摘要:電力電纜是傳輸和分配電能的重要載體,目前在發(fā)電廠、輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)及各種工廠內(nèi)部已經(jīng)得到了十分廣泛的應(yīng)用。在大城市和供電密集場(chǎng)所中,采用電力電纜輸送電能比架空線具有一定的優(yōu)越性,但如果發(fā)生電力電纜故障,它的檢測(cè)是工作的難點(diǎn)之一。故障如何診斷,怎樣能快速準(zhǔn)確地查找故障點(diǎn)的精確位置,縮短故障的修復(fù)時(shí)間,成為大家越來(lái)越關(guān)心的問(wèn)題。
一、現(xiàn)狀調(diào)查與分析
(一)現(xiàn)狀調(diào)查
查找電纜故障,就是要分毫不差的找到電纜故障發(fā)生點(diǎn)。需要注意的是:電力電纜大多數(shù)問(wèn)題或故障都集中在電纜的某一點(diǎn)或多個(gè)點(diǎn)上,而所謂點(diǎn)是指其平面尺寸與電纜長(zhǎng)度相比幾乎為零。也有一部分故障出現(xiàn)在電纜的某一部位上,如電纜的中間接頭或終端頭上,一般來(lái)講,此類故障平面尺寸相對(duì)比較大,如接頭進(jìn)水、故障放電爬距較長(zhǎng)的情況,但有時(shí)可看做一個(gè)點(diǎn);可能在很長(zhǎng)一段電纜上都存在問(wèn)題,如電纜大面積進(jìn)水受潮、絕緣老化等情況。
(二)現(xiàn)狀分析
在電纜的生產(chǎn)過(guò)程中、電纜的安裝敷設(shè)過(guò)程中、電纜的試驗(yàn)過(guò)程中,以及電纜的運(yùn)行過(guò)程中,每一個(gè)環(huán)節(jié)都可能出現(xiàn)故障。不管在哪一個(gè)環(huán)節(jié)中電纜出線故障,其故障種類及性質(zhì)是完全相同的,所不同的可能是電纜故障的成因。但查找電纜故障,要了解電纜故障的成因,其主要通過(guò)判斷電纜故障的性質(zhì)及類型來(lái)確認(rèn)。
未敷設(shè)安裝以前的電纜,故障可能出現(xiàn)在生產(chǎn)線和電纜盤上,相對(duì)距離較小;敷設(shè)安裝及運(yùn)行中的電纜,故障可能出線在線路的任何一點(diǎn),相對(duì)距離較大;同時(shí)由于電纜出線的故障點(diǎn)大部分隱蔽性較強(qiáng),因此在查找電纜故障時(shí),通??梢栽陔娎|的任意端頭上對(duì)電纜故障點(diǎn)進(jìn)行粗測(cè),以判斷出故障點(diǎn)的大概位置,對(duì)與電纜在數(shù)百米以上中長(zhǎng)距離,直埋電纜故障,以及隱蔽性很強(qiáng)的封閉性故障,粗測(cè)顯得尤為重要。如果對(duì)故障電纜的路徑不清楚,只知道始終和終端時(shí),我們必須先選對(duì)故障電纜準(zhǔn)確的路徑及深度進(jìn)行探測(cè),然后在粗測(cè)的范圍內(nèi),故障電纜的正上方進(jìn)行故障點(diǎn)的精確定位。
二、診斷前期工作
搶修人員必須嚴(yán)格遵照《安規(guī)》中的規(guī)定,配備好安全防護(hù)用品后,方可進(jìn)入故障現(xiàn)場(chǎng)。核對(duì)故障點(diǎn),確認(rèn)工作任務(wù)。測(cè)試電纜兩頭安全措施是否到位。準(zhǔn)備測(cè)試時(shí),查看儀器擺放是否合理。
三、故障的診斷與性質(zhì)分析
(一)分析故障性質(zhì)
