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电力电缆故障分析与故障点定位研究

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  前言
  在现代经济飞速发展的今天,电力承担着能源传输的重要任务,而电缆则是连接电网设备的主要形式。随着电力需求的增长,电力电缆应用日益广泛,然而由于产品质量、制造工艺、电缆中间及终端头的制作工艺(新增)等各项问题,电力电缆时常出现故障,对生产经济带来巨大损失。为了进一步减少电力电缆故障出现率,就必须提前对故障点进行精确定位,迅速排出(除)故障,减少经济财产损失。
  一、电力电缆故障概述
  1.故障类型 电力电缆对我国电力传输至关重要,然而由于各种内外因素,总是会出现电力电缆故障情况。由于导致故障的因素不同,出现故障的类型也有所差异,具体包括以下几种:(1)根据电力电缆故障表面现象来看,分为开放性和封闭性故障;(2)依据故障表现位置分为接头故障和电缆本体故障两类;(3)按照电力电缆接地情况不同出现接地、相间与混合三类故障现象;(4)从电力电缆的电阻性来看,包括断线、混线以及混合故障,而这里的混合故障又被细分为高阻故障、低阻故障和闪络性故障三类。由此可见,电力电缆故障的类型复杂多样,而导致这些故障的原因也各不相同,需具有针对性的进行分析,才能更好的对故障点进行定位。
  2.导致故障的原因 造成电力电缆故障的原因往往不是单一的,而是多个因素共同作用形成的,如果不及时进行处理,会导致故障事故频繁发生,造成严重的经济财产损失。而对导致电力电缆故障原因的分析总结,发现主要包括以下几方面:
  (1)机械损伤造成故障。据相关数据统计发现,导致电力电缆故障的众多因素中,机械损伤占57%,居首位。机械损伤相对于其他故障原因更易区分识别,主要是因为它主要是来自外力的影响,如:土地下沉和滑坡等自然外力的过大拉力,导致电力电缆接口或本体出现断裂损伤、城市建设频繁使电力电缆直接损伤、施工过程中由于机械的牵引力过大也可能导致电力电缆中间接头处断裂。(2)绝缘受潮致使故障。这一造成电力电缆故障的因素多发生在直埋的电缆接头处,主要是电缆制作工艺不够精良,或是电力电缆所处环境潮湿的原因,使得电缆接头处出现水分入侵的现象,将电缆接头处的护套符石出现裂纹,都会导致电缆绝缘度下降出现故障。(3)过电压因素。一般来说,电气设备对地绝缘只能承受相应的电压,多在几十伏到百余伏间。而由于各种因素影响,电气设备绝缘电压都会升高,且往往超过正常数值范围很多,尽管持续时间较短,但也会幸福(是否写错)线电气电缆绝缘闪络或是被击穿的现象。这也就是通常所说的过电压,瞬间的高位电压能够给电力电缆带来较大破坏,造成故障影响电力正常传输。
  当然除了上述造成故障的因素外,还有其他因素,如:绝缘老化、产品质量缺陷、过热等,具体见下图所示:
  二、电力电缆故障点定位方法分析
  1.声磁同步法
  当电力电缆出现过电压情况时,故障点被击穿很容易出现电弧,释放声波产生一定的震动,电缆本体也会同时向周围辐射冲击电磁波。为了精确的定位故障点,采用磁性天线可以很好的接收电磁波并将其放大以驱动电压表,电力电缆被击中一次,电压表的指针就会产生一次摆动。通过这一原理,在电力电缆故障点附近,通过观察电压表指针摆动和听电击声音,80%的可能就能判断故障点在这附近。当然这一方法也不是万能的,它对低阻或是金属性接地故障,或是故障点出现在长管内的情况不适用,容易出现误判。
  2.声测法
  这一电力电缆故障点定位方法主要适用于高阻或是闪络性故障,尤其是高压电缆绝缘层的检查多采用这一方法。它的原理是对电缆故障施加高压,强迫将故障点击穿出现放电情况,这时故障点间隙就会出现机械振动声音,传到地面后造成“啪、啪”声响,通过声音可以十分准确的对故障点进行定位。但是由于出现的声音容易受到外界干扰,因此也存在一定问题。
  3.跨步电压法
  跨步电压法的使用,主要是通过故障与接脉冲直流电源间,当电流经过故障点时,就会产生一跨步电压,通过定位仪探针就可以进行故障点定位。如:当接近故障点时电位差就会急速增大,在故障点出(处)达到最大值,使信号出现由大到小,再到大的变化过程。当2根定位仪探针在故障点正上方且距离相等时,电位指针指向零,就是故障点的位置。
  4.音频感应法
  音频感应法是进行电力电缆故障点定位最常使用的方法,多用于电阻小于10Ω的低阻故障的故障点定位,无论是两相短路、三相短路并接地,或是三相短路都可以对故障点进行精确定位。在进行故障点定位时,使用1KHZ音频信号发生器向待检测的电缆通音频电流,并产生电磁波,由地面探头进行电磁信号接收,再将其放大后传输至耳机。根据耳机内电磁信号的强弱来判定故障点的位置,当探头在电力电缆故障点前移动1-2m时,音频信号就会终端,由此判断出信号最强的地方为电力电缆的故障点准确无误。
  三、结语
  综上所述,电力电缆对于电力正常传输具有重要影响,而由于各种各样的因素导致电力电缆经常出现故障,造成巨大的经济财产损失。为了有效的控制电力电缆故障发生率,必须掌握成熟的电力电缆故障点定位技术,能够及时有效的对故障点位置进行确定,迅速排除相关因素,确保电力传输的正常进行。因此,在现 本文由m.lw54.com提供,毕业论文 网专业代写教育教学论文和毕业论文以及发表论文服务,欢迎光临lw54.com有的故障定点技术基础上,应该进一步深入研究,为保障电力行业的发展提供基础保障。
  (作者单位:南乐县供电公司)
  作者简介
  第一作者:袁伟新,男,河南南乐县人,汉族,大专学历,(南乐县供电公司,营销部,电力电缆方向)
  第二作者:李敬川,(南乐县供电公司,运维部)
  第三作者:张庆博(南乐县供电公司,运维部)