电力电缆故障分析与诊断方法的研究 芦永来

发表时间:2020/8/12   来源:《电力设备》2020年第10期   作者:芦永来
[导读] 摘要:电力电缆直接连接着各类电气设备,在电网运行过程中起着关键作用,一旦出现故障,不仅会影响电网正常运行,还会产生大量的故障维修费用。
        (青海盐湖镁业有限公司  青海省格尔木市  816000)
        摘要:电力电缆直接连接着各类电气设备,在电网运行过程中起着关键作用,一旦出现故障,不仅会影响电网正常运行,还会产生大量的故障维修费用。在这样的情况下,需要对电力电缆故障及原因进行迅速准确的判断分析,才能有效减少电力电缆的维修费用及修复时间。本文对电力电缆故障以及诊断的防范进行了简单的探讨,以供相关人员的参考。
        关键词:电力电缆;故障
        1电力电缆常见故障及分析
        1.1、电缆自身的质量缺陷
        一些不法商家为了节约成本,在进行电力电缆生产时均普遍采用标准公差,这样生产出的电缆安全系数达不到国家要求,如电缆头附件加工达不到工艺要求等。由于电力电缆自身质量缺陷也容易使电缆外层老化加快和使用寿命缩短。
        1.2、电缆表面被损坏
        电力电缆长期裸露在室外,容易受到风吹日晒而引起表层老化;并且电缆外表层是塑料,在酸雨腐蚀下,电缆表层极易开裂。电缆表皮破坏使得电缆直接裸露在空气中,电缆接口处容易进水引发电缆故障。
        1.3、其他故障
        电力系统运行中常见的电缆故障分为开路故障、低电阻故障和高电阻故障3类。(1)开路故障主要表现为电力电压无法通过电缆设备正常传输到终端,断线故障是这类故障的典型;(2)低电阻故障是指电缆接地绝缘出现故障,短路故障是这类故障的典型;(3)高电压击穿绝缘层现象是电缆高电阻故障的具体表现,闪络性是这类型故障的特点。
        2、电缆故障检测方法及技术要求
        2.1、电力电缆的故障检测步骤
        电力电缆故障的探测主要通过以下三个步骤进行:第一,故障诊断;第二,故障测距;第三,故障定位。其中故障诊断主要是对电缆性质进行分析,在此基础上选择正确的测试方式,从而使得测试时间能够大大缩短[2]。而故障测距主要是通过低压脉冲波对电缆长度进行有效测算,从而对电缆测试全长及实际全长有一个掌握。如果出现的是闪络性故障,则需要采用直流闶络法来进行测算,从而得到故障点到测试端的距离范围数,并通过已有参数进行测算评估。最后通过测算出来的故障点距离范围利用声测来对故障点进行更加准确的定位。
        2.2、电力电缆的故障检测方法
        2.2.1、测声法
        测声法指的是结合电力电缆出现故障时所形成的放电声音来对故障源予以查找的方式。此方式通常运用于查找电缆芯线出现的闪络放电故障。对测声法予以运用的过程中,需要借助直流耐压试验机设备对电缆中的电容器进行充电,当其电压值达到一定程度时,试验机放电位置会对电缆故障位置的芯线进行放电,此时故障位置的芯线又会对电缆绝缘层进行放电,同时伴随“滋滋”的声音,就处在地面的电力电缆而言,维修人员可通过听觉将故障位置找到;如果电缆被埋在地下,维修工人员则需明确电缆方向,可在较为安静的环境中,运用医用听诊器以及耳聋助听器等相关设备,即将设备贴近地面,随着电缆敷设方向仔细的进行查找,若听见“滋滋”的声音,那么此位置就属于电缆存在故障的位置。维修人员在运用测声法对电力电缆故障源予以查找的过程中,需注意人身安全,设置专人监视电缆末端以及设备末端。
        2.2.2、电容电流测定法
        电缆在运行中,不管电力对地或是相邻两电缆线间,电容均较大,并且均匀分布在电力电缆之中。同时,电容量和电缆长度之间呈正比例关系,对电容电流予以测量,能够有效的测出出现故障的位置。在运用电容电流测定法的过程中,涉及到的设备主要为交流毫安表、单相调压器以及交流电压表。开展故障诊断工作的过程中,应先借助交流毫安表测量电力电缆普段全部芯线的电容电流值,然后再对电力电缆末端芯线的电容电流值进行测量,进而把完好芯线和断线芯线的电容比算出,和计算结果相结合,对电力电缆芯线断线的大概位置作出判断。

