电力电缆故障分析与探测方法研究论文_李开利

电力电缆故障分析与探测方法研究论文_李开利

(国网山东省电力公司泰安供电公司 山东泰安 271000)

摘要:目前,我国社会经济得到了高速的发展,工业化和城市化进程不断加速,社会各界对于用电的需求量逐渐增加,并且要求电网运行能够持续保持稳定和安全的状态。基于此种情况考虑,有必要加强电力电缆的故障分析,及时进行处理,以此防止出现大面积的停电状况,从而确保整个电网能够稳定正常运行。

关键词:电力电缆;故障分析;探测方法

引言

城市化的速度越来越快,是的在供电的系统中电力电缆的使电缆故障探测技术取得了重大需要越来越大,它的数量也是发展迅速,如果出问题造成的影响也还是很大的。所以现在我们运用对电缆出现问题的地点和技术进行研究,采取科学的故障探测仪去探索,大大缩短故障查找时间,保证故障定点的准确性,减少故障排除费用和停电损失。

1电力电缆常见故障原因

1.1违规操作损伤电力电缆

在电力电缆铺设阶段,如果施工人员没有按照施工图纸,或者出现违规操作,将会造成电力电缆受到破坏。尽管轻微的电力电缆损伤并不会马上导致点滴电缆出现故障,但是如果长时间受到外界环境侵蚀,从而导致电力电缆出现故障,最终影响生产生活正常用电。

1.2电力电缆绝缘体失效

长时间处于高温以及强电压的环境下,很容易导致电缆绝缘体的阻燃性以及电阻率发生变化,进而导致电缆绝缘体强度受到影响,最终导致绝缘老化。受到电场影响,电缆绝缘介质内部出现游离,致使绝缘效果下降;如果绝缘介质电离时,还容易在气缝中形成腐蚀绝缘,过热会导致绝缘老化变质。电缆内部出现负电荷,最主要因素在于电缆安装区域,由于过于密集导致通风效果不够良好,从而由于本身过热致使绝缘受到损坏。

1.3电压超过电缆承受值

如果电力电缆所能够承受的电压超出最大承受值时,容易导致电缆出现烧毁的情况。电缆出现故障的主要原因是电缆内部过电压、以及大气过电压两种因素。在维修电缆的过程中,发现大气过电压导致户外终端头出现故障,而电缆本身存在问题,也会致使在大气过电压的情况下出现问题。

在铺设完电力电缆工程之后,针对不平整的部位缺乏找平处理,从而导致电力电缆整体未能处于统一的水平位置。此种起伏状态,容易使高位置的绝缘物质向低处流动,致使电缆绝缘保护效果受到影响,使电力电缆出现短路或者过载的情况。

1.5电力电缆质量问题

对于质量不符合规定的电力电缆来讲,主要是在生产阶段,为严格遵守相关标准,使用恶劣材质,受到落后的工艺影响,没有妥善解决好电场分布问题。如果在铺设电力电缆阶段,出现违规行为,同样会导致电力电缆出现故障。电力电缆制造中存在的问题主要有:绝缘层包裹不够平整,局部位置出现破损,或者镀铅保护层不够充分;而电缆附属设备制造存在的问题主要有:金属配件表面不够光滑,绝缘棒容易损坏,配件达不到质量规范标准,电力电缆绝缘体以及绝缘层维护不够到位等等。

2配网电力电缆的故障诊断方法

电力电缆在出现故障时,首先需要诊断故障原因,其次测量故障发生的长度最后确定故障发生点;在电缆发生故障时分析故障的类型和轻重,针对不同的故障采取不同措施;电缆故障距离测算通过粗测发进行,在电缆终端采用现场仪器对故障距离进行测算,最后按照故障测距结果,找到故障节点的大体位置,利用放电声测试法探测故障点的准确位置。目前国际上提出的二次脉冲法也就是多种脉冲法测试法,可以监测高阻、低阻和断路故障,二次脉冲法结合低压脉冲法和冲击脉冲法相结合的方法,利用冲击高压击穿故障点,检查反射脉冲,得到故障点的距离。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆故障监测的另一方法是直流电桥法,该方法基于电缆沿线均匀程度与缆芯电阻成正比,根据惠斯通电桥原理讲电缆短路和故障点两侧的电阻引入直流电桥,但该技术存在灵敏度低的缺陷,未广泛使用。

