電力電纜故障相關(guān)探測(cè)技術(shù)的探索研究

駱楊 趙虹

(1.國(guó)網(wǎng)成都供電公司檢修公司配電運(yùn)檢工區(qū),四川成都 610000;2.國(guó)網(wǎng)成都供電公司,四川成都 610000)

電力電纜故障相關(guān)探測(cè)技術(shù)的探索研究

駱楊1趙虹2

(1.國(guó)網(wǎng)成都供電公司檢修公司配電運(yùn)檢工區(qū),四川成都 610000;2.國(guó)網(wǎng)成都供電公司,四川成都 610000)

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,用電需求不斷提升,電力電纜作為穩(wěn)定性好、安全性高的電力設(shè)備應(yīng)用越來(lái)越頻繁。因此,為了確保電力暢通,做好后勤保障,隨之而來(lái)的是對(duì)電力電纜運(yùn)行維護(hù)和故障探測(cè)技術(shù)要求的不斷提升。本文從電力電纜故障概述入手,分析了其故障的原因、類(lèi)別以及故障檢測(cè)原理,并以故障測(cè)距技術(shù)和故障定點(diǎn)技術(shù)為基礎(chǔ),提出了解決故障的相關(guān)探測(cè)技術(shù)。

電力電纜故障 相關(guān)探測(cè)技術(shù) 探索研究

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代化腳步的加快,我國(guó)各行各業(yè)對(duì)用電需求量日益提升,對(duì)電力行業(yè)提出了更多的要求,加之城市規(guī)劃發(fā)展、市政建設(shè)改造等客觀實(shí)際需要,大量10千伏及以上電壓等級(jí)的輸電線(xiàn)路也開(kāi)始遷改下地改造,所以作為電氣連接設(shè)備、分配電能的電力電纜重要性已不言而喻。目前國(guó)網(wǎng)成都供電公司所運(yùn)維管理的地下電纜規(guī)模已居全國(guó)第四,特別是自2013年上海“6.5”電纜故障事件、青島“11.22”管道燃爆事故發(fā)生以來(lái),伴隨著電力電纜使用的頻繁,在使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題對(duì)人們的生產(chǎn)生活造成了極大的影響,同時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)造成了巨大的浪費(fèi),因此,對(duì)于電力電纜故障相關(guān)探測(cè)技術(shù)的探索研究成為了當(dāng)今社會(huì)研究的重要課題之一。國(guó)網(wǎng)成都供電公司檢修公司配電運(yùn)檢工區(qū)作為10千伏-220千伏地下電纜運(yùn)維檢修的專(zhuān)業(yè)車(chē)間,結(jié)合實(shí)際工作對(duì)電力電纜故障的相關(guān)探測(cè)技術(shù)開(kāi)展了探索研究。

1 電力電纜故障概述

1.1 電力電纜故障原因

電力電纜引起故障的原因有很多,主要原因有以下幾方面:中部端口不適宜的位置、電纜內(nèi)含的不適宜的終端架構(gòu)、機(jī)械組織受到損傷、絕緣層受到退化和變質(zhì)、絕緣層的返潮、保護(hù)套受到的腐蝕、使用不合格的制備電纜材料、線(xiàn)路受到過(guò)量電壓的擊穿等原因[1]。

1.2 電力電纜故障分類(lèi)

按照電力電纜的外在形式,其故障可以分為串聯(lián)類(lèi)故障和并聯(lián)類(lèi)故障。在實(shí)踐中總結(jié)出,電力電纜的故障往往是以組合的形式發(fā)生的,常見(jiàn)的形式包括單相對(duì)地、兩相對(duì)地以及接地類(lèi)等。在有并聯(lián)接地或者相間絕緣下降的情況下,通過(guò)電纜的電流過(guò)大,導(dǎo)致導(dǎo)體折斷,產(chǎn)生斷路是故障發(fā)生的主要原因。

1.3 電力電纜故障檢測(cè)原理

根據(jù)不同的電纜性質(zhì),采取不同的故障檢測(cè)方法。常規(guī)的測(cè)距檢測(cè)技術(shù),主要包括以下三種:一是閃絡(luò)類(lèi)故障,應(yīng)選取直流情況下的閃絡(luò)辦法來(lái)測(cè)量;二是測(cè)量開(kāi)路類(lèi)及低阻類(lèi)故障,應(yīng)采取低壓下的脈沖反射法;三是高阻類(lèi)故障,應(yīng)選取沖擊閃絡(luò)路徑來(lái)解決,這類(lèi)故障在實(shí)際故障的發(fā)生頻率中,可以占到90%。

其故障檢測(cè)過(guò)程主要包括:一是診斷;二是測(cè)距;三是定點(diǎn)。首先,電力電纜發(fā)生故障后,檢測(cè)人員根據(jù)故障信息,初步判斷故障類(lèi)型和嚴(yán)重程度。其次,在電纜一端使用儀器確定故障距離。最后,根據(jù)故障距離,順著電纜路徑,找出故障位置,縮小檢測(cè)范圍,利用相關(guān)方法,確定精確故障點(diǎn)[2]。

2 電力電纜故障相關(guān)探測(cè)技術(shù)

2.1 電力電纜故障測(cè)距技術(shù)方法

電力電纜故障測(cè)距的技術(shù)方法主要分為兩類(lèi):

