高压电力电缆故障各种类型及其预定位和精确定位方法

高压电力电缆故障的各种类型及其预定位和精确定位的方法摘要:高压电力电缆在供电时具有安全、可靠等优点,也正是高压电力电缆这些优点使其获得了越来越广泛的应用,如何有效确保高压电力电缆在供电时的运行质量就非常重要,而高压电力电缆的故障检测和定位技术作为确保电力电缆运行质量的重要技术就成了当前行业的研究重点。本文从高压电力电缆故障的类型及其判断谈起,然后分别对高压电力电缆故障的预定位和精确定位方法进行说明。

关键词:高压电力电缆故障类型预定位精确定位方法

中图分类号:tm7 文献标识码:a 文章编

号:1674-098x(2012)07(a)-0104-01

随着我国经济社会发展步伐的不断加快,我国的工农业生产及人民生活的用电量日益增加,社会各界对电力的需求量越来越大,对电网的运行安全要求也越来越高。如何确保电力运输高压电力电缆的安全已成为一个非常重要的问题。相关数据表明,电力电缆所产生的故障是造成供电故障的重要原因。因而如何快速、准确地确定故障的类型以及故障点的位置已成为电力电缆使用和运行过程中一项非常重要的技术。

1 高压电力电缆故障的类型及其判断

1.1 高压电力电缆故障的类型

电缆的故障可分为运行故障和预防性试验故障,预防性试验是使电缆缺陷提前暴露出来的方法,按照故障部位可分为线芯损伤和不

同相以及相与地之间绝缘介质损失发生的故障。①低阻故障。相之间或相地之间的绝缘电阻低于10kω。②泄漏性高阻故障。相之间及相与地之间绝缘电阻远低于正常值,电缆绝缘介质已损坏并形成固定的电阻通道,一般常见单相接地、二相短路。③闪络性高阻故障。在电缆预防性试验电压范围内,电缆泄漏电流值突然增大,并超过被测电缆所要求的范围值,当电压下降时,绝缘又恢复。④开路故障。电缆绝缘正常,但不能正常送电,电缆线芯似断非断。这种情况很少见。

1.2 高压电力电缆故障类型的判断

①接地故障判断。接地故障通常利用摇表测绝缘电阻的方法进行判断。②短路故障判断。短路故障通常利用万用表测相间通断的方法进行判断。③断线故障判断。检查电缆导体连续性是否完好。方法是在一端将abc三相短接(不接地),到另一端用万用表测量各相间电阻值是否为零。若各相间均为零,则三相完好;若ab为零,bc、ca不为零,则c相断线,以此类推;若各相间均不为零,则两相或三相断线。

2 高压电力电缆故障的预定位方法

当前高压电力电缆故障的预定位常用的方法主要有电缆在线检测方法、电桥法和脉冲法,以下将分别给予简单说明。

2.1 电缆在线检测方法

电缆在线检测方法常用的有直流分量法和直流叠加法。①直流分量法。原理是利用了绝缘中水树枝的整流作用而产生直流分量,现

场中电缆铜屏蔽层常常接地,为了测量直流分量,得把铜屏蔽层与接地断开,而把直流分量检测装置串连在铜屏蔽层与大地之间。在电缆的一端铜屏蔽层的接地线装有一个开关,不测量时开关闭合,测量时开关打开。②直流叠加法。在电缆绝缘层上叠加一定的直流电压(15-50v)。检测电缆绝缘层上通过的直流电流信号,从而计算出绝缘电阻。

2.2 电桥法

电桥法有多种接线,普遍使用的是缪雷环线法。对低电阻性接地用低压缪雷环线法,电源电压不超过1kv;高电阻性接地用高压缪雷环线法,电压可达数千甚至上万伏。但所谓低阻和高阻并没有严格界线,而随所用仪器的电摞电压和检测灵敏度而定。普通的单臂和双臂电桥,多外接数十伏到数百伏的直流电源,以2-3kω作为划分高阻和低阻的界线是适当的。因为这时恰能得到电桥测量所必需的10-50ma的测量电流,电桥足够准确。当电阻大于3kω时,电桥灵敏度不够,显然,要增大电流,方法不外是提高电压和降低电阻。提高电压就是采用高压缪雷环线法,它与低压缪雷环线法没有本质的区别,只是仪器能承受高压。用缪雷环线法测量单相接地故障的接线原理就是将电桥的测量端子ｘ1和ｘ2分别接往故障缆芯和完好缆芯,这两芯的另一端用跨接线短接构成环线。于是电桥本身有两臂(比例臂b和测量臂a);故障点两侧的缆芯环线电阻构成另两臂。当电桥平衡时,则有:mxr=(2l-x)rr,所以x=2lr/(r+m),式中,x:从测量端到故障点的距离(m);l:电缆长度(m);r:测量臂电阻(ω);m:比

例臂电阻(ω);r:电缆每米长度的电阻(ω/m)。

2.3 脉冲法

在测试时,从测试端向电缆中输人一个低压脉冲信号,该脉冲信号沿着电缆传播,当遇到电缆中的波阻抗不匹配点时,如:开路点、短路点、低阻故障点和接头点等,均会产生波反射,反射波传回测试端,被仪器记录下来,假设从仪器发射出脉冲到仪器接受到反射脉冲的时间差为△t,同时如果已知脉冲电磁波在电缆中传播的速度是v,那么即可计算出阻抗不匹配点距测t端的距离l的数值,其计算公式为:lx=v·δt/2(m),式中,lx:从测试端到故障点的距离(m);v:脉冲波在电缆中的传播速度;δt:发送脉冲和反射脉冲之间的时间间隔(μs)。

3 高压电力电缆故障的精确定位方法

3.1 故障电缆线路的识别

故障电缆线路的识别包括电缆路径的查找和电缆线路的鉴别。①电缆线路路径的查找。在待测电缆上加入特定频率的电流信号,通过接收该电流信号在电缆周围产生的磁场信号来查找出电缆路径和识别出被测电缆。常用的方法有音谷法、音峰法和极大值法。②电缆线路的鉴别。在几条并列敷设的电缆中正确判断出已停电的需要检修或切改的电缆线路,常用的方法为脉冲信号法。

3.2 电缆线路故障的精确定点

在完成故障电缆线路的识别的基础上,还需要对电缆线路的故障进行精确定点,而所谓的电缆线路故障的精确定点就是指在经过初

测和确定电缆路径后,准确定出电缆故障点所在的具体位置。目前,常用的电缆线路故障的精确定点方法主要是声测法这里简单介绍

一下冲击放电声测法的基本原理和方法。声测法就是利用直流高压试验设备向电容器充电、储能,当电压达到某一数值时,球间隙击穿,高压试验设备和电容器上的能量经球间隙向电缆故障点放电,产生机械振动声波,从而用定点仪确定故障点位置。

4 结语

高压电力电缆的安全稳定运行要以有效的高压电力电缆故障检

测机制为基础,其中高压电力电缆故障的检测主要是包括故障类型性质的确定以及高压电力电缆故障的预定位和精确定位,其中故障类型性质的确定是有效解决高压电力电缆故障的前提,高压电力电缆故障的预定位和精确定位是有效解决高压电力电缆故障的关键,只有做好高压电力电缆故障的各项检测工作,才能确保高压电力电缆的安全稳定运行。

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