電纜故障的檢測(cè)與預(yù)防措施

1、電纜故障的檢測(cè)與預(yù)防措施【摘 要】 :隨著發(fā)展對(duì)城市建設(shè)用地的迫切需求, 高壓電纜還是因其不可替代的優(yōu)越性逐漸的替代高壓架空線路走 進(jìn)了我們的城市中、擔(dān)當(dāng)起輸送電能的重任。電纜故障的查找和預(yù)防成了維護(hù)高壓電纜、保障安全供電的重中之重。 【關(guān)鍵詞】 :高壓電纜;故障;檢測(cè);預(yù)防;措施。1前言隨著發(fā)展對(duì)城市建設(shè)用地的迫切需求,電力行業(yè)普遍使用的高壓架空線路逐漸體現(xiàn)出 了種種弊端,首先,線路架設(shè)的走向和高度受到了建筑物的嚴(yán)重制約,對(duì)道路、建筑的安 全距離也使得高壓架空線路在人口建筑密集的城市中的施工和架設(shè)難度重重,雖然高壓架 空線路有其缺陷可視性以及缺陷處理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),但是高壓電纜還是因其不可替代的

2、優(yōu)越 性逐漸的替代高壓架空線路走進(jìn)了我們的城市中、擔(dān)當(dāng)起輸送電能的重任。在我公司所轄的 101條 6KV10KV線路中,其中全線為電纜的有 20條,占線路總數(shù) 的 19.8%。干線部分為電纜的線路有 13條,占線路總數(shù)的 12.87%。而且,在新鋪設(shè)的線路 和改造的線路中,以電纜為形式的線路占到的總數(shù)的 80%。2高壓電力電纜的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)2.1優(yōu)點(diǎn)(1一般埋設(shè)于土壤中或敷設(shè)于室內(nèi),溝道,隧道中,線間絕緣距離小,不用桿塔, 占地少,基本不占地面上空間。(2受氣候條件和周?chē)h(huán)境影響小,傳輸性能穩(wěn)定,可靠性高。(3具有向超高壓,大容量發(fā)展的更為有利的條件,如低溫,超導(dǎo)電力電纜等。(4分布電容較大。(

3、5維護(hù)工作量少。(6電擊可能性小。2.2缺點(diǎn)(1鋪設(shè)困難,電纜鋪設(shè)的現(xiàn)狀是大型作業(yè)機(jī)械基本無(wú)法使用,電纜的鋪設(shè)基本全靠 人力來(lái)完成。(2故障查找、處理困難,故障點(diǎn)一般埋設(shè)地下,雖然能夠借助故障定位儀,但是限于環(huán)境和設(shè)備的精度,查找起來(lái)還是非常的費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且我隊(duì)許多電纜因鋪設(shè)時(shí)間早、 線路所在環(huán)境被改造導(dǎo)致線路走向路徑不明確,給故障的查找增加了非常大的難度。在處 理電纜故障時(shí),有的電纜埋藏較深還需要?jiǎng)佑猛诰驒C(jī)等大型設(shè)備,而且施工過(guò)后對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的 清理回復(fù)也非常的困難。3常見(jiàn)的電纜故障以及電纜故障的分類(lèi)我公司近年電纜故障情況分析 2007年底至 2009年初因 *改造造成電纜被挖斷事故較多, 201

4、0年統(tǒng)計(jì)信息為上半年 信息。在施工工藝造成電纜損壞的事故中,多為 *或用戶自行安裝制作的電纜和電纜頭。 3.1電纜故障的常見(jiàn)原因:(1電纜受外力損傷。主要是市政建設(shè)管理部門(mén)監(jiān)管不嚴(yán),施工單位對(duì)電纜保護(hù)意識(shí) 淡薄,約占電纜事故的 40%。(2 電纜外部機(jī)械損傷。 由于電纜施工單位未嚴(yán)格按照施工質(zhì)量要求進(jìn)行施工以及質(zhì) 量監(jiān)督人員未能監(jiān)管到位,造成電纜外部損傷或電纜敷設(shè)時(shí)留有隱患,致使電纜運(yùn)行一段 時(shí)間被擊穿。(3電纜負(fù)荷過(guò)大。在供電負(fù)荷高峰期時(shí)電纜長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷運(yùn)行,致使電纜運(yùn)行溫度超 過(guò)電纜正常運(yùn)行時(shí)的允許溫度,導(dǎo)致電纜終端接頭、中間接頭或電纜薄弱處首先被擊穿。 (4電纜受外界環(huán)境影響。由于受地質(zhì)條