一是反射類(lèi)技術(shù)方法。在低壓狀態(tài)下(通常為150V),能夠測(cè)量的種類(lèi)有開(kāi)路故障類(lèi)、低阻故障類(lèi)以及電纜長(zhǎng)度測(cè)試。根據(jù)雷達(dá)原理,通過(guò)設(shè)定的流程,向預(yù)設(shè)的電纜內(nèi)輸入電壓偏低的脈沖,脈沖會(huì)順著路線(xiàn)前進(jìn),若遇到阻礙,脈沖會(huì)產(chǎn)生能夠被儀器所檢測(cè)的相關(guān)反射。利用入射波和反射波的時(shí)間差值,計(jì)算故障點(diǎn)位置,同時(shí)通過(guò)檢測(cè)得出脈沖的極性后,就可辨別真實(shí)的電纜故障:同一類(lèi)的發(fā)射類(lèi)和反射類(lèi)故障,屬于斷路類(lèi);反向性的發(fā)射類(lèi)和反射類(lèi)故障,屬于短路了。

二是電流量技術(shù)方法。電力電纜事故的出現(xiàn)伴有高阻類(lèi)和閃絡(luò)屬性,在發(fā)生事故的端點(diǎn),會(huì)凸顯阻抗達(dá)十倍的較大阻力。但是,通過(guò)脈沖反射法,會(huì)減少這種反射的幅度。因此,這種方法不適用于此類(lèi)故障。檢測(cè)高阻類(lèi)和閃絡(luò)屬性的故障。高壓閃絡(luò)測(cè)試法有兩種:一種是直閃法。施加直流電壓到被測(cè)試的電纜線(xiàn)路故障,當(dāng)電壓達(dá)到一定數(shù)值時(shí),故障點(diǎn)發(fā)生閃絡(luò)放電,利用其脈沖波及儀器上發(fā)射波的時(shí)間間隔,得出故障點(diǎn)距離;另一種是沖閃法。適用范圍有測(cè)試點(diǎn)泄露電流較大的故障、大于300歐姆的接地故障及直流高壓不易使故障點(diǎn)放電的閃絡(luò)故障。其原理是利用特有的球形間隔,融入到儲(chǔ)備電能和預(yù)設(shè)的線(xiàn)路中間,運(yùn)用可調(diào)節(jié)的升壓器,增加電容內(nèi)含的電壓,若到達(dá)預(yù)設(shè)數(shù)值,間隔會(huì)擊穿,電纜會(huì)得到電容釋放的電量。因此,電壓偏高的脈沖類(lèi)信號(hào)會(huì)附著到電纜上;事故點(diǎn)通過(guò)高壓脈沖信號(hào),會(huì)釋放擊穿的電能。通過(guò)解析放電帶有的電流形狀,可預(yù)測(cè)出線(xiàn)路內(nèi)故障點(diǎn)的真是距離。這兩種測(cè)試法的主要區(qū)別是電纜和高壓試驗(yàn)設(shè)備之間串接的球間隙[3]。

2.2 電力電纜故障定點(diǎn)技術(shù)方法

完成電力電纜故障測(cè)距后,只能得出故障的大體位置,需要通過(guò)故障定點(diǎn)技術(shù)測(cè)量出精確定點(diǎn)。

首先,通過(guò)同步屬性的聲磁類(lèi)信號(hào),確認(rèn)定點(diǎn)位置。具體方法是預(yù)先設(shè)置電壓偏高的信號(hào)設(shè)施及測(cè)試設(shè)施。運(yùn)用聲磁類(lèi)技術(shù),可測(cè)定出電纜帶有的高阻類(lèi)及閃絡(luò)屬性事故;在預(yù)設(shè)定點(diǎn)時(shí),可測(cè)定電纜帶有的路徑。

下一步為加快故障點(diǎn)釋放電能,要增添高壓類(lèi)信號(hào)。通過(guò)這一過(guò)程,帶有外皮的電纜線(xiàn),就會(huì)感應(yīng)到回路內(nèi)含的環(huán)流,在其附近產(chǎn)生具有脈沖屬性的磁場(chǎng)。在通常情況下,脈沖類(lèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)的干擾會(huì)大于電磁類(lèi)別的干擾。所以,通過(guò)預(yù)算的設(shè)施,可估測(cè)到磁場(chǎng)類(lèi)信號(hào)。通過(guò)辨識(shí)聲音,接納到脈沖類(lèi)別的磁信號(hào),可以得出以下結(jié)論:這種聲音產(chǎn)生的原因是由于故障點(diǎn)所釋放的電能。通過(guò)多次脈沖類(lèi)波形的辨識(shí),采納多次的精確探測(cè)。

3 結(jié)語(yǔ)

作為電力傳輸、分配以及連接電氣的具有穩(wěn)定性、安全性、可靠性的設(shè)備,電力電纜在當(dāng)今社會(huì)發(fā)揮著巨大的作用,已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各行各業(yè)。實(shí)踐證明,準(zhǔn)確、迅速的查找電力電纜的故障點(diǎn),對(duì)電力電纜故障的探測(cè)是非常有必要的,不僅能夠確保供電過(guò)程的穩(wěn)定性,更能夠降低故障成本,減少用電損失。因此,我們要加強(qiáng)學(xué)習(xí)、交流,積累經(jīng)驗(yàn),在實(shí)踐中探索解決電力電纜故障的新技術(shù)、新方法,促進(jìn)我國(guó)電力電纜事業(yè)的不斷發(fā)展,為我國(guó)各項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展做好保障。

[1] 盧業(yè)晟.淺談電力電纜故障探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用[J].低碳世界,2014,06:63-64.

[2] 陳景開(kāi).電力電纜故障探測(cè)技術(shù)探討[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2012,09:137-138.

[3] 寧會(huì)朋.基于小波分析法和行波組合法的電纜故障測(cè)距研究[J].東北石油大學(xué)學(xué)報(bào),2011.03:15-16.