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電力電纜診斷檢測技術綜述

電纜環流監測裝置 2020-02-06 技術論文 535 ℃ 0 評論

摘 要 電力電纜能夠長時間可靠運行于電力系統且其隱蔽耐用的特點利于美化城市,因此電纜供電在電力系統中得到了廣泛的引用。但隨著電纜運行年限的延長以及用戶用電負荷的逐年增加,各種原因引起的電纜故障也越來越頻繁。由于電纜線路鋪設的隱蔽性及測試設備的局限性,一旦發生故障,尋找起來十分麻煩,往往需要花費大量時間以及人力物力。因此電纜狀態監測及狀態檢修被學者提出并開始應用于電力電纜的運行維護中。關鍵詞 電力電纜;診斷檢測技術;綜述,孟磊 邵博文 李曉東國網河北省電力公司石家莊供電分公司 河北 石家莊 050000
前言
隨著經濟快速發展,金屬冶煉行業、機械制造業以及礦業開采對用電需求逐步增加,電力電纜的需求日益增長,電力電纜輸電的優點在于占地面積小、節省空間、維護工作量小,有利于功率因素的提高,在各個領域得到廣泛的應用。隨之而來電力電纜故障后,如何快速準確地判斷、查找故障點,為電纜檢修工作提出新的要求,成為供電部門越來越重視的問題。
1    電力電纜的構成
電力電纜是在其絞繞的幾根絕緣導電芯線外,直接包裝絕緣層和內外保護層。其中內保護層是用來保護電纜的絕緣層,外保護層的構成材料主要有鋼鎧、麻被、外覆瀝青、塑料護套等。電纜的中間接頭或者終端接頭通常由環氧樹脂和絕緣膠制成[1]。
2    電纜故障產生的原因
第一,電擊穿機理分析。這里高電壓絕緣電纜介質中的自由電子,在碰撞中產生足夠大的電場,自由電子與中性分子會產生激發的電子和游離離子,在強電場作用下新的電子和正離子的能量,和分子的相互碰撞,這個過程周而復始,電纜絕緣擊穿形成導電通道,出現故障點故障電流的“雪崩”。電纜損傷時常用的試驗方法,也稱為破壞性試驗。
第二,熱擊穿機理分析。電纜絕緣介質的介電損耗長時間保持溫升,溫度升高時發散熱量比周圍的熱更快,熱產生的電場的作用下,溫度逐漸升高,隨著溫度的增加最終使周邊絕緣材質焦化、裂紋和部分點熔斷甚至導致電纜保護層擊穿。熱擊穿通常發生在電纜通電時,這是由電場引發的很長一段時間[2]。
3    電力電纜故障類型
3.1 低阻接地或短路故障
電纜線路中其中一相導體對地或其中幾相導體對地或不同相導體之間的絕緣電阻值小于正常值較多,即電阻值低于10Zc( Zc為電力電纜波阻抗),但是導體連續性良好。常見類型有單相接地故障、兩相接地故障、兩相短路接地故障、三相短路接地故障等。
3.2 高阻接地或短路故障
與低電阻接地或短路故障相似,但區別在于接地或短路的電阻大于10Zc而相導體連接良好。常見類型有單相接地故障、兩相接地故障、兩相短路接地故障、三相短路接地故障等。
3.3 開路故障
電力電纜不同相導體的絕緣電阻雖然符合規定,但是通過電纜的連續性試驗證明其中一相或者其中數相導體不連續,或盡管還未斷開但是工作電壓不能傳輸到終端,或終端有電壓存在但其負載能力較差。常見類型有單相斷線故障、兩相斷線故障、三相斷線故障。
3.4 閃絡故障
低電壓運行時絕緣狀態良好,但電壓升高到一定值或在某一較高電壓狀態持續運行一段時間后,電纜出現瞬時擊穿現象稱為閃絡故障。常見類型有單相閃絡,兩相閃絡、三相閃絡。
4    故障電纜性質的診斷及分類
4.1 故障絕緣情況測試
故障電纜檢測前首先要用500V兆歐表測量電纜各相線對地、對金屬屏蔽層之間的絕緣電阻,如果阻值過小,兆歐表讀數顯示接近“零”位時,可改用萬用表進一步測量,當電纜故障線芯對地或相間絕緣電阻達到幾十兆歐,甚至于更高電阻值時,可考慮電纜存在閃絡性故障。
4.2 電纜芯線的情況測試
用萬用表的電阻擋測試芯線或金屬護套的連續性,檢查電纜中間是否存在開路現象?;蛑苯佑脺y距儀中的低壓脈沖法測試,看是否有開路的波形存在。
5    電纜故障測試方法的選擇
尋找電力故障源的方法必須與故障性質相適應,不能盲目選擇測尋方法。在粗測前必須首先確定故障的性質和發生故障的原因,這樣才能在最短的時間內找到故障源,同時不損壞檢測設備,因為不當的測尋方法會損壞測試儀器。主要是確定故障電阻是高阻還是低阻;是否為短路斷線,是單項還是多項等。
5.1 低電阻故障測試
低壓脈沖測試方法,如果能夠清楚地識別小阻抗故障點波形,屬于小阻抗故障,另一方面,超過近千歐姆的電阻值的臨界點時,則屬于大阻抗故障。該類故障不論單相或多相短路并接地,都可選用低壓脈沖法、脈沖電壓法或脈沖電流法測試。
5.2 高阻故障測試
指電纜單相線或多相線對地絕緣阻抗近千歐姆,低于正常值;相線之間阻抗近千歐姆,低于正常值。該類故障發生概率較高,據統計約占電纜故障的80%左右。通常采用脈沖形式電流及電壓法進行測量,若故障點受潮或進水,用低壓脈沖方式的比較法也能測量出故障距離,此類故障使用直流電壓法無法查找故障點。向該類故障電纜中施加合適的高壓脈沖時,人員在數十米之外,可聽到故障點伴隨火光放電噪聲,采用聲磁同步法對高阻故障判定較為有效。
5.3 開路故障測試
指電纜芯線導體開路或者金屬護套受損的情形。這種故障一般與接地電阻有關,簡單的電路故障不常見,故障通常采用低壓脈沖法;脈沖電壓法或測試脈沖電流法,當接地電阻高時,用雙脈沖試驗。
5.4 閃路故障測試
就是電纜的單相線或多相線對地絕緣電阻或相線與相線之間的絕緣電阻值特別高,當網絡出現過壓達到一定值時,或在直流預防性試驗電壓達到一定值時,出現絕緣擊穿突然放電的現象的故障。故障點多次施壓直流電壓后,可能轉化為高阻故障,所以在實際測量中還是采用二次脈沖法或脈沖電壓法和脈沖電流法中的沖擊方式測試故障點為好。這類故障用脈沖電流或電壓法(直閃方式)測量較好,類似故障情形很少發生。
6    結束語
由于社會的不斷發展,使得我國的電纜技術也在逐漸變化和進步,很多新涌現出的技術開始逐步應用到實際領域當中。不過顯然,相關的各類技術并不能攻克全部電纜故障問題,應該在實際的處理當中,利用相對精確度高一些的故障距離檢測方式,以便在縮短維修故障時間的同時,讓其產生的危害影響最小化。
參考文獻
[1] 曹維國,趙江,韓旭.淺談電力電纜絕緣性試驗[J]科技視界,2016,(3):261.
[2] 袁剛,戴庭勇.當前電力電纜故障探測及運行維護的探討[J]中國新技術新產品,2013,(2):132.

本文標簽:環流監測環流監測技術規范技術規范除濕裝置招標

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