5、件的影響,導(dǎo)致電纜保護(hù)層受到化學(xué)和電腐蝕等,使用時(shí)間過(guò)久,致使保護(hù)層失效或電纜外鉛皮被潮氣侵入,最終導(dǎo)致電纜擊穿。在 污穢嚴(yán)重的地區(qū),電纜終端頭套管可能出現(xiàn)污閃,也可能造成短路事故。(5曾發(fā)生過(guò)接地短路故障。由于當(dāng)時(shí)故障未被發(fā)現(xiàn),電纜依然運(yùn)行,但經(jīng)過(guò)一段時(shí) 間后電纜被擊穿。(6施工工藝的影響。由于電纜施工人員未按標(biāo)準(zhǔn)施工,或施工人員在制作電纜頭或 中間接頭時(shí)的工作失誤,造成電纜運(yùn)行一段時(shí)間后出現(xiàn)電纜頭或中間接頭爆裂現(xiàn)象。 3.2電纜故障的分類(lèi):(1 三芯電纜一芯或兩芯接地。(2二相芯線間短路。(3三相芯線完全短路。(4一相芯線斷線或多相斷線。4電纜故障的查找電纜的事故種類(lèi)和事故原因是多種多樣的

6、 , 準(zhǔn)確判斷故障性質(zhì)并迅速找到故障點(diǎn)及時(shí) 處理故障 , 對(duì)保障生產(chǎn)的正常進(jìn)行有著重大意義。4.1電纜故障查找的方法(1脈沖反射法:測(cè)量電纜故障時(shí),電纜可視為一條均勻分布的傳輸線,根據(jù)傳輸線(長(zhǎng)線理論,在 電纜一端加脈沖電壓,則此脈沖按一定的速度(決定于電纜介質(zhì)的介電常數(shù)和導(dǎo)磁系數(shù) 沿線傳輸,當(dāng)脈沖遇到故障點(diǎn)(或阻抗不均勻點(diǎn)就會(huì)發(fā)生反射,用閃測(cè)儀記錄下發(fā)送脈 沖和反射脈沖之間的傳輸時(shí)間 T ,則可按已知的傳輸速度 V 來(lái)計(jì)算出故障點(diǎn)的距離 Lx , Lx=V T/2,測(cè)全長(zhǎng)則可利用終端反射脈沖:L=VT/2,同樣已知電纜全長(zhǎng),可測(cè)出脈 沖傳輸速度:V=2L/T。 脈沖法測(cè)試分為低壓脈沖法和高壓

7、脈沖法, 二者測(cè)試原理是一樣的, 只是產(chǎn)生脈沖的方式不一樣,智能型測(cè)試儀的故障距離計(jì)算是儀器自動(dòng)完成的。(2二次脈沖法:二次脈沖法:二次脈沖法其基本原理還是脈沖反射法,是近幾年發(fā)展中的一種比較前 沿的新的電纜故障粗測(cè)方法。其技術(shù)特點(diǎn)是:高阻故障呈現(xiàn)低壓脈沖短路故障波形特征, 容易判讀。換句話講,就是在用高壓脈沖擊穿高阻故障的瞬間,給故障電纜發(fā)射低壓脈沖 信號(hào),用低壓脈沖短路故障波形測(cè)試電纜高阻故障。與傳統(tǒng)的測(cè)試方法相比 , 二次脈沖法的先進(jìn)之處,是將沖擊高壓閃絡(luò)法中的復(fù)雜波形簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的低壓脈沖短路故障波形。 (3聲磁同步法:是將聲測(cè)法與電磁波法綜合應(yīng)用,采用了聲測(cè)法定點(diǎn)與聲磁同步定點(diǎn)法相結(jié)合

