我國是一個用電大國,電力系統(tǒng)也非常的發(fā)達。任何系統(tǒng)都會有出現(xiàn)故障的時候,電纜故障就是常見的電力故障的一種,如果得不到及時的檢測和維修,后果將是無法估量的。電纜測距可以準確的確定電纜中的故障點,有利于工作人員快速排查障礙,最大限度減少由高壓電纜故障所帶來的損失。
我國正在大力進行電網(wǎng)改造工程,工作展開的速度十分迅速,高壓電纜也受到了非常廣泛的應(yīng)用。同時,由于我國高壓電纜的制作工藝并沒有達到完美的程度,有些高壓電纜在裝置過程出安裝質(zhì)量不到位,加上過去已經(jīng)建成的高壓電纜的絕緣體老化,所以導(dǎo)致我國目前的高壓電纜故障屢見不鮮,這不僅對我國電纜工作帶來了很多后續(xù)修補的麻煩,也給人民的生活生產(chǎn)造成了重大的損失。
當(dāng)高壓電纜出現(xiàn)故障之后,工作人員應(yīng)及時的進行電纜故障分析,通過參照電纜中各項指標參數(shù),參考電纜敷設(shè)環(huán)境,本文將列舉高壓電纜故障產(chǎn)生的原因,對現(xiàn)有的故障點檢測方法進行分析,并對高壓電纜故障測距的新舊方法進行比較性的分析,為日后電纜故障檢測技術(shù)的成熟提供方便。
1.高壓電纜故障
其實不管是高壓電纜或者是低壓電纜,都會由不同的原因?qū)е乱恍╇娎|故障,主要可以分為以下幾類:
A電纜工作前:由于我國高壓電纜制作工藝還不能達到完美的階段,所以在電纜材料方面不可避免的會出現(xiàn)隨機性的質(zhì)量問題。另外在裝置高壓電纜的時候,由于時工作人員手工安裝,也有可能會出現(xiàn)裝置不到位,從而引起電纜在使用過程中出現(xiàn)故障。
B電纜工作時:眾所周知,我國的高壓電纜運作壓力是非常大的,特別是用電高峰期時,運轉(zhuǎn)負荷強度非常大。在高強度工作條件下,高壓電纜很有可能出現(xiàn)“過電壓”的現(xiàn)象,這對于高壓電纜的危害性是非常大的。此外,工作人員在進行日常的電纜維護工作時,也有可能由于操作上的疏忽導(dǎo)致電纜出現(xiàn)故障,例如在日常維護時出現(xiàn)電纜絕緣體的流逝,保護層被腐蝕等。
C長久工作出現(xiàn)的疲態(tài):任何事物經(jīng)過長時間的高負荷運轉(zhuǎn),都會出現(xiàn)各種各樣的問題,高壓電纜也不會例外。主要的問題就是電纜自身出現(xiàn)機械性的損耗,影響過電性能,加上絕緣體時間長了會出現(xiàn)老化、絕緣失效等問題,高壓電纜出現(xiàn)故障也就不足為奇了。
2.對高壓電纜故障的檢測
對于高壓電纜故障的檢測,需要有三個主要的步驟:
2.1故障性質(zhì)判斷
判斷高壓電纜故障的性質(zhì),就是判斷故障是什么類型,例如電阻是高阻還是低阻;單相故障還是多項故障;電纜是接地、短路還是短線等,以便工作人員制定及時的監(jiān)測方案。
2.2電纜的故障測距
簡單的說就是粗測,就是在電纜的中運用相對應(yīng)的專業(yè)檢測儀來確定故障點的距離,縮短檢測范圍,快速找到故障點。這個步驟極為重要,下文將具體闡述。
2.3精確定點
經(jīng)過初步的檢測,可以根據(jù)電纜的實際情況來確定故障點的大致范圍,在這個范圍內(nèi)用相對應(yīng)的故障檢測方法來確定準確的故障位置。
3.高壓電纜的故障測距
上文也提到,高壓電纜的故障測距是一個非常重要的步驟,因為它是確定電纜故障范圍的關(guān)鍵,只有成功的完成故障測距,才能迅速的查處故障點,為之后的工作提供便利。
3.1測距方法
惠斯頓電橋法是最常用也最經(jīng)典的測距方法,其中分為電容電橋法和電阻電橋法,這種測量方法的優(yōu)點就是簡單、快且準確。近些年,電纜檢測技術(shù)也有了很大的發(fā)展,故障檢測方法也在不斷的推陳出新,例如故障測距的脈沖電流法和路徑探測法。新的檢測方法的出現(xiàn)都借鑒了計算機技術(shù),使電纜故障檢測進入了一個智能時代。
3.2脈沖電流法
是現(xiàn)今比較流行的電纜故障檢測方法,對以往的理論進行改進,形成現(xiàn)代行波改進理論。具體方法是關(guān)聯(lián)每段線路之間的波動感應(yīng)作用,得出相關(guān)的方程式。國內(nèi)外的也對此方法進行了大量測試,取得了很多成果,在實際應(yīng)用中,也顯示了它的便捷之處。電力電纜具體故障類型及對應(yīng)采用的檢測方法詳見表1所示:
故障類型 測距方法 精確定位方法
低阻故障 低壓脈沖法 音頻感應(yīng)法
電橋法 聲磁同步法
高阻故障 二次脈沖法 聲響法
脈沖電壓/電流 聲磁同步法
電橋法
斷線故障 低壓脈沖法 聲磁同步法
電橋法
間歇性故障 二次脈沖法 聲磁同步法
高劉高壓閃絡(luò)法
3.3電橋法
電橋法是比較經(jīng)典的測距方法,步驟比較復(fù)雜,先要用雙臂電橋測量出電纜芯線的電阻值,之后還需測量出電纜的實際長度,數(shù)據(jù)采集完之后再按照電纜長度與電阻之間的正比關(guān)系,才能計算出故障點。下面舉例說明:
假設(shè)有一變電站某一段電纜型號為ZQ20-3×240+1×120,長200米,工作中出現(xiàn)了電纜故障,自動跳閘,該如何判斷。
根據(jù)之前所說的原理,可以判定為斷線故障,需要采用電橋法進行測距。具體操作可以先用電纜故障測試儀對首端和末端分別進行測試,然后根據(jù)下面的公式,結(jié)合電橋平衡原理,得出表2中的數(shù)據(jù)。
首端測量:
lx(順)=2RL/(R+M)(1)
lx(逆)=2ML/(R+M) (2)
尾端測量:
lx(順)=(M-R)/(R+M×L) (3)
lx(逆)=(R-M)/(R+M×L) (4)
部位連接方式 電源電壓 回路電流 電橋倍數(shù) 電阻值 故障距離
V mA M R/Ω M
首端 順向連接 35000 9 1000 720 171.23
首端 逆向連接 35000 9 200 295 171.45
尾端 順向連接 6300 9 1000 1200 171.06
尾端 逆向連接 6300 9 200 2035 171.62
根據(jù)測量的數(shù)據(jù)顯示,故障點與配電屏的距離為171左右。
隨著對高壓電纜的深入研究,很多新技術(shù)都投入到實際的故障檢測應(yīng)用中,不過始終都沒有一種方法能夠解決所有的故障檢測問題,電橋法是經(jīng)典的測試方法,雖然新技術(shù)也在成熟,但在高壓電纜故障中,應(yīng)用高壓電橋法可以準確測算出故障點,大大減少了電纜故障檢測時間,為工作人員及時維修提供了便利,也能夠?qū)㈦娏p失減少到最小。