,L为电缆芯线。当电容器C充电到一定电压值时,球间隙对电缆故障芯线放电,在故障处电缆芯线对绝缘层放电产生“滋、滋”的火花放电声,对于明敷设电缆凭听觉可直接查找,若为地埋电缆,则首先要确定并标明电缆走向。在杂音最小时,借助耳聋助听器或医用听诊器等音频放大设备进行查找。查找时,将拾音器贴近地面,沿电缆走向慢慢移动,当听到“滋、滋”放电声最大时,该处即为故障点。使用该方法一定要注意安全,在试验设备端和电缆末端应设专人监视。
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