3配网电力电缆故障探测技术

3.1低压脉冲反射法

低压脉冲反射法,可以对低阻接地和开路故障进行精准快速地识别和定位,并且能够有效地测试电缆全长和电波在电缆中的传播速度。当电缆出现开路故障时,故障等效阻抗为故障电阻和电缆特性阻抗串联,此时开路中的故障电阻表现为无穷大,通过接入低压脉冲测试仪器脉冲信号形成全反射,测试端会收到同极性的脉冲反射信号,接收到同极性的脉冲上升沿与故障点的发射波形恰好相对应。

3.2高压闪络法

高压闪络测试法适用于测试电缆的高阻故障,例如:高阻泄漏故障和高阻闪络性故障。电缆故障点的直流电阻大于该电缆的特性阻抗的故障,均称为高阻故障,电力电缆的绝大部分故障都属于高阻故障,高阻故障又分为高阻泄漏性故障和高阻闪络性故障。直流高压闪络法适用于测试高阻闪络故障,检测波形简单,容易理解。用低脉冲法是无法对高阻故障进行测试的,因为,故障点等效阻抗几乎等于电缆特性阻抗,所以其反射系数几乎为零,无法进行正常测试。

3.3二次脉冲法

脉冲法的基本原理是将电缆视为均匀长线,按照行波理论进行分析,电缆中波的传播速度与电缆的绝缘介质性质有关,与电缆导体芯线的材料无关,因此得到广泛应用。国际上提出的多次脉冲法即二次脉冲法,可以检测30vk以下级别的电缆的高低阻故障和断路故障,二次脉冲综合低压和冲击脉冲法的优点,利用冲击高压击穿故障点,在这段时间内,发射低压脉冲,可以计算他们的时间间隔计算出故障点距离。二次脉冲法在测量过程中,故障点需要降低,无法确定电缆维持低阻状态的时间,给二次低压脉冲带来一定的监测困难,增加测试过程的难度,由此二次脉冲法应该更加深入的探讨。

3.4直流电桥法

电缆故障探测工作首先要判断明确故障性质和故障点,根据故障点的情况将故障分为开路故障、低阻故障和高阻故障三种,故障的性质决定了故障的探测方法,要在发生故障时找到准确的故障点,配合一些方法对故障进行定点。直流电桥法是一种广泛使用的测距方法,该方法电缆沿线均匀,根据惠斯通电桥原理将电缆短路故障点的两侧黄线引人直流电桥,当对地电阻较大时需要采用高压直流电桥,但由于高压直流电桥反应迟钝,使用较少。

3.5电力电缆故障的排除方法

在电缆故障测距时,存在一定距离的误差,在测量和绘制电缆线路图也存在误差,这就需要根据测距结果判断故障点的位置,减少开挖工作量,若进行精准的故障定点可采用声测定位法、脉冲信号发和声磁信号同步接收定点法。

4结语

总而言之,电力电缆故障是由多方面因素导致的,不仅包括电缆本身的质量问题,还有很多外在因素,比如说施工问题、后期维护和运行环境的影响等等。所以,为了确保电力电缆能够长时间保持稳定的运行状态,还需要加强电缆制作环节的掌控,进可能的防范施工和运行中存在的危险因素。同时,对于电力电缆中出现的问题,还需要采取针对性的措施,第一时间找出电缆故障点。

参考文献

[1]浅谈电力电缆故障分析及探测技术研究[J].王帅,乔永红.工程技术(全文版).2016.

[2]电力电缆故障分析与探测[J].郑镇.电工技术.2016.

[3]电力电缆故障分析及探测技术研究[J].魏子杰.工业C.2016.

作者简介

李开利(1987.12.25),性别:男;籍贯:山东省肥城市;民族:汉族;学历:硕士研究生;职称:工程师;职务:职员;研究方向:配电电缆运检;单位:国网山东省电力公司泰安供电公司。

论文作者:李开利

论文发表刊物:《电力设备》2018年第5期

论文发表时间:2018/6/14

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