8、定點(diǎn)原 理。聲測(cè)法定點(diǎn)時(shí),定點(diǎn)儀聲表頭指示聲測(cè)探頭接收到的地震波,同時(shí)耳機(jī)也反映聲測(cè)探 頭接收到的地震聲波。在故障點(diǎn)正上方,聲波信號(hào)最大,離開(kāi)故障點(diǎn),聲波信號(hào)減少,或 者無(wú)聲波信號(hào)。聲磁同步法定點(diǎn)時(shí),聲表頭反映聲測(cè)探頭接收到的地震聲波,磁表頭和耳 機(jī)同時(shí)指示故障點(diǎn)放電時(shí)同步接收天線接收到的電磁波。 當(dāng)聲測(cè)探頭放置在故障點(diǎn)上方時(shí), 定點(diǎn)儀二個(gè)表頭指示及耳機(jī)聲音同步。在未接收到聲波信號(hào)時(shí),利用聲磁同步電磁波接收 功能, 能夠及時(shí)掌握球間隙放電節(jié)律, 有利于在噪雜的環(huán)境中分辨出故障點(diǎn)微弱聲波信號(hào)。 另外,聲磁同步定點(diǎn)儀可以將故障定點(diǎn)和電纜路徑探測(cè)工作同步進(jìn)行,大大提高故障定點(diǎn) 效率。(4 測(cè)聲法:所

9、謂測(cè)聲法就是根據(jù)故障電纜放電的聲音進(jìn)行查找,該方法對(duì)于高壓電纜芯線對(duì)絕緣 層閃絡(luò)放電較為有效。(5紅外測(cè)溫儀法原理同上測(cè)聲法,球間隙對(duì)電纜故障芯線放電時(shí),在故障處電纜芯線對(duì)絕緣層放電產(chǎn) 生大量的熱,使用紅外成像裝置很容易發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)而且不受外界環(huán)境的干擾。(6電橋法:電橋法就是用雙臂電橋測(cè)出電纜芯線的直流電阻值,再準(zhǔn)確測(cè)量電纜實(shí)際長(zhǎng)度,按照 電纜長(zhǎng)度與電阻的正比例關(guān)系,計(jì)算出故障點(diǎn)。(7電容電流測(cè)定法:電纜在運(yùn)行中,芯線之間、芯線對(duì)地都存在電容,該電容是均勻分布的,電容量與電 纜長(zhǎng)度呈線性比例關(guān)系,電容電流測(cè)定法就是根據(jù)這一原理進(jìn)行測(cè)定的,對(duì)于電纜芯線斷 線故障的測(cè)定非常準(zhǔn)確。(8零電位法:零電

10、位法也就是電位比較法,它適應(yīng)于長(zhǎng)度較短的電纜芯線對(duì)地故障,應(yīng)用此方法測(cè) 量簡(jiǎn)便精確,不需要精密儀器和復(fù)雜計(jì)算,測(cè)量原理如下:將電纜故障芯線與等長(zhǎng)的比較 導(dǎo)線并聯(lián),在兩端加電壓 E 時(shí),相當(dāng)于在兩個(gè)并聯(lián)的均勻電阻絲兩端接了電源,此時(shí),一 條電阻絲上的任何一點(diǎn)和另一條電阻絲上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的電位差必然為零。反之,電位差為零的兩點(diǎn)必然是對(duì)應(yīng)點(diǎn)。因?yàn)槲⒎淼呢?fù)極接地,與電纜故障點(diǎn)等電位,所以,當(dāng)微伏 表的正極在比較導(dǎo)線上移動(dòng)至指示值為零時(shí)的點(diǎn)與故障點(diǎn)等電位,即故障點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。 4.2電纜故障查找步驟雖然查找電纜故障的方法多種多樣,但是本著準(zhǔn)確迅速的原則其基本的測(cè)量步驟是不 變的。(1摸清電纜的基本情況。