1.了解被測(cè)故障電纜的耐壓等級(jí)、絕緣介質(zhì)類型、結(jié)構(gòu)特征、相關(guān)技術(shù)參數(shù)、線路連接情況、敷設(shè)方式及路徑等。
2.了解被測(cè)電纜的結(jié)構(gòu)特征。不同耐壓等級(jí)和不同絕緣材料的電力電纜,其結(jié)構(gòu)形式不完全相同。
3.了解故障電纜線路的連接情況以及敷設(shè)方式。
4.了解電纜故障性質(zhì)。電力電纜只是輸配電線路中的一部分,往往因整個(gè)線路中其他電氣設(shè)備的問(wèn)題,而造成電纜線路有故障的假象,或者因不明因素使電纜線路瞬間出線故障,因此首先要判斷電纜是否真正存在故障,然后再根據(jù)相關(guān)一些分類方法來(lái)判斷電纜的故障性質(zhì),只有做到解決故障的針對(duì)性。
5.了解被測(cè)電纜的長(zhǎng)度。新敷設(shè)電纜或電纜管理資料較全的實(shí)際長(zhǎng)度一般容易確認(rèn),但很多情況下,電纜的實(shí)際長(zhǎng)度與資料所述長(zhǎng)度不相符,這將給整個(gè)電纜故障的測(cè)試過(guò)程特別是故障點(diǎn)的精確定位帶來(lái)很大的困難,也給電纜故障的粗測(cè)帶來(lái)較大的誤差。如某單位電纜的標(biāo)注長(zhǎng)度為1km,采用“脈沖反射法”測(cè)出故障點(diǎn)的大概位置是900m,應(yīng)在距離開(kāi)路終端100m的地方定位,但最后確定電纜故障點(diǎn)在終端2m左右的地方,可以肯定的講,被測(cè)電纜只有900m左右。
出線電纜實(shí)際長(zhǎng)度與標(biāo)注長(zhǎng)度不相符的原因較多,一般有以下幾中情況:
(1)人為失誤。
(2)電纜多測(cè)出線故障并修復(fù)過(guò),使得電纜的實(shí)際長(zhǎng)度與標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度嚴(yán)重不符。
(3)施工單位虛報(bào)電纜長(zhǎng)度,電纜的實(shí)際長(zhǎng)度比標(biāo)注長(zhǎng)度短。
因此,在電纜故障測(cè)試過(guò)程中,在電纜實(shí)際長(zhǎng)度較模糊的情況下,應(yīng)以儀器測(cè)試長(zhǎng)度為整個(gè)電纜故障測(cè)試過(guò)程的主要依據(jù),但對(duì)與未知任何參數(shù)的被測(cè)電纜,要用儀器直接測(cè)試其長(zhǎng)度時(shí)比較困難的。人們通常采用先用電纜路徑探測(cè)儀查找電纜的具體走向,然后按電纜走向在地面丈量可得電纜得長(zhǎng)度,一般來(lái)講,丈量長(zhǎng)度要比實(shí)際長(zhǎng)度短,因?yàn)殡娎|得地面測(cè)試路徑不能知曉地埋電纜盤留的長(zhǎng)度。
(二)故障點(diǎn)粗測(cè)
電力電纜故障的粗測(cè)方法比較多,目前常用的方法有兩大類:第一類粗測(cè)方法時(shí)以“電橋平衡”原理為依據(jù),它又分為“電阻電橋法”、“高壓電橋法”、“電容電橋法”等,分別應(yīng)用于不同類型電纜和不同性質(zhì)的故障;第二類粗測(cè)法,也是目前最流行且最使用的一類方法;是以“行波發(fā)射”原理為依據(jù)的,即“脈沖法”,它又根據(jù)電纜類型及電纜故障性質(zhì)分了許多種方法。
因此根據(jù)經(jīng)驗(yàn),電力電纜故障粗測(cè)方法的正確選擇應(yīng)充分考慮三個(gè)因素:(1)電力電纜的類型;(2)電力電纜故障的類型;(3)電力電纜故障的性質(zhì)。
