陜西意聯(lián)電氣設(shè)備有限公司
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35kv高壓電纜故障查找及定位方法：電力電纜設(shè)計(jì)中，包含單芯電纜和三芯電纜，通常情況下，對于6至10kV的電纜，應(yīng)選取三芯電纜；而超過66kV的電纜，則選取單芯電纜。然而，對于電壓等級為35kV的電纜來說，其既可以選擇三芯電纜，也可以選擇單芯電纜，35kV電纜選擇問題成為廣大工程技術(shù)工作者關(guān)注的焦點(diǎn)。過對35 kV三芯與單芯電纜的分析與比較,明確了各自的適用環(huán)境與條件,可以為廣大電力技術(shù)人員在工程實(shí)踐中選用電纜提供一定的借鑒與幫助。
電纜故障的原因:
a）電纜的機(jī)械損傷。電纜在安裝的過程中很有可能因?yàn)槭┕な韬鲈斐蓹C(jī)械損傷，在電力敷設(shè)的過程中由于拉動(dòng)電纜的力度過大，或是電纜拖地摩擦等，都有可能使電纜的保護(hù)層受到破壞，或者是在安裝完成后，當(dāng)靠近電纜進(jìn)行作業(yè)時(shí)，直接外力對電纜造成破壞。其次，惡劣的自然環(huán)境也可能會(huì)對電纜線造成損傷，導(dǎo)致電纜的內(nèi)絕緣膠膨脹和電纜護(hù)套脹裂等問題。
b）絕緣受潮及老化變質(zhì)。當(dāng)電纜密封效果不良，很有出現(xiàn)電纜絕緣受潮的情況。受潮后，會(huì)降低電纜的絕緣電阻，露電流將會(huì)不斷增大，介質(zhì)的損耗也逐漸增大，熱效應(yīng)越來越嚴(yán)重，在熱和電的影響下，電纜的絕緣性能會(huì)因此改變，大大降低了電纜的絕緣強(qiáng)度，進(jìn)而致使電纜絕緣老化崩潰。當(dāng)電纜絕緣介質(zhì)電離時(shí)，絕緣發(fā)生碳化，氣隙中會(huì)產(chǎn)生部分臭氧來腐蝕絕緣，進(jìn)而導(dǎo)致電纜失去絕緣能力。
c） 超負(fù)荷運(yùn)行。電纜線是不允許超負(fù)荷運(yùn)行的，過電流與過電壓均可能導(dǎo)致電纜的損壞。電流具有熱效應(yīng)，當(dāng)電流流過，介質(zhì)的損耗造成大量熱量加上電纜運(yùn)行發(fā)出的熱量，電纜長時(shí)間的運(yùn)行和負(fù)載的增加，會(huì)使電纜的溫度逐漸升高，如果是夏季，再加上外界環(huán)境的溫度，往往會(huì)造成電纜出現(xiàn)一定的損壞。另外當(dāng)電纜內(nèi)部出現(xiàn)過電壓問題時(shí)，很容易引起電纜線的絕緣擊穿。
d）電纜接頭故障。電纜接頭是電纜線路中薄弱的環(huán)節(jié)，由人員直接過失（施工不良）引發(fā)的電纜接頭故障時(shí)常發(fā)生。如接頭壓接不實(shí)、加熱不充分等原因等。
電纜故障的查找方法及定位
a）等電位測量法。等電位測量法又被稱為零電位測量法。具體測量步驟如下：①選取與故障電纜規(guī)格相同、長度相等的電纜，保證測量準(zhǔn)確。②將這條電纜與故障電纜并聯(lián)連接。③將伏安特性表的負(fù)極接地，正極從并聯(lián)電纜的一端開始移動(dòng)，直至伏安特性表的讀數(shù)為零時(shí)停止移動(dòng)。此時(shí)，與正常電纜相對應(yīng)的那條故障電纜的位置就是故障點(diǎn)的位置。等電位測量法測量精確、簡便，不需要精密的儀器和復(fù)雜的計(jì)算，不過這種方法也存在局限性，即它不適用于遠(yuǎn)距離的 電纜故障查找和定位。
