電力電纜作為電力系統(tǒng)的重要設備,它的安全運行具有重要意義。一旦發(fā)生故障它直接影響著機組的安全穩(wěn)定運行,同時,也可能引發(fā)火災事故,擴大事故范圍,導致全廠停電。尤其是在多雨、潮濕的夏季,電纜最容易受潮,從而導致電纜故障的發(fā)生。通過對1號水源變電纜接地故障和三期施工變壓器電源電纜斷相故障(1號水源變電纜B相,三期施工變壓器電源電纜B相進行直流耐壓時擊穿)的查找?？偨Y出一種能夠快速、準確、方便地查找電纜接地故障和斷相故障的方法,快速排除電纜故障,將會給予機組安全、穩(wěn)定運行以強有力的支援。
1、電纜故障的種類與判斷
電纜故障可概括為接地、短路、斷線三類,其故障類型主要有以下幾方面:
①電纜一芯或兩芯接地故障。
?、谛揪€間短路故障。
?、廴喽搪饭收?。
④斷線故障。
對于直接短路或斷線故障用萬用表可直接測量判斷,對于非直接短路和接地故障,用兆歐表搖測芯線間絕緣電阻或芯線對地絕緣電阻,根據其阻值可判定故障類型。
故障類型確定后,查找故障點并不是一件容易的事情,下面根據我們今年兩次及前幾年電纜故障查找的經驗,介紹幾種查找故障點的方法,供參考。
2、電纜故障點的查找方法
(1)測聲法:
所謂測聲法就是根據故障電纜放電的聲音進行查找,該方法對于高壓電纜芯線對絕緣層閃絡放電較為有效。此方法所用設備為直流耐壓試驗儀。電路接線如圖1所示,其中SYB為高壓試驗變壓器,C為高壓電容器,ZL為高壓整流硅堆,R為限流電阻,Q為放電球間隙,L為電纜芯線。
當電容器C充電到一定電壓值時,球間隙對電纜故障芯線放電,在故障處電纜芯線對絕緣層放電產生“滋、滋”的火花放電聲,對于明敷設電纜憑聽覺可直接查找,若為地埋電纜,則首先要確定并標明電纜走向,再在雜噪聲音最小的時候,借助耳聾助聽器或醫(yī)用聽診器等音頻放大設備進行查找。查找時,將拾音器貼近地面,沿電纜走向慢慢移動,當聽到“滋、滋”放電聲最大時,該處即為故障點。使用該方法一定要注意安全,在試驗設備端和電纜末端應設專人監(jiān)視。
(2)雙臂電橋測量法:
雙臂電橋測量法就是用雙臂電橋測出電纜芯線的直流電阻值,再準確測量電纜實際長度,按照電纜長度與電阻的正比例關系,計算出故障點。該方法對于電纜芯線間直接短路或短路點接觸電阻小于1Ω的故障,判斷誤差一般不大于3m,對于故障點接觸電阻大于1Ω的故障,可采用加高電壓燒穿的方法使電阻降至1Ω以下,再按此方法測量。
采用電橋法時應保證測量精度,電橋連接線要盡量短,線徑要足夠大,與電纜芯線連接要采用壓接或焊接,計算過程中小數位數要全部保留。
(3)電纜電流測定法:
電纜在運行中,芯線之間、芯線對地都存在電容,該電容是均勻分布的,電容量與電纜長度呈線性比例關系,電容電流測定法就是根據這一原理進行測定的,對于電纜芯線斷線故障的測定非常準確。測量電路如圖4所示,使用設備為1～2kVA單相調壓器一臺,0～30V、0.5級交流電壓表一只,0～100mA、0.5級交流毫安表一只。
測量步驟:
?、偈紫仍陔娎|首端分別測出每相芯線的電容電流(應保持施加電壓相等)Ia、Ib、Ic的數值。
?、谠陔娎|的末端再測量每相芯線的電容電流Ia′、Ib′、Ic′的數值,以核對完好芯線與斷線芯線的電容之比,初步可判斷出斷線距離近似點。
?、鄹鶕娙萘坑嬎愎紺=1/2πfU可知,在電壓U、頻率f不變時C與I成正比。因為工頻電壓的f(頻率)不變,測量時只要保證施加電壓不變,電容電流之比即為電容量之比。設電纜全長為L,芯線斷線點距離為X,則Ia/Ic=L/X,X=(Ic/Ia)L。
測量過程中,只要保證電壓不變,電流表讀數準確,電纜總長度測量精確,其測定誤差比較小。
(4)電位法:
電位法也就是電位比較法,它適應于長度較短的電纜芯線對地故障,應用此方法測量簡便精確,不需要精密儀器和復雜計算,其接線如圖5所示,測量原理如下:將電纜故障芯線與等長的比較導線并聯,在兩端加電壓E時,相當于在兩個并聯的均勻電阻絲兩端接了電源,此時,一條電阻絲上的任何一點和另一條電阻絲上的對應點之間的電位差必然為零。反之,電位差為零的兩點必然是對應點。因為微伏表的負極接地,與電纜故障點等電位,所以,當微伏表的正極在比較導線上移動至指示值為零時的點與故障點等電位,即故障點的對應點。
圖中K為單相閘刀開關,E為6V蓄電池或4節(jié)1號干電池,G為直流微伏表,測量步驟如下:
?、傧仍赽和c相芯線上接上電池E,再在地面上敷設一根與故障電纜長度相等的比較導線S,該導線要用裸銅線或裸鋁線,其截面應相等,不能有中間接頭。
?、趯⑽⒎淼呢摌O接地,正極接一根較長的軟導線,導線另一端要求在敷設的比較導線上滑動時能充分接觸。
?、酆仙祥l刀開關K,將軟導線的端頭在比較導線上滑動,當微伏表指示為零時的位置即為電纜故障點的位置。
在電纜故障查找時,借助現代化的儀器和設備,便可準確迅速地確定故障點的精確位置,為故障的迅速處理,盡快恢復送電贏得寶貴的時間。但是如果測尋不得法,則可能導致設備的損壞和故障的擴大,給電廠帶來不必要的損失,給測尋工作增添麻煩。測尋中應注意的幾個問題是:
(1)用沖擊放電聲定點時(包括測距)應特別注意電纜的耐壓等級。一般情況下,沖擊電壓的幅度不應超過正常運行電壓的3.5倍,即10kV電纜所加電壓不應超過35kV。6kV電纜應不超過21kV。
(2)精確定點是電纜故障尋測的主要矛盾。定點順利時可在1-2h內結束,而不順利時,有時可能幾個小時甚至幾天都確定不下來,尤其是封閉性故障和定點時周圍環(huán)境特別吵鬧時,都會使定點工作感到極難。這時定點人員往往表現出比較急躁。越是遇到這樣的情況,越是需要冷靜,否則會把問題越搞越復雜,越搞越糟。
通遼熱電廠在查找1號水源變電纜及三期實工變電源電纜故障時,就是采用第二種電橋法,測試誤差不超過±10.建議多采用此方法進行試驗。
