电力电缆故障分析与诊断技术的研究
张丽霞
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张丽霞 ,. 电力电缆故障分析与诊断技术的研究[J]. 能源学报,2022.5. DOI:10.12721/ccn.2022.157165.
摘要: 该文对动力线路问题发生的原因作出了比较细致的剖析,认为其主要是由于绝缘材料衰老变形、动力线路过热、机械磨损、短路、材质裂缝和保护层材质的锈蚀等因素引起的;随后,对电力电缆故障的判别方式展开了研究,大致分为确定导线的故障性质、对故障点的粗测、测寻故障导线的铺设路线和对故障地点的精测等四大步骤。
关键词: 能源电缆;故障;测试技术
DOI:10.12721/ccn.2022.157165
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引言:电力工业改革,作为对中国各个产业发展都具有深远影响的关键性产业之一,其生产与运营的质量安全都具有着至关重要的意义。近几年来,中国的经济与社会发展都获得了突出成果,城市规划和基础设施建设的水准也得到了提升。这一现实情况导致了电力规模的不断扩大,线缆数量越来越多,且在运行时期内也呈现了增长态势。而电能需求量的增加虽然为社会生活带来了更大方便,但同时也会使电力故障的出现概率增大。所以,怎样科学合理地对电力电缆中的故障作出正确分类和判断,将成为电缆操作技术人员着重考虑的课题。

1电力电缆故障产生的原因

从整体角度分析,由于电力电缆事故频发给我们的日常生活带来了很大影响,为从根本上改善这一现状,则必须对事故产生的主要原因加以分析,其成因类型主要有以下几点。首先是电缆绝缘介质的衰老变坏,由于线缆负载在运转一段时间以后,尤其受电气负载的直接影响,对绝缘防护介质会形成热效应与化学效应,对性能产生负面影响,甚至还会损害绝缘能力;第二是电力电缆过热,其中造成内部过热的因素很多,比如说像线缆内气隙大小游离,造成局部热量迅速上升,绝缘材料容易发生衰老,又或者是因为线缆的过载直接影响运行,内部未能进行合理散热,比如地埋电缆不具有良好的通风要求,导致内部因为环境温度过高,而造成材料的衰老严重;第三是机械损害,导致机械损害的主要因素有三个,其一是遭受外力的损害,例如在施工过程或是搬运过程中发生的意外损害,对线缆产生危害,其二是敷设过程引起损害,特别是在较大拉力因素下,电缆绝缘材质发生的损害,就是保护层出现了破裂,其三是自然力的影响,在受自然水压下二端处的接头都会产生自然膨胀电缆,护套断裂,同时还会受气候变迁的影响,而形成自然缩涨;其四是过电力电缆上的绝缘隔离保护层设备也会受到自然电压所承受的压力影响,在大气过电压运行状况下,一旦超过此限值,则会产生绝缘隔离保护层击穿,有相当多的故障就是因为在室外大气环境下电缆终端头短路而造成的,甚至还会形成重大安全事故;其五是材料问题,就是像光缆问题,或是线缆附件问题,甚至还有绝缘材料问题,不管哪一个问题,都会造成过电力电缆故障的出现;第六是保护层厚度受到侵蚀,由于在电解液高温和化学效果下,光缆上的铅包容易产生锈蚀,保护层厚的锈蚀就会随着发生因素的不同而产生细孔。

2电力电缆故障的类型

电力电缆的故障种类也呈现出多样化,第一种就是由低电流接触和短路所引发故障的产生,简而言之就是将电缆线路一相或多相导体对地,绝缘电阻较一般的电阻系数要小,且与导线之间存在着连续性,比较常用的类型有单对接地、两相接地等。第二种就是高电流接触和短路运行而引发的故障产生,该故障种类与同第一点的类似,不过其类型仍旧具有一定差异性,主要是由于接触或短路运行与电阻之间存在着良好的芯线关系,因此比较常用的类型还包括了单对接地、两相接地等;第三种是开路故障线缆的各相导线都具备一定的绝缘导线阻值,可是根据导线经过的连续性试验结果却出现不连接的一种或几种导线,尽管不会出现断开,可是却无法把电流准确传递到线缆终端,这些情形下则容易造成故障的出现,比较普遍的就是单相和二相三相断线。

