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电力电缆故障检测方法与运用

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《农村电工》2018年第3期

摘要:为了保证电力系统的供电安全,本文从电力传输的角度出发,对电力电缆故障检测的方法与应用进行研究。本文具体分析了引发电力电缆故障的原因以及常见的故障类型,在此基础上,对电力电缆故障检测的方法及应用进行了论述。

关键词:电力;电缆;故障;检测

在电气系统中,电缆以其占用空间小、不受自然条件影响、安全可靠性高等优势发挥着越来越重要的作用。但目前对电缆的故障检测技术并不成熟,一旦电缆出现故障,很难在短时间内排除问题,严重影响供电的恢复,因此,对电力电缆故障检测方法与应用的研究,对保证供电安全具有重要意义。

1电力电缆故障的原因及类型

研究导致电力电缆发生故障的原因及故障类型是进行故障检测的基础,导致电缆故障的原因很多,主要包括以下几点。

1.1机械损伤

机械损伤是引发电缆故障的一项直接原因,主要发生在电缆的安装以及后期电缆附近的作业过程中。机械损伤具有一定的潜伏性,轻微的机械损伤不会直接造成电缆故障,受损电缆可能会经历几个月甚至几年的时间才会彻底崩溃。

1.2介质老化

电缆的绝缘介质能够保证内部电缆的正常工作,介质老化会使绝缘性能下降,导致电缆故障。造成介质老化的主要原因是电缆过热,一方面电缆绝缘内部气隙游离或者电缆过负荷都会造成电缆过热,另一方面,电缆安装过于密集或者外部环境通风性差等也会造成电缆过热。

1.3化学腐蚀

当电缆周围存在化学作业时,高酸碱度气流或者煤气站的苯蒸汽等都会造成电缆的腐蚀,引发电缆故障。

1.4劣质电缆

在电缆生产和保存过程中都会出现劣质电缆。电缆的制作材料不符合标准或者部件制造上存在缺陷,都会造成电缆出现质量问题;另外,电缆保存不当也会引发绝缘介质等受潮或腐蚀,出现劣质电缆。

1.5过电压

过电压通常是指大气过电压(例如雷击等)和电缆内部过电压,尤其当电缆内部存在缺陷时,当过电压发生时极易引发电缆故障。电缆的故障类型主要包括低电阻接地或短路故障、高电阻接地或短路故障、开路故障以及闪络故障。低电阻接地或短路故障是指电缆相互之间或者电缆相对于地之间的绝缘介质,绝缘电阻较低;高电阻接地或短路故障则与低电阻相反,绝缘电阻较高;开路故障中,电缆相互之间或者电缆相对于地之间的绝缘电阻在规定范围之内,但工作电压无法传输到工作终端,或者工作终端有电压传输但负载无法正常运转;闪络故障是由于绝缘电阻较大而导致在电压升高过程中泄露电流瞬间增大,发生瞬时击穿现象。

2电力电缆故障的常用检测方法

一般来说,电力电缆故障的检测通常包括三个步骤:诊断、测距以及定点。故障测距基于故障信息的简单分析,大致确定故障的距离;故障定点则是在故障测距的基础上对故障点进行精确定位。目前电力电缆的故障测距方法较多,常用的主要包括以下几种。

2.1经典电桥法

经典电桥法所使用的电桥两臂上有可调电阻器,将被测电缆的故障相与非故障相进行短接之后,再分别与电桥两臂连接,然后调节电阻器使电桥达到平衡状态,进而通过公式以及比例关系即可估计出故障点的大致位置。经典电桥法操作简单,精确度高,但需要完好的芯线做回路,并且不能用于高电阻接地或短路故障以及闪络故障的检测。

2.2高压脉冲法

高压脉冲法利用阻抗变化时的回波现象进行检测,在电缆中加上一定强度的高电压,在保证电缆不被烧穿的前提下,使其内部发生放电,通过计算放电脉冲的传播及反射,计算故障点位置。高压脉冲法可用于各类电缆故障的检测,但由于高压的使用,在一定程度上难以保证安全性。

2.3低压脉冲法

低压脉冲法与高压脉冲类似,在电缆中加入脉冲信号,通过对脉冲信号波形的分析的带故障点位置。低压脉冲反射法直观、易操作,可根据反射脉冲的极性分辨出故障类型,但不能用于高电阻接地或短路故障以及闪络故障。

2.4闪络法

闪络法利用高电压使故障点发生瞬间放电行为,通过对反射波的分析确定故障位置。闪络法按照使用的高压的不同可以分为直闪法和冲闪法,直闪法利用直流高压闪络测量,而冲闪法则利用冲击高压闪络测量;直闪法主要用于测量闪络性高阻故障,而冲闪法则主要用于泄露性故障;直闪法准确度高,波形易理解,但适用范围窄,冲闪法准确度低,波形难以辨别,但适用范围广。电力电缆的故障定点方法主要包括声磁法和声测法两种。利用声磁法进行电缆故障检测时,首先加入高压信号使故障点放电,从而在电缆的外皮与大地形成的回路中会有环流产生,并由此引发脉冲磁场,对声音信号进行监听,声音源头就是故障点的位置。声测法是电缆故障的一种有效方法,使用高压设备使故障点击穿放电,通过分析故障间隙放电时产生的机械振动的传播,对故障点进行准确定位。声测法主要用于测量高阻接地或短路故障以及闪络性故障,定位准确,但易受外界条件的干扰。

3结语

综上所述,随着科学技术的发展,电力电缆的故障检测技术也在不断提高,早期采用模拟式故障定位,利用静态式或机电式电子仪器组成模拟定位装置来进行检测,到目前已经可以采用故障录波仪来进行故障的粗略检测。但总体而言,电力电缆的故障检测技术在精度和实用性方面都还有很大的提升空间,在出现电缆故障时,要注意认真分析故障原因,正确使用检测方法和仪器,并注意经验的积累和总结。

参考文献:

[1]陈鹏洪.电力电缆故障分析及探测技术研究[J].通信电源技术,2016,33(03):164~165.

[2]史东鹏.电力电缆故障检测方法探究[J].时代农机,2015,42(05):15~17.

[3]刘辉.电缆故障诊断理论与关键技术研究[D].武汉:华中科技大学,2012.

[4]李建辉.电力电缆故障检测方法与应用[J].河北电力技术,2009,28(03):36~38.

作者:程嫣妍 单位:国网江苏省电力有限公司苏州分公司

农村电工杂志责任编辑:张雨    阅读:人次