11、在查電纜故障前必須詳細(xì)了解所查電纜的型號(hào)、長(zhǎng)度、新 舊程度、有無(wú)中間頭、有無(wú)經(jīng)常發(fā)生故障的點(diǎn)以及負(fù)荷的情況。(2電纜兩端分別與電源和負(fù)荷斷開(kāi)(最好電纜兩端接地銅辮要與接地極斷開(kāi),排除 其對(duì)測(cè)試的影響。確保電纜無(wú)電且周?chē)h(huán)境處于安全狀態(tài)。(3對(duì)電纜進(jìn)行接地放電后,用搖表對(duì)電纜進(jìn)行絕緣電阻的測(cè)試,確定電纜的故障類(lèi) 型是否為相間短路、相對(duì)地短路、開(kāi)路等故障。(4根據(jù)電纜的長(zhǎng)度和狀態(tài)選擇相應(yīng)的測(cè)量方式,以我公司常用的聲磁同步法為例介 紹。(5將電纜測(cè)試高壓發(fā)生器、電力電纜故障測(cè)試儀與電纜連接好,根據(jù)電纜電壓等級(jí) 的 2-3倍選擇高壓脈沖的電壓 (12-18KV , 根據(jù)電纜長(zhǎng)度和狀態(tài)選擇量程和脈沖觸發(fā)

12、方式 (低壓脈沖、脈沖電流,根據(jù)電力電纜故障測(cè)試儀顯示的波形判斷故障點(diǎn)的距離。 (6使用電力電纜故障定點(diǎn)儀對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的查找定位。 4.3 目前我公司查找電纜故障的現(xiàn)狀分析 我公司目前引進(jìn)了淄博博鴻電氣的 DLD-230 電纜故障定點(diǎn)儀、 DLC-100 電力電纜故障 測(cè)試儀、DLX-510 電纜測(cè)試高壓發(fā)生器以及兆歐表對(duì)電纜故障進(jìn)行查找測(cè)量。 在實(shí)際的電纜故障查找中，儀器的誤差以及周邊、地理環(huán)境的影響使得電纜故障點(diǎn)的 查找非常的困難， 以我公司所轄 6KV*線為例， 2010 年 4 月 22 日 08： 8 分由于*線 49# 桿至坨十變電纜損壞導(dǎo)致 6kV*線 A 相接地， 在*變*

13、線出口處對(duì)*線進(jìn)行故障點(diǎn)的查找， 在電力電纜故障測(cè)試儀測(cè)出故障點(diǎn)可能的距離后，我公司職工到該點(diǎn)進(jìn)行定位，但是由于 該電纜鋪設(shè)時(shí)間較早，且電纜周邊環(huán)境經(jīng)多次改造導(dǎo)致電纜埋設(shè)地點(diǎn)不明確，而且周邊店 鋪的聲音嚴(yán)重影響了定點(diǎn)儀的波形和聲音，之后在較為安靜的情況下且耗費(fèi)大量時(shí)間后才 查找出了準(zhǔn)確的故障點(diǎn)，影響了線路的安全運(yùn)行。 由于較難查找的故障點(diǎn)而對(duì)電纜進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的周期打壓無(wú)論對(duì)電纜還是高壓發(fā)生器都 會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響。在查找某些低阻故障時(shí)，由于電力電纜故障測(cè)試儀打出波形無(wú)法 確定故障點(diǎn)的距離甚至是電纜的全長(zhǎng)時(shí)，我們往往會(huì)使用閃絡(luò)法對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行擊穿，這樣 做的目的是為了能有效的查找到故障點(diǎn)，但是，持

