电力电缆的运行维护与故障分析

发表时间:2020/6/30   来源:《基层建设》2020年第7期   作者:徐伟 陈佳 叶志豪 沈斌 凌立勇
[导读] 摘要:我国经济建设的快速发展,人们生活水平的提高,对于能源的需求与日俱增。
        国网上海电缆公司  上海  200072
        摘要:我国经济建设的快速发展,人们生活水平的提高,对于能源的需求与日俱增。社会经济的发展促进人民生活水平的提升,而生活水平的提升也产生了更多的供电需求。如果在电网运行的过程中出现了电力电缆故障,不仅会影响人们日常生产生活,同时还会直接造成维修费用大量增加。
        关键词:电力电缆;运行维护;故障分析
        引言
        我国电力行业发展至今取得了非常不错的成就和成果,为我国基础建设贡献力量。随着经济的迅速发展,城市内部空间越来越少,而社会对电力的需求日益增加,电力电缆得到了广泛的使用,节省了大量空间,电力线路中电缆的比例越来越高。由于电缆质量、老化变质、机械损伤、安装工艺等因素,电力电缆经常会发生故障。电力电缆深埋地下,导致电力电缆的运维和检修变得十分困难,一旦发生故障就会对人们日常生活造成巨大影响,因此需要加快电力电缆的运行维护与故障分析。
        1电力电缆常见故障类型
        在一般的运行情况下,电力电缆常见的故障类型主要有三种:第一,接地故障;第二,短路故障;第三,断线故障。若通过故障的绝缘特性来进行进一步的划分,则可以将这三种故障划分为开路、高阻、低阻故障。在这三种故障情况下,无论何种都会对电网运行产生影响,也正因此,相关工作人员必须及时对故障进行判断分析并按照相关要求进行检修,尽快使电网正常运行。
        2电力电缆的运行维护
        电力电缆运行维护的主要工作内容包括电力电缆接头监控、线路巡视、线路的反外损措施、定期红外测温等。1.接头监控主要是对电力电缆的导体、屏蔽层、绝缘层、保护层进行监控,以保证接头安装工艺符合相关标准的要求;2.线路巡视包括变电站周期巡视与重要线路的保电特巡,巡视人员必须做好巡视前准备,并严格遵循作业流程图与巡视标准要求才能较好完成线路巡视工作;3.反外损措施的核心是结合具体情况进行;4.定期红外测温,可以提前发现电力电缆的故障隐患并及时消除,红外测温仪与检测环境条件是完成这项工作的关键。电力电缆线路的反外损措施、定期红外测温属于常规性维护工作,是电力电缆运行维护工作的重点。首先,在对电力电缆进行安装前,对敷设电缆位置要进行严格考察,以确保其周围地质不会使电缆发生位移情况。在电缆安装过程中,要仔细做好两条电缆接口处理,保证接口接触良好且密封。其次,对电缆沟、终端接头进行定期清扫、清洁。如果在清扫过程中发现终端盒内存在间隙,就要报告检修人员,让其填充同质绝缘剂以确保终端盒时刻处于充实状态。清扫中如果发现电缆腐蚀严重、电缆支架摇摇欲坠等情况,检修人员要及时刷上一定量的防锈漆并对电缆支架进行加固处理。再者,做好电缆防腐工作。在对电力电缆进行日常检查中,如果发现局部地区电缆外层发生严重腐蚀,应对电缆所处地区土壤、气候进行分析。1.接头监控,严格按技术标准监控接头制作是电力电缆接头监控工作的核心。为高质量完成这项工作,监控人员需要做好环境清洁与防雨、清理安装工具、端部电缆“加热校直”等工作。此外,剥切电力电缆、电力电缆接头导体的连接、电力电缆接头预制件的安装、接地线的焊接与连接等环节也需要严格的监控,以保证高质量完成电缆的运行维护。2.反外损措施,电力电缆线路的反外损工作必须明确各相关单位的责任,实现不同情况下电缆反外损措施的落实,才能高质量完成反外损工作。具体到建设单位、施工单位、电力公司都要承担保护道路地下管网的责任。其中,施工单位需要承担编制施工组织设计、信息化施工、做好保护道路地下管线较低工作、施工组织设计变更具备完备的合法手续等具体保护道路地下管线的责任。不同的施工项目,如直埋电缆、电缆排管、地下通道穿越电缆排管、顶管及非开挖施工等,需要采取不同的反外损措施。


