电力电缆故障分析与故障点定位研究 赵树鹏

发表时间:2019/3/27   来源:《电力设备》2018年第29期   作者:赵树鹏
[导读] 摘要:随着我国国民经济的快速发展,电力电缆以其供电具有安全、可靠、美化城市布局等优点,在城市配电系统中获得了越来越广泛的应用。
        (国网大同供电公司运维检修部电缆运检室  370000)
        摘要:随着我国国民经济的快速发展,电力电缆以其供电具有安全、可靠、美化城市布局等优点,在城市配电系统中获得了越来越广泛的应用。我国电力基础设施的不断完善,给予了电力系统稳定运行必要的支持。实践过程中因运行环境条件、气候因素等不同影响因素的客观存在,使得电力电缆运行中受到了潜在的威胁,间接地加大了其故障发生率。然而,电力电缆故障是电力系统中的常见故障。电力电缆多数埋于地下使用,一旦发生电缆绝缘故障,很难较快地找到准确的故障位置。对其故障进行必要的分析,并落实好与之相关的故障点定位研究工作,从而为电力电缆的安全使用提供科学保障,并降低供电企业生产成本。电缆测距是排除电缆故障的前提条件,实现快速、准确的电缆故障测距可以缩短查找故障点的时间,有利于快速排除故障,减少由电缆故障带来的损失。
        关键词:定位;影响因素;基础设施;故障点;电力电缆;故障分析
        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。但是在电力电缆的使用过程中也是出现了各种的问题发生,重视电力电缆故障分析与故障点定位研究,有利于优化电力电缆长期使用中的工作性能,促使电力生产计划得以深入推进。因此,供电企业发展过程中为了降低电力系统的运行风险,保持电力电缆良好的运行工况,则需要加强其故障分析,且在丰富的实践经验、技术措施等要素的共同支持下,做好其故障点定位研究工作。必须提前对故障点进行精确定位,保持电力生产成木良好经济性,并增强电力电缆良好的实践应用效果。
        一、电力电缆在电力系统中的地位及应用情况
        自电荷的发现至近代电力作为主要能源的广泛使用,电力的传输与分配途径在不断的更新与发展。初始阶段,因电能的传输方式受到技术条件的制约,电能无法得到更大范围的推广使用。自100余年前电缆的发明,电力系统才得以迅猛发展。电缆以其具有安全、可靠、美化环境、敷设地下时不占用地面资源、对气候影响小、运行维护费用低、不可替代等特点做为能源传输媒介广泛应用于电力系统之中。
        电缆在经过数代人不断的研究制造与发展,电缆的电压等级已由最初的低电压向高电压及超高压等级发展,就我国现在研制生产的电缆已经达到35kv,63kv,110kv,甚至500kv等级。因电缆的使用优点较多,电缆的适用性大,电缆需求量也不断扩大,2000年以后,仅国内的交联电缆生产线就有近200条,年需求量达到450000——680000km,且电缆的年需求量在逐年快速增加。
        二、电力电缆故障分析与故障点定位研究的意义
        随着近代经济的不断发展,电力成为工农业设备的主要能源来源,电力线路承担着能源的传输任务,而电缆是电网连接设备的主要形式。近年国家对电网建设力度加大,我国的电力需求日益增长,电力电缆在电力系统中的使用日益广泛[m。但是,由于电缆的制造工艺、产品质量、电缆绝缘老化、安装运行环境以及外力作用等原因,电力电缆故障时有发生。电缆事故发生造成大面积停电或生产事故,致使经济受到重大损失,有时还会引起社会负面影响。而电缆事故发生时,事故类型复杂,事故点不易见、难于查找,尤其是敷设于水下、地下等隐蔽的场所,查找事故点非常困难,电缆事故点定位是排除电缆故障的前提条件,准确的电缆故障定位技术可以缩短查找故障点的时间,有利于快速排除故障,减少由电缆故障带来的损失。为此对电力电缆事故的分析一直是科研人员的研究方向,如何快速检测故障点,缩短故障查找时间,减少事故经济损失,仍是所有科研人员的研究目标。
        三、电力电缆故障分析
        在电能输送过程中,电力电缆发挥着重要的作用。但是,实践过程中由于受到多种因素的影响,使得电力电缆故障发生率加大,影响其实践应用效果的同时也对供电企业生产效益造成了较大的影响。因此,需要给予电力电缆故障分析更多的关注。

在此期间,为了更好地处理电力电缆故障,需要电力技术人员了解其故障类型。具体包括:若从表面现象来看,可知开放性故障与封闭性故障都隶属于电力电缆故障范畴;(2)若从故障发生位置来看,可知接头位置与电缆木体故障都隶属于电力电缆故障范畴;(3)若以电阻特性为分类依据,则可将电力电缆故障分为:断线、混合及混线这三种故障,且不同类型的电力电缆故障产生的作用效果有所差异。这些方面的不同内容,客观地说明了分类依据不同,所得到的电力电缆故障类型也有所区别。因此,在处理电力电缆故障的过程中,电力技术人员需要根据实际情况,全面提高对不同类型电力电缆故障的正确认识,从而为我国电力生产水平的不断提升及供电企业生产效益增加提供保障,并实现电力电缆运行中潜在影响因素的科学处理、
        四、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,或是故障点处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,在故障点处(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102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。
        小结:当前形势下电力电缆运行环境复杂程度的加深,影响着其实践应用中的安全性能。在此背景下,为了使电力电缆运行能够达到电力系统要求,需要对其故障进行深入分析,并加强电力电缆故障点定位研究工作。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。最终限度地满足电力系统稳定运行需求,更好地适应时代的发展要求。
        参考文献:
        [1]龚道华.电力电缆故障分析与故障点定位[J].低碳世界,2016,(35):95-96.
        [2]翟浩.电力电缆故障在线监测及预警系统的研究[D].东南大学,2016,(03):08-20.
        [3]高篙.电力电缆故障点检测的研究[D].哈尔滨理工大学,2016(03):12-23.
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