b）聲測定點(diǎn)法。聲測法，顧名思義是按照故障電力電纜的釋放電聲查找故障，聲測定點(diǎn)法適合電纜主絕緣故障的精確定點(diǎn)。利用故障點(diǎn)在高壓沖擊時(shí)的擊穿放電聲音進(jìn)行精確的定位。其工作原理首先需要一個(gè)能使故障點(diǎn)產(chǎn)生規(guī)則放電的裝置，利用該裝置使故障點(diǎn)放電，然后才可以在初測的距離附近，沿電纜線路，用拾音器來接收故障點(diǎn)的放電聲波，如果已經(jīng)聽到有規(guī)律的啪啪聲，故障點(diǎn)就在此附件，此時(shí)沿電纜走向，前后移動(dòng)定點(diǎn)儀，最后集中于最響點(diǎn)，以此來確定故障點(diǎn)精確位置。明敷電纜可根據(jù)聽覺直接查找，而暗敷電纜則首先需求表明電力電纜的走向，在電聲最小時(shí)借助助聽器或聽診器放大電聲的辦法進(jìn)行查找。在查找過程中，拾音器可貼近地面，沿著電力電纜的走向緩慢移動(dòng)，如聽到電聲達(dá)到最大則判定該位置為故障點(diǎn)。應(yīng)用本方法僅需注意安全問題，試驗(yàn)設(shè)備端和電力電纜末端需由專人監(jiān)視試驗(yàn)過程。
c）沖閃法。“沖閃法”在一定內(nèi)被廣泛的應(yīng)用到電纜的故障排除中，并得到了一致好評。后來相關(guān)人士發(fā)明了以“沖閃法”為原理的電纜故障測試儀，這種測試儀極大方便了為電纜的故障查找和排除。這種儀器在測試故障時(shí)，首先要先根據(jù)情況判斷出故障可能出現(xiàn)的部位，再選用合適的方法，若出現(xiàn)的故障是接地故障，就直接選用測距儀；如果出現(xiàn)的故障是高阻故障，就可以采用高壓沖擊放電的方法，同時(shí)，還會(huì)用到很多其它的設(shè)備如：放電球、高壓脈沖電容、限流電阻以及高壓電阻等等，實(shí)際操作起來對操作者的要求比較高，還會(huì)有大量的安全隱患。當(dāng)判斷出故障可能出現(xiàn)的部位后，在電纜的路找到電纜的信號并接受此信號，繼而這個(gè)信號路徑找一遍，這樣就基本確定了電纜的路徑。但是，通常電纜的路徑會(huì)有一定的誤差。最后要根據(jù)聲音來測定距離，從一個(gè)固的點(diǎn)打火放電產(chǎn)生聲音，通過耳聽聲音最大的地方，從而定故障點(diǎn)。
d）電橋法。電橋法較為傳統(tǒng)，先測得電纜的總長度，獲取橋壁平衡所需調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上，對測點(diǎn)到故障出現(xiàn)處的距離進(jìn)行計(jì)算。該方法比較適宜在發(fā)生相間短路的情況中使用，不僅方便快捷，而且誤差較小。其缺點(diǎn)在于要提前獲得電纜的準(zhǔn)確長度等信息資料，且電纜還需有一個(gè)絕緣良好相。而實(shí)際中，高阻故障或閃絡(luò)故障居多，如果采用此方法，則需要花費(fèi)過多的時(shí)間。