        3电力电缆故障检测方法及技术要求
        3.1电桥法
        电桥检测法又被称为“经典电桥法”,是应用最为广泛以及应用历史最为悠久的电缆故障检测技术,但因为无法满足现在电力行业的需求,已经逐渐被淘汰。电桥检测法将被测电缆的故障相与非故障相连接构成小桥,通过调节桥臂上的可调电阻器使得电桥处于一个平衡状态,然后利用桥臂电阻比算出电阻值,而电缆的长度与电阻是成正比的,从而可以根据电阻值算出电缆故障距离。电桥法是比较传统经典的电路故障检测方法,它操作简单、方便而且精确度高,非常适合于电缆接地和短路故障的检测,缺点是不适用于检测高阻与闪络性故障,因为在故障电阻很高的情况下,电桥通过的电流很小,一般灵敏度的仪表很难探测到。电桥法检测时还需要知道电缆的材质、长度等原始资料,若是由不同截面的电缆组成时,还需对电阻等进行换算,此外,电桥法也不能测量三相短路或短路故障,也不适合用于高电阻设备。
        3.2冲击放电声测法
        所谓侧声测法就是通过相应设备针对电容器进行储能与充电处理,电压在达到某数值后将击穿点球,同时电容器与放电设备中存在的电能也会通过球间隙对电缆故障点进行放电,进而形成特定声波。电缆故障出测位置处,以电缆为基础,使用拾音设备可及时发现从故障点穿出的电波,进而明确电缆故障点。
        3.3低压脉冲法
        低压脉冲法主要应用于三种情况,即电缆的开路、短路及低阻故障。断路故障的反射脉冲与发射脉冲极性相同,而短路故障的反射脉冲与发射脉冲极性相反。这种方法适用范围较小,仅针对电阻小于100Ω的短路及断路故障。
        3.4高压闪络技术
        如果电力电缆存在有故障点时,在通入高压后其会因击穿而产生闪络放电现象,此时促使原来电缆高阻故障变为短路及反射。而闪络技术地应用则是通过分析这一过程中所形成反射波波形数据,之后将电缆故障点测试出来。结合实践来看,高压闪络技术根据电压施加区域不同,主要有直闪与冲闪这两类,简单来说前者即为电缆故障处直接施加电压,后者则为球间隙施加。
        3.5声磁信号接收定点法
        声磁同步法也就是声磁信息同步接收测寻方法。让冲击直流电压通过电缆向故障位置进行放电,放电时地面会与电缆保护套的回路形成感应环流,这时电缆附近将形成完善的脉冲磁场环境,这就是声磁同步法的主要原理。同时对于电缆故障点信号与脉冲磁场信号需使用接收设备进行接收。当电缆故障位置与麦克风的距离较近时,闪络音极大。工作人员在测寻故障位置时,只要发现脉冲磁场信号就可,就可判断是否为故障点形成的信号,而与故障点之间的距离也相对较短。接收设备检测到的磁信号和声信号间隔时间最短位置就是电缆故障点。在精准定点电缆故障时,结合故障区域电阻的大小可使用不同的寻测方法。通常情况下,4/5左右的电缆故障主要为故障电阻不为0的接地非金属电缆故障,这个使用生测法精准检测到电缆故障位置。受到客观因素影响,实际工作期间,故障电阻与声音效果之间具有正比关系,对剩余的电缆故障使用生测法的效率较弱,所以只能使用声磁同步法。
        结语
        电力电缆是我国电网系统中关键组成部分,电力电缆正常稳定运行直接影响着电网系统有效运行。因此,电力电缆检查和电缆故障测寻更是保证电网正常运行工作重中之重,必须不断提升电力电缆测寻技术才能加快电缆故障点查找和解决,以确保人们日常生产、生活电力所需和国家安全稳定。
        参考文献:
        [1]朱博.长距离电力电缆绝缘在线监测及故障定位技术研究[D].哈尔滨理工大学,2015.
        [2]梁永春.高压电力电缆温度场和载流量评估研究动态[J].高电压技术,2016(4):1142-1150.
        [3]周远翔,赵健康,刘睿,等.高压/超高压电力电缆关键技术分析及展望[J].高电压技术,2014(9):2593-2612.
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