(三)故障點(diǎn)的定位
現(xiàn)實(shí)情況里,電力電纜故障絕大多數(shù)表現(xiàn)為某一點(diǎn),但有時(shí)也表現(xiàn)為幾十毫米的某一小區(qū)段故障,也有表現(xiàn)為幾米上百米,甚至整段電纜完全故障的情況。在電纜故障粗測(cè)完成以后,可按以下步驟進(jìn)行故障點(diǎn)的定位:第一步:確定地埋電纜的路徑。特別是測(cè)試端距故障點(diǎn)大概范圍內(nèi)的路徑。第二步:丈量或確認(rèn)粗測(cè)故障距離的大概范圍。第三步:在電纜路徑正上方,故障粗測(cè)的距離范圍內(nèi)進(jìn)行精確定位。第四步:挖出電纜,進(jìn)一步確認(rèn)故障點(diǎn)。有些電纜故障不可能先進(jìn)行粗測(cè),此時(shí)可在電纜全程范圍內(nèi)進(jìn)行故障定位。
(四)進(jìn)一步確認(rèn)電纜是否還存在故障
往往有些電纜存在多點(diǎn)故障,在進(jìn)行故障粗測(cè)時(shí),有時(shí)能夠從一次測(cè)試過(guò)程中反映出多個(gè)故障的位置,但也有存在多點(diǎn)故障的電纜。由于放電電壓差別較大或一些其他原因,一次測(cè)試過(guò)程只能測(cè)試出一個(gè)故障點(diǎn),因此,當(dāng)一個(gè)故障點(diǎn)確定之后,立即進(jìn)行簡(jiǎn)單地處理,然后可采用相應(yīng)地方法進(jìn)一步判斷電纜是否還存在故障。如果電纜還有問(wèn)題,可重復(fù)前述過(guò)程,如果電纜初步判斷沒(méi)有問(wèn)題,不應(yīng)立即做接頭,而應(yīng)分段對(duì)電纜進(jìn)行耐壓試驗(yàn)合格后再做頭。
(五)電纜故障的分類
所謂確定故障性質(zhì),就是指確定故障電阻是高阻還是低阻,是閃絡(luò)還是封閉性閃絡(luò)故障。是接地、短路、斷線,還是它們的組合;是單相、兩相還是三相故障。目前電力電纜故障一般可分為三大類故障:導(dǎo)體故障、主絕緣故障和護(hù)套故障。但由于電纜中較多,結(jié)構(gòu)組成不盡一致,加上人們的工作屬性和人們的目的要求不同等原因,使得電纜故障的分類方法很多,可歸納為以下幾種情況。
電力電纜主要有三種結(jié)構(gòu)形式:?jiǎn)涡倦娎|、三芯電纜、四芯電纜。根據(jù)這三種結(jié)構(gòu)形式分析有以下故障類型:(1)單相故障(2)相間故障(3)開(kāi)路故障(4)主絕緣故障(5)本體故障(6)護(hù)套故障(7)封閉性故障(8)外露性故障。
(六)如上所述我們可以總結(jié)得出:
四、修復(fù)
重做終端頭、中間頭和新作中間頭的電纜,必須核對(duì)相位,遙測(cè)絕緣電阻,并作耐壓試驗(yàn),全部合格后,方可恢復(fù)運(yùn)行。
參考文獻(xiàn):
[1]羅俊華" XLPE電力電纜局部放電的在線檢測(cè) 高電壓技術(shù),25(4)1999
[2]王昌長(zhǎng)" 李福祺 高勝友 編著 電力設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)與故障診斷 北京:清華大學(xué)出版社,2006
[3]王潤(rùn)卿 呂慶榮編 電力電纜的安裝、運(yùn)行與故障測(cè)尋 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001