论文部分内容阅读
摘 要:电力是人们日常生活总必不可少的设施,不仅与人们的生活息息相关,更与国家生产建设密不可分,10kV电力电缆的安全运行可以提高供电企业可靠性及经济效益。随着经济的蓬勃发展,电力的供给的可靠性越显重要。本文对10kV电力电缆的故障原因进行阐述,并提出排查方法。
关键词:10kV电缆 故障一 10kV电力电缆故障产生的原因
如果一旦电缆运行出现了故障,所造成的影响不仅仅是电力企业本身,同时它还会对人民日常生活的正常进行造成影响,对国家经济的发展带来阻碍,通过对电缆运行故障的进行分析并简述几种实用的排查方法。
一、10kv电力电缆产生故障的原因
1在电缆事故占了很大的比例的事故原因是由成机械损伤造成的如:1)直接从外部破坏,造成的伤害主要是建筑施工运输而导致的损坏;2)安装过程中的损伤,在安装的时候由于电缆过度弯曲造成电缆的损坏;3)自然力量造成的损害,中间接头和终端接头在自然拉力和内部绝缘橡胶电缆护套相互作用下造成裂损伤引起的膨胀损伤。
2.中间接头或终端接头结构不够密封或安装绝缘不良引起的。电缆的金属护套上有一个小孔和裂纹缺陷或金属护套被外物刺伤而导致电缆的潮湿受损。
3电缆绝缘内部无空洞造成局部过热和电缆负载过热会造成绝缘外套碳化。安装后的电缆或电缆沟和密集区域的电缆的电缆隧道要进行通风,电缆在热力管道附近的部分,会造成使绝缘电缆外套过热迅速损坏。
4过电压主要是指大气过电压(雷电)和内部过电压的电缆。在实际操作经验表明,许多户外终端故障的引起大多数情况是大气过电压。
5中间接头和终端接头防水设计不严谨,所选的材料不够妥当,没有考虑周围电场分布,工艺要求不严格等,机械强度设计中的常见问题是,接头不是按照技术要求制作,电缆敷设在潮湿的气候条件下的进行接头操作,接头与水接触后形成的电缆故障。
二、10kV电力电缆故障点的现场查找
1、故障点粗测距离的常用方法
①阻抗法
阻抗法通过测量和计算故障点的测定端阻抗,然后根据的线路参数,列写入用于解决故障点方程的参数,得到故障距离的方法,是在集中参数建立模型其原理简单,具有易于实现的优点。在实际的阻抗故障位置确定的方法,一般用于电桥法来实现。电桥法具有简单,精度高的优点,但其适用范围小,只适用于高电阻和闪络故障,由于故障电阻的电容电流是非常小的,测量的效果是不理想的。
②行波法
行波测距法,就是确定行波传播速度后,通过测量行波的传播时间来确定故障位置。总的来说,行波离线测距法有4 类:
低压脉冲反射法:一般用于绝缘电阻在40Ω以下的低阻故障,在被測电缆上发射一脉冲电压,当发射脉冲在电缆线路上遇到故障点、电缆终端或对接头时,由于该处阻抗的改变,而产生向测试端运动的反射脉冲,利用仪器记录下发射脉冲与反射脉冲的时间差,从而找到故障点。其优点是简单、直观,不需要详细的电缆原始资料,还可以根据反射脉冲的极性分辨故障类型;缺点是不能用于测量高阻及泄露性和闪络性故障。
脉冲电压法:又称为闪测法,利用直流高压或脉冲高压信号击穿电缆故障点,即发生闪络放电,由放电电压脉冲在观察点与故障点之间往返一次的时间来测距,适用于高阻和闪络故障。该方法的优点是不必把高阻或闪络性故障永久性烧穿,利用故障击穿产生的瞬间脉冲信号,测试速度快、误差小、操作简单等;缺点是安全性差,易发生高压信号窜入。
脉冲电流法:使用线性电流集电电缆连接器的当前行波信号,具有高击穿电压的电缆故障,故障产生的行波电流信号,可以通过分析当前的行波信号的采集和记录设备的使用在测量判断结束和故障点,从所述的时间来计算故障距离。与脉冲电压的方法相比,使用线性电流耦合器,并没有通过直接的电气连接的高电压电路的脉冲电流的方法,具有更好的安全性,广泛的应用于故障判定中。
二(多)次脉冲法
其原理是由于阻抗变化不大的特点,在处理高电阻故障中,利用电缆故障低电压脉冲,脉冲率推断出故障点。脉冲的另一侧端子被反射回来,仪器将成为存储“完整”的波,电缆传输的高电压脉冲的故障点,因为故障点被击穿,击穿的时刻造成低电阻故障,此时仪器触发出一个低脉冲,低压力脉冲被故障点反射回,两个低压脉冲波形叠加,就可以确定分叉点故障点的位置。这种方法的优点是,可以防止强电磁干扰引起的闪络故障,低电压的脉冲宽度可以调节,还可以录制较长线的明确信号,提高测量精度;用仪器多的缺点严重,故障点查找过程较长,故障点的测试时间增加,故障点保持低电阻状态的时间存在不确定性,施加两个脉冲控制有困难。