14、續(xù)的高電壓脈沖不僅會(huì)擊穿故障點(diǎn)，而 且會(huì)對(duì)絕緣相應(yīng)薄弱的環(huán)節(jié)造成擊穿等永久性的缺陷，增加了這些部位的故障幾率，在處 理故障的同時(shí)增加了隱患。而且，長(zhǎng)時(shí)間的工作會(huì)對(duì)高壓發(fā)生裝置的使用壽命產(chǎn)生不可逆 轉(zhuǎn)的影響。 限于資金和國(guó)內(nèi)技術(shù)，我們?cè)诂F(xiàn)有的基礎(chǔ)上如何提高電纜故障點(diǎn)的定位的效率和準(zhǔn)確 率是非常重要的環(huán)節(jié)，因?yàn)橹挥醒杆贉?zhǔn)確的對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行精確定位才能保證供電的穩(wěn)定性 和避免長(zhǎng)時(shí)間打壓對(duì)電纜和儀器造成的影響。 在現(xiàn)實(shí)的工作中，技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)的欠缺也影響了電纜故障點(diǎn)的查找，在我所在的基 層隊(duì)中，并不是所有干部職工都明確電纜的走向和會(huì)使用這些儀器，而有經(jīng)驗(yàn)的則更加少 之又少，而且現(xiàn)在的電纜故障查找工作基本

15、靠的是經(jīng)驗(yàn)，沒(méi)有一套完整的體系和指南來(lái)作 為依據(jù)，試想一下如果將來(lái)這些有經(jīng)驗(yàn)的職工離開(kāi)崗位后，查找故障的任務(wù)由誰(shuí)來(lái)承擔(dān)， 所以，完善電纜走向的資料以及電纜施工和查找的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)是必須的，而且對(duì)職工進(jìn)行相 關(guān)設(shè)備儀器使用的系統(tǒng)培訓(xùn)考核也是提高電纜安全運(yùn)行水平的一項(xiàng)重要的措施。 影響電纜故障查找的原因： （1）地理環(huán)境復(fù)雜，線路走向不明確。 （2）故障點(diǎn)放電不明顯，儀器精度不夠。 6 （3）操作人員技術(shù)不熟練。 （4）其他人為因素。 5 電纜故障的預(yù)防措施 通過(guò)以上電纜故障主要原因分析我們可以清楚地看到， 大部分故障都是由于施工質(zhì)量、 運(yùn)行管理水平、個(gè)人技術(shù)素質(zhì)等原因造成的。為了有效地預(yù)防事故發(fā)生，

16、快速準(zhǔn)確地查找 故障和處理故障，一套行之有效的管理方案是必要的。 5.1 嚴(yán)格電纜的施工質(zhì)量 對(duì)電纜的施工和驗(yàn)收嚴(yán)格把關(guān)，把源頭的缺陷消滅掉。電纜終端和接頭是在電纜端部制作而成，它 們和電纜結(jié)合為一個(gè)整體，必須在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝制作而成，所以就要求電纜施工人員必須按照相關(guān)的設(shè) 計(jì)制作工藝要求進(jìn)行安裝制作，安裝制作時(shí)特別要注意以下幾點(diǎn)：首先現(xiàn)場(chǎng)安裝工藝要正確、嚴(yán)謹(jǐn)。其 次現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件要符合要求。 5.2 提高電纜的安全運(yùn)行水平 （1）對(duì)電力電纜進(jìn)行統(tǒng)一管理。我隊(duì)許多電纜因鋪設(shè)時(shí)間早、線路所在環(huán)境被改造導(dǎo) 致線路走向路徑不明確，導(dǎo)致故障的查找非常的困難，而且電纜的標(biāo)志樁丟失的非常嚴(yán)重， 我隊(duì)僅有幾名老師傅了解電纜的具體走向和位置，因此，在新電纜施工的過(guò)程中，可以使 用公司配發(fā)的 GPS 定位裝置每間隔一段距離進(jìn)行定點(diǎn)記錄，對(duì)每次電纜故障點(diǎn)和電纜頭、 中間頭也進(jìn)行 GPS 坐標(biāo)的記錄，方便電纜和故障多發(fā)點(diǎn)的查找，減少故障處理的時(shí)間，提 高運(yùn)行的水平。 （2）加強(qiáng)電纜線路的巡視檢查。電力線路的外力損壞事故，在每年的事故總次數(shù)中占 據(jù)了相當(dāng)大的比例，由于施工企業(yè)對(duì)電纜的保護(hù)意識(shí)不強(qiáng)及電纜運(yùn)行管理部門(mén)巡視力度， 造成外力損壞比例占到 80%左右。為了預(yù)防這類(lèi)事故的發(fā)生，要求