1引言
在电力领域,对电力的传输包括架空输电线路与电力电缆两种,前者与后者的主要区别在于,前者是暴露在空气中的,而后者则是埋在地下的,这就使得两者在使用寿命等很多方面多产生了差别。相对于架空输电线路来说,电力电缆具有可靠性高、美化性强的特点,但由于其主要布置于地下,这就为故障的检修工作带来了困难,由此可见,对电力电缆故障的检测工作十分复杂,是需要专业人员参与,通过专业设备才能完成的。
2电力电缆故障的常见原因
2.1电缆的接头存在故障
在生产电力电缆时,如果电缆的接头绝缘层受到了损坏,保护层被划破或者产生了划痕,或者各个电缆之间密封并不到位,这些都有可能会发生故障,导致电缆的绝缘性变差。而且如果受到周围环境因素的影响,如环境湿度过大时也会影响电缆的正常工作和运行。
2.2电缆受到腐蚀
对于电缆来说,一般电缆在外部都会有保护层。该保护层具有抗腐蚀的功能,在选择其材料时都会考虑这一点。但是如果在铺设电缆时,周围的环境十分恶劣,比如说存在一些化学物质,会加速电缆的腐蚀。而且由于地下环境湿度大,这也使得电缆被腐蚀的速度急剧加快。除此之外还有非常重要的一点就是随着腐蚀原因的不同出现化合物也不同,这不仅会破坏外部的结构和材料,同时也会极大程度地影响抗腐蚀性,使得电缆的抗腐蚀性能下降。电缆的绝缘能力下降,会影响输送电能的效率,也会使得电能更加得不稳定。
2.3电缆在设计时使用的材料质量不好
在电缆进行铺设的时候,由于许多施工单位追求利益上的最大化,就有可能会在材质选择上放低要求,选择了品质较差的电缆。如果该电缆不能够达到相关标准,那么劣质的材料就会在恶劣情况下受到极大程度的影响发生损坏。比如说,如果在环境恶劣的情况下受到外力作用或者存在一些其他技术上的问题时,就极易出现各种故障。所以说在对电缆进行选择时,一定要选择可靠的材质,这样才能够延长整体的使用寿命,提高电能的输送效率。良好的保护材料也会给整体运行带来更好的效果。
2.4电缆头制作工艺存在缺陷
由于目前对于电缆的施工过程缺乏一定的管理机制,并不完善,监察力度较低,会导致施工人员并不会一定严格地按照标准去执行和操作。而且施工人员未经专业的训练,可能会导致在施工时责任心较差,随意性高,容易留下一定的安全隐患。对故障的电缆头进行解剖处理时发现,在电缆头的制作过程中,存在着一定的不规范之处,这也会在一定程度上导致了电缆存在缺陷。
3 电力电缆故障的检测方法
3.1 脉冲电压法
脉冲电压法主要针对的是电力电缆的闪络和高阻故障,并且高阻故障发生率比较高。这主要是因为电力电缆绝缘层抗电强度比较小,故障点阻值相对比较高。虽然故障位置的电流比较小,但是,利用灵敏仪表无法准确查找电力电缆故障点。使用脉冲电压法查找电力电缆故障时,利用直流信号或者脉冲高压信号击穿电力电缆以后,根据电力电缆测量点与故障点之间放点脉冲往返时间计算距离这种脉冲电压法的应用优势在于,利用击穿电力电缆故障点时的瞬时信号,不仅可以加快电力电缆的测试速度,还能有效简化测量过程。然而,这种方法也有一些缺点,比如故障放电时,无法有效分辨电压波形、故障点击穿难度大、安全性差等。
3.2 低压脉冲法
对于电力电缆开路、短路等低阻故障,采用低压脉冲法可以明确判断和查找出电力电缆低阻情况故障,查找起来非常直观。将低压脉冲施加到电力电缆故障相上时,沿着电力电缆低压脉冲传播到阻抗异常点上,追踪仪接收反射电波后,根据追踪仪上显示的变化情况,结合测试波形,可以科学分析出电力电缆的故障类型。如果电力电缆发生低阻和短路接地故障,反射脉冲和发射脉冲相反;如果电力电缆终端端头开路和短路,反射脉冲和发射脉冲一样。
3.3 高压电桥法
在电缆检测当中,高压电桥法属于一种经常应用的故障检测方法。其检测原理是,对于高压电桥当中恒流电源刺穿造成的电缆故障的地方,从一定程度上确保流动比较大的电桥电流,进而在电桥整体线路的两边形成一定的电位差,在协调电桥平衡的基础上统计故障地方的差距。对于应用高压恒流电源而言,可以有效拓展电桥高阻检测的区域,相对来讲,其可以对结果进行尤为便捷和准确检测。并且,对于电桥法的研究理论来讲,即电缆中心线路电阻与整体线路根据比率进行分配的特点可以促进电桥检测体系的形成。
3.4红外热像法
当电力电缆负荷比较大时,电力电缆运行温度快速上升。科学测量电力电缆线芯温度,有利于准确分析电力电缆故障点。使用红外热像法,在查找电力电缆故障时,不仅安全性比较高,故障排除效率高,而且操作相对简单。结合电力电缆的运行状态,利用红外热像仪获得其温度场,经过计算分析温度场数值分布,构建模型,判定电力电缆温度较高的位置,从而判断电力电缆故障点。
3.5电容电流检测法
当电力电缆处于工作状态时,系统中的线路和设备都会存在一定的对地电容,并在电压作用下产生电容电流,随着电力电缆敷设的不断增加和电力设备的大量投入运转,电容电流也会越来越大。以电力电缆而言,这样就会在缆线的长度和电容量之间发生一种关系,理论上这是一种线性关系,而电容电流检测方法所依据的正是这一原理。在应用电容电流检测方法时,最常见的是对电缆中芯线故障的检测。检测中首先需对电缆头部的电容电流进行测试,然后再对电缆末端的电容电流进行测试,最后对测试结果中正常芯线和故障芯线的电流进行比对,从中判定电力电缆故障的部位。
3.6声测定位法
声测定位法(Sound location method)即利用故障点在高压冲击时击穿放电声音对电力电缆故障点进行定位的一种方法。当电缆局部放电时,存储的电脑能会被瞬间释放,这是电缆内会产生一种类似声波的机械波,利用声学探测仪器提取所产生的声波特征,即可获得电缆故障信息。声测定位法适用于近距离(电缆接头故障)的检测。
4.结语
综上,本文通过对电缆故障产生原因进行分析,分析与对比了各种电缆检测方法,另外还提出了预防电缆故障的具体策略。最终得知,在电缆实际运用中,需依据实况加以选择,检测电缆温度,在线检测电缆负荷电流,预防电缆化学腐蚀,以此来有效预防电缆故障。
参考文献
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