2、故障点精确定位的常用方法
①声测法
其原理是用闪测仪等能使故障点产生规律放电的装置,使故障点放电,然后在粗测所得到的故障位置前后,用接受故障点放电声音的装置来确定故障点的位置。这种方法测出的结果随意性很大,误差也较大,在电缆埋设较深时很难准确测量,但设备要求低。声磁同步法是声测法的改进方法,声磁同步法是根据声音信号与磁场信号传播速度不同的原理,利用仪器探头检测出声音信号和磁场信号的时间差来确定故障点。
②感应法
其原理是当音频电流经过电缆线芯时,在电缆周围有电磁波存在,随身携带电磁感应接收器,沿线路行走时,可受到电磁波影响。音频电流流到故障点时,电流突变,电磁波的音频突变。该方法对寻找断线、相间低阻短路故障很方便,但不宜于寻找高阻和单相接地故障。
3、故障点现场查找过程中的几点建议
为提高电力电缆故障点查找的效率,建议运行部门必须完善电力电缆运行基础资料,如电缆路径图、电缆电路电子地理分布图及其敷设方式、电缆中间接头分布图及其地理坐标图并做好现场标识。在查找过程中,无论使用哪种方法测试故障点波形,若故障点距离测试端太近,均会产生盲区,使得测试波形难以判断识别,此时可尝试到电缆的另一端进行测试,建议每次查找电缆故障点时最好电缆两侧各测试一次以作对比,这样的成功率较高。在精确定点时,设备应在距故障点近的一端,这样能量沿电缆衰减较小,便于声磁同步法的定点,快速查出故障点。要充分利用各种试验设备与身体感官,在粗测点的范围内反复进行查找,要仔细分辨故障点处声音与金属屏蔽层上传输声音的差别,不断比较,才能发现故障点。在使用二次脉冲法粗测时,若波形不明显,应该用高压脉冲进行多次充放电,一般为5~10min,在听到清脆放电声后,立即使用二次脉冲法,此时的波形一般较为典型,如还未出现典型波形,可重复几次。
三、结束语
综上所述,对于我国电力电缆发生故障时,如何第一时间查找出故障原因,及时排除,保证供电的可靠性,相应提高经济效益。在当今电力电缆在我国已经纵横交错,构成了支持国家建设和人民生活的动力网,虽然故障的出现在所难免,但是我们可以通过及时准确的判定运行故障,并快速查找故障点,进行排除,为电力的运行提供保障。
关键词:10kV电缆 故障一 10kV电力电缆故障产生的原因
如果一旦电缆运行出现了故障,所造成的影响不仅仅是电力企业本身,同时它还会对人民日常生活的正常进行造成影响,对国家经济的发展带来阻碍,通过对电缆运行故障的进行分析并简述几种实用的排查方法。
一、10kv电力电缆产生故障的原因
1在电缆事故占了很大的比例的事故原因是由成机械损伤造成的如:1)直接从外部破坏,造成的伤害主要是建筑施工运输而导致的损坏;2)安装过程中的损伤,在安装的时候由于电缆过度弯曲造成电缆的损坏;3)自然力量造成的损害,中间接头和终端接头在自然拉力和内部绝缘橡胶电缆护套相互作用下造成裂损伤引起的膨胀损伤。
2.中间接头或终端接头结构不够密封或安装绝缘不良引起的。电缆的金属护套上有一个小孔和裂纹缺陷或金属护套被外物刺伤而导致电缆的潮湿受损。
3电缆绝缘内部无空洞造成局部过热和电缆负载过热会造成绝缘外套碳化。安装后的电缆或电缆沟和密集区域的电缆的电缆隧道要进行通风,电缆在热力管道附近的部分,会造成使绝缘电缆外套过热迅速损坏。
4过电压主要是指大气过电压(雷电)和内部过电压的电缆。在实际操作经验表明,许多户外终端故障的引起大多数情况是大气过电压。
5中间接头和终端接头防水设计不严谨,所选的材料不够妥当,没有考虑周围电场分布,工艺要求不严格等,机械强度设计中的常见问题是,接头不是按照技术要求制作,电缆敷设在潮湿的气候条件下的进行接头操作,接头与水接触后形成的电缆故障。
二、10kV电力电缆故障点的现场查找
1、故障点粗测距离的常用方法
①阻抗法
阻抗法通过测量和计算故障点的测定端阻抗,然后根据的线路参数,列写入用于解决故障点方程的参数,得到故障距离的方法,是在集中参数建立模型其原理简单,具有易于实现的优点。在实际的阻抗故障位置确定的方法,一般用于电桥法来实现。电桥法具有简单,精度高的优点,但其适用范围小,只适用于高电阻和闪络故障,由于故障电阻的电容电流是非常小的,测量的效果是不理想的。