e）低壓脈沖發(fā)射法。該方法主要是將低壓脈沖通過一定方式傳遞到電力電纜中，并不斷傳播，所傳遞脈沖的頻率通常都比較高。這些低壓脈沖在電纜中傳播時(shí)具有自動(dòng)辨識功能，一旦遇到故障點(diǎn)，電磁波就會(huì)發(fā)生反射，最終由測量儀器接受。
f）直流閃絡(luò)法。在閃絡(luò)故障中多用此種方法，借助直電壓在極其短暫的時(shí)間內(nèi)將纜故障點(diǎn)擊穿，引起故障點(diǎn)的閃絡(luò)，然后量其波形，目的是準(zhǔn)掌握測量點(diǎn)到故障點(diǎn)的距離。波形比較容易理解，而且具有很高的精確度，在電壓較高而引起的閃絡(luò)故障中較常用，但如果故障點(diǎn)的電阻太低，則不適合選用這種方法，否則容易泄漏電流，流經(jīng)電纜的電壓減小，故障點(diǎn)難以形成閃絡(luò)，此時(shí)比較適合選用高壓閃絡(luò)法。高壓閃絡(luò)法的關(guān)鍵在于故障點(diǎn)是否擊穿放電。需注意的是，間隙放電和故障點(diǎn)被擊穿是沒有必然聯(lián)系的。
電力電纜故障點(diǎn)定位及查找新技術(shù)
a）高頻感應(yīng)定位法。通過利用高頻信號波發(fā)生裝置向電力電纜輸入高頻 電流，由此產(chǎn)生高頻電磁波，并由地上探頭沿著電力電纜的路徑接收電力電纜周邊的高頻電磁場，電磁場的變化經(jīng)接收和處理直接顯示于液晶屏幕上，按照顯示數(shù)值的大小判定故障點(diǎn)位置。高頻感應(yīng)定位法和傳統(tǒng)音頻感應(yīng)定位法更具優(yōu)勢，高頻信號源比音頻信號源更易實(shí)現(xiàn)且制造簡單，也可減少定點(diǎn)探測設(shè)備的體積和重量，為小型化、便攜式設(shè)備創(chuàng)造更為有利的條件。另外，高頻信號的頻譜抗干擾能力更強(qiáng)，直接顯示于液晶屏幕的方式要比依靠人耳辨別更為可靠和直接，采用高頻感應(yīng)定位法也可在不停的情況下以耦合式接線方式來完成在線故障探測。
b）紅外熱象技術(shù)。電力電纜過載，芯線的溫度急劇攀升，由此可以對電力電纜的芯線溫度變化作為判定故障位置的依據(jù)。采用紅外熱象儀掃描電力電纜表面，拍攝表面溫度場的分布圖像，進(jìn)一步處理得到溫度場的數(shù)值分布，然后可根據(jù)已建立的傳熱數(shù)學(xué)模型、電纜結(jié)構(gòu)參數(shù)、物性參數(shù)、環(huán)境溫度和表面溫度對電力電纜芯線的溫度進(jìn)行反演計(jì)算，從而可以實(shí)現(xiàn)電力電纜芯線溫度的非接觸故障探測。正是紅外技術(shù)不需接觸設(shè)備，不要求設(shè)備停運(yùn)，且具有操作簡便、檢測速度快、工作效率高等優(yōu)點(diǎn)，在未來的電纜故障檢測中，紅外熱像技術(shù)必將發(fā)揮更大的作用。
總之，電纜的安全、可靠工作為供配電系統(tǒng)的正常工作提供了保障。我們要在充分了解和掌握電纜絕緣老化和絕緣擊穿原理，各種測試儀器的工作原理和性能，基本測量方法、測量步驟和測量原理以及測量方法的利弊的同時(shí)，敏銳地抓住各種測量方法的原理、優(yōu)缺點(diǎn)和適用環(huán)境，挖掘其更深層次的含義，從而及時(shí)、準(zhǔn)確地查找和定位出故障點(diǎn)，為進(jìn)一步采取相應(yīng)處理措施提供條件，為正常供電提供保障。