3电力电缆故障的诊断技术

3.1电桥检测法

所说的电桥检测法,一般是指在检查线缆时首先要使用双臂电桥测试出通过新线的电流阻值,进而再对线缆的长短予以测算,并严格地根据阻力大小和线缆长短中间所产生的关联,对线缆中所产生的故障点予以测算,而这里在使用电桥测试法对问题予以测试的时刻,就必须多方面予以研究,特别是首先要对短路点接触值予以测算,然后对低于一欧姆极化的电缆芯线中间的短接交流阻值予以测算,并使问题的误差范围维持在三米以内,而这里必须注意的地方就是对高于一欧姆极化问题连接处阻力大小的问题,也就必须使用高压电流烧穿技术,使其阻值下降至标准值以内,而后再进一步使用电桥检测法加以评估。从实质上进行分析,通过使用电桥检测法对电力电缆的故障予以测试,将有助于加强精度测试,并缩短电桥连接线。

3.2声音测量法

噪声检测方法主要是指在检测或诊断线缆存在故障的时刻,要针对放电过程中所产生的噪声加以诊断,高压绝缘电缆的线芯对绝缘隔离层闪络的产生特别适合于噪声检测手段,因此需要使用直流耐压试验机对电力电缆的故障进行检测。其中,当电容器超过一定电流值的时候,就通过电缆故障新线产生现在,这种时间放电就会产生响滋滋的噪声,从而能够靠听力找到出现故障所在的地方,而对于铺设在地下线缆如出现了故障,首先就必须对线缆的方向进行判断,同时在最大放电法噪声范围内放大设备,以寻找故障的出现地点,最主要的解决办法就是通过使用低音装置慢慢地在线缆的走向处进行移动,然后到放电法声较大的地方仔细检查。

3.3零电位检测法

零电位检测法,是通过通过连线测试或是不使用精确仪表加以测量的一个检查方式,主要是通过把出现故障的电缆芯线并联焊接到一起,使用相同的电流值加在二端上,在该过程中,电阻丝上的任意一个故障处和电阻丝上完好的任何一个处相对位置电位差均为零,就可以找到了故障产生的地方。

4电力电缆故障的诊断

4.1判断电缆的故障特性

要正确地判断和排除电力电缆的故障类型,必须正确地评价电缆的故障性质。通常,将其分为高阻性故障和低阻性故障、闪络故障和自闭式故障,包括连接、短路、通断等多种故障,以及单相、双相和三相故障。对于故障的诊断方法,可以根据其目前的情况,首先进行简单的诊断。但若在故障中出现了单相接地信息的显示,则单相接地故障的可行性较大;一旦出现过电流保护器动作或跳闸,则可把故障范围减小至二相、三相以及连接或接地的短路电流等综合故障的类型范围内。当这种故障出现时,由于通断及连接的输出电流均可使电缆连接器芯烧毁,所以就在原有故障的基础上又增添了通断故障。经过对故障现象原因做好最初诊断之后,对导线的绝缘阻力做出了检测,并需要经过线缆导通测试,如此就能更深入掌握导线故障的性质。测量机的测试方法通常都会使用兆欧表来实现,确定各种光缆线芯间和导线芯与大地间的绝缘电阻,并由此可知是否出现短路或接地故障。

4.2事故定点的粗测

在进行事故定点精测以前,必须首先进行事故定点的粗侧操作。事故定点的粗侧方式较多,但从操作原则上可大体分成二种,即电桥分析法和脉冲反射法。在操作实际中,该技术的选用必须以事故特点为基本依据。单相故障问题、低阻故障问题、两相短路及其双连接故障问题和三相短路故障问题,都可以通过直流电桥法来进行测试;但高压直流电桥法则只对较平稳的高阻或接地电流故障问题有明显的测试效应,而不适宜用于直流系统中存在闪络或放电出现问题的高阻故障问题。

结束语

综上所述,在当前的城市建设中,对电力电缆故障问题必须予以高度重视,并分析了出现故障形成的主要因素和类型,采取了相应的检测技术,并以此方法进行检测和解决,迅速地查明了出现故障产生的原点,从而确保了供电的正常、平稳。

参考文献

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