②行波法
行波测距法,就是确定行波传播速度后,通过测量行波的传播时间来确定故障位置。总的来说,行波离线测距法有4 类:
低压脉冲反射法:一般用于绝缘电阻在40Ω以下的低阻故障,在被測电缆上发射一脉冲电压,当发射脉冲在电缆线路上遇到故障点、电缆终端或对接头时,由于该处阻抗的改变,而产生向测试端运动的反射脉冲,利用仪器记录下发射脉冲与反射脉冲的时间差,从而找到故障点。其优点是简单、直观,不需要详细的电缆原始资料,还可以根据反射脉冲的极性分辨故障类型;缺点是不能用于测量高阻及泄露性和闪络性故障。
脉冲电压法:又称为闪测法,利用直流高压或脉冲高压信号击穿电缆故障点,即发生闪络放电,由放电电压脉冲在观察点与故障点之间往返一次的时间来测距,适用于高阻和闪络故障。该方法的优点是不必把高阻或闪络性故障永久性烧穿,利用故障击穿产生的瞬间脉冲信号,测试速度快、误差小、操作简单等;缺点是安全性差,易发生高压信号窜入。
脉冲电流法:使用线性电流集电电缆连接器的当前行波信号,具有高击穿电压的电缆故障,故障产生的行波电流信号,可以通过分析当前的行波信号的采集和记录设备的使用在测量判断结束和故障点,从所述的时间来计算故障距离。与脉冲电压的方法相比,使用线性电流耦合器,并没有通过直接的电气连接的高电压电路的脉冲电流的方法,具有更好的安全性,广泛的应用于故障判定中。
二(多)次脉冲法
其原理是由于阻抗变化不大的特点,在处理高电阻故障中,利用电缆故障低电压脉冲,脉冲率推断出故障点。脉冲的另一侧端子被反射回来,仪器将成为存储“完整”的波,电缆传输的高电压脉冲的故障点,因为故障点被击穿,击穿的时刻造成低电阻故障,此时仪器触发出一个低脉冲,低压力脉冲被故障点反射回,两个低压脉冲波形叠加,就可以确定分叉点故障点的位置。这种方法的优点是,可以防止强电磁干扰引起的闪络故障,低电压的脉冲宽度可以调节,还可以录制较长线的明确信号,提高测量精度;用仪器多的缺点严重,故障点查找过程较长,故障点的测试时间增加,故障点保持低电阻状态的时间存在不确定性,施加两个脉冲控制有困难。
2、故障点精确定位的常用方法
①声测法
其原理是用闪测仪等能使故障点产生规律放电的装置,使故障点放电,然后在粗测所得到的故障位置前后,用接受故障点放电声音的装置来确定故障点的位置。这种方法测出的结果随意性很大,误差也较大,在电缆埋设较深时很难准确测量,但设备要求低。声磁同步法是声测法的改进方法,声磁同步法是根据声音信号与磁场信号传播速度不同的原理,利用仪器探头检测出声音信号和磁场信号的时间差来确定故障点。
②感应法
其原理是当音频电流经过电缆线芯时,在电缆周围有电磁波存在,随身携带电磁感应接收器,沿线路行走时,可受到电磁波影响。音频电流流到故障点时,电流突变,电磁波的音频突变。该方法对寻找断线、相间低阻短路故障很方便,但不宜于寻找高阻和单相接地故障。
3、故障点现场查找过程中的几点建议
为提高电力电缆故障点查找的效率,建议运行部门必须完善电力电缆运行基础资料,如电缆路径图、电缆电路电子地理分布图及其敷设方式、电缆中间接头分布图及其地理坐标图并做好现场标识。在查找过程中,无论使用哪种方法测试故障点波形,若故障点距离测试端太近,均会产生盲区,使得测试波形难以判断识别,此时可尝试到电缆的另一端进行测试,建议每次查找电缆故障点时最好电缆两侧各测试一次以作对比,这样的成功率较高。在精确定点时,设备应在距故障点近的一端,这样能量沿电缆衰减较小,便于声磁同步法的定点,快速查出故障点。要充分利用各种试验设备与身体感官,在粗测点的范围内反复进行查找,要仔细分辨故障点处声音与金属屏蔽层上传输声音的差别,不断比较,才能发现故障点。在使用二次脉冲法粗测时,若波形不明显,应该用高压脉冲进行多次充放电,一般为5~10min,在听到清脆放电声后,立即使用二次脉冲法,此时的波形一般较为典型,如还未出现典型波形,可重复几次。
三、结束语
综上所述,对于我国电力电缆发生故障时,如何第一时间查找出故障原因,及时排除,保证供电的可靠性,相应提高经济效益。在当今电力电缆在我国已经纵横交错,构成了支持国家建设和人民生活的动力网,虽然故障的出现在所难免,但是我们可以通过及时准确的判定运行故障,并快速查找故障点,进行排除,为电力的运行提供保障。