在实际测量时,要想降低测量的误差,并准确找到故障位置,需确保电流表读数的准确性以及精确测量电缆总长度。
        3、电力电缆的运行维护措施
        3.1、加强日常动态巡查
        为了保障电力电缆线路的安全稳定运行,在日常的维护管理过程中定期对电力电缆线路实施日常动态巡查十分必要。相关工作人员可以制定日常的巡查计划表并采取定期巡查方式进行日常维护管理。这种动态巡查的方式不仅可以进一步提高巡查工作的开展效率,同时能够合理分配规划人员的巡查工作。与此同时,还需要充分结合当地的实际气候条件及环境情况来安排人员进行巡查工作的开展。
        3.2、规范状态检修管理方法
        操作变压器的过程中,工作人员需结合电力电缆的状态检修管理规章制度,对具体操作予以落实,并注重电力电缆的空载变压,确保能够将电压偏差控制在科学的范围中,进而让变压器在空载的状态中,依然能够维持稳定的电压输出[4]。在直流回路操作方面,对电力电缆予以状态检修的过程中,由于安全风险较高,工作人员应严格按照有关规定开展各项操作,不能因为电力电缆系统中存在直流保护系统而随意的进行操作,同时还需增强自身责任意识,确保直流回路操作的规范性,进而让系统维持在安全、稳定的运行状态。倒闸属于较为常规的状态检修环节,在具体操作中,工作人员需对倒闸操作票予以正确的填写,并落实好设备状态检修管理工作,确保电网稳定、安全的运行。此外,需落实好对接电线装设管理工作。在使用电气设备时,普通设备中存在静电感应电压,应用正确的方式将设备中的电压负荷放掉,并且对电力电缆系统装设接地线时,需重视对绝缘棒的正确运用,佩戴好绝缘手套,准确连接接地端和导体端,进而确保接地效果,加强操作安全性。
        3.3、加大电力电缆保护区的维护工作力度
        若施工工作是在电力电缆保护区内开展,那么应该进一步加强电力电缆的维护及管理,需要确保专业的工作人员进行现场施工,在进行现场施工的监督与管理的过程中,需要重点关注现场电力电缆线路的维护。如果在施工过程中出现了电缆被破坏的现象,那么必须及时安排专业人员来尽快完成排查检修,从而保障电网能够迅速恢复,安全稳定供电。除此之外,在施工过程中,电力电缆的维护人员还需对保护区内的有关建筑及环境条件进行定期巡查,注意土壤是否有下沉现象,避免在施工的过程中出现线路外露。在进行维护巡检时,为了防止电力电缆外露对电网运行造成影响,需要制定计划进行定期的线路维护。如果在巡检的过程中发现由于保护不当出现的线路外露现象,需要及时进行探测巡查,巡查过程中,需要重点关注以下几点:第一,电力电缆的外部保护及中间头是否完好,避免出现腐蚀及缺失;第二,接线端子选用是否满足相关要求,如果线路出现问题,应该及时进行修复,对损坏配件进行更换。
        结束语
        总而言之,电力电缆这一电能传输重要载体是电力系统安全运行的关键,电力电缆故障是电力系统运行中最常见的故障,电力电缆故障会对电力系统运行的安全性与可靠性造成严重的负面影响。电力电缆的运行维护与故障探测是电力企业的重要工作内容,为了保证这项工作的顺利展开,需要对电力电缆的运行维护与故障探测展开深入具体的分析。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]翟荣刚,杨威,高原,沙静.电力电缆运行故障仿真分析研究[J].合肥学院学报(综合版),2020,37(02):75-80.
        [2]赵尊慧,孙廷玺,郑柒拾,王升,孔德武.基于脉冲差分的高压电缆故障定位方法及设备研究[J].电测与仪表,2020,57(08):64-69.
        [3]阎立宇.高压电力电缆护层电流在线监测及故障诊断技术[J].电气技术与经济,2020(Z1):16-17.
        [4]夏玉强.高压电缆故障的分析判断和故障点查找[J].电工技术,2020(07):138-139+142.
        [5]任广为,段玉杰,黄梁英,杨三泉.基于故障点电流检测法的高压电缆故障研究[J].科技创新导报,2020,17(06):27-29+31.
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