一種非金屬性接地故障及其故障點定位的方法

張文武，程 沖（國電福州發電有限公司，福建 福州 350309）

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一種非金屬性接地故障及其故障點定位的方法

張文武，程 沖
（國電福州發電有限公司，福建 福州 350309）

〔摘 要〕介紹了某火力發電廠斗輪機6 kV電纜發生非金屬性接地故障導致跳閘停運事故，分析在沒有電纜故障測試儀的情況下3種查找故障點的方法，提出采用直流耐壓儀加壓與紅外成像儀掃描的技術快速定位故障點的方法，保證設備及時恢復運行。

〔關鍵詞〕電纜；接地點；直流耐壓儀；紅外成像儀

0 引言

電力已經成為當代人們生活和工作不可或缺的組成部分。電纜在用電過程中扮演著重要的角色，一旦電纜線路發生故障，就會造成通訊或電力的中斷。如不能及時查出故障并迅速予以排除，就會造成很大的經濟損失和不良的社會影響。因而，快速查找、排除電纜故障已經成為當前電力企業的重點工作之一。

現在國內外都有比較先進的電纜故障測試儀，可以快速準確判斷電纜故障類型及故障點。但在沒有電纜故障測試儀的情況下，用傳統試驗設備快速準確找到故障點，特別是高阻非金屬性接地故障點，也是電氣維護人員需要掌握的技能。現結合生產現場發生的電纜故障，分析在不使用電纜故障測試儀的情況下查找故障點的方法。

1 事件發生及處理過程

某2×600 MW火力發電廠斗輪機因6 kV電纜發生接地故障跳閘停運。經查，該斗輪機6 kV側開關綜保裝置零序保護動作，開關跳閘，就地檢查未發現明顯故障點。

該斗輪機的開關是2號高廠變B分支上的一個饋線開關。根據故障波形可以看出，故障發生時B相電壓約降低到1.8 kV（正常相電壓為3.46 kV），A相電壓約升高到5.68 kV，C相電壓約升高到4.63 kV，2號高廠變B分支零序電流最高值為262.5 A。通過電壓、電流值可以判斷，B相發生非金屬性接地故障，從而導致斗輪機6 kV側開關綜保裝置零序保護動作（零序保護定值為200A，0.1 s）。由于該斗輪機的電纜總長有2 000多m，在就地通過轉接箱轉接，從轉接箱用兆歐表分段測絕緣排查，最終確定故障出現在斗輪機卷纜上。這段電纜長度100多m，屬于軟電纜，對其外觀進行檢查，并未發現明顯的燒焦、燒糊、破損點，但測量電纜對地絕緣只有幾百千歐。

在沒有專用故障測試儀器的情況下，電氣維護人員嘗試用以下3種辦法查找故障點。

（1） 方法1：用交流電焊機對電纜進行通電流，當電流通過后，故障點會故障發熱?？梢酝ㄟ^測量溫度，對故障點進行判斷。

過程及結論：將電纜接入電焊機系統后，由于故障點屬非金屬性接地，接地電阻較大，電焊機電壓太低，幾乎沒有電流，加壓超過10 min，電纜溫度沒變化，因此用交流電焊機加壓無法定位此種非金屬性接地故障點。

（2） 方法2：用直流耐壓儀對電纜做耐壓試驗，加壓到一定電壓使電纜故障點擊穿。

過程及結論：用直流耐壓儀對電纜直接加壓，由于電纜整體絕緣性能低，直流耐壓不能通過，且加壓時間短也無法定位故障點。

（3） 方法3：用直流耐壓儀對電纜施加直流電壓（緩慢升壓），故障點由于絕緣性能差，泄漏電流自然增大，持續加壓，故障點就會發熱，并采用紅外成像儀對電纜進行快速分段掃描。

過程及結論：用直流耐壓儀對電纜緩慢升壓到6 kV左右，泄漏電流逐漸增大但絕緣沒有擊穿，然后持續加壓。用紅外成像儀對電纜進行分段掃描，很快就發現有一個發熱點，在短短的幾分鐘內，此點溫度從25 ℃升到55.3 ℃，短時溫升達到30.3 ℃，而其他位置溫度基本不變。由此判斷，發熱點即為故障點。將發熱點剝開檢查發現，B相屏蔽線已發黑斷股，并且發熱點兩端7-8 m內屏蔽層都已發黑，具體如圖1所示。

圖1 故障點示意

采用方法3成功定位了電纜接地點。由于這種卷纜是進口電纜，采購周期長，當時通過切除故障段，使整根電纜縮短了約20 m，做剩余電纜絕緣測試，結果正常，然后調整斗輪機行程限位后，斗輪機恢復正常運行。

2 結束語

采用紅外成像儀與直流耐壓儀成功定位了6 kV電纜接地點。該方法操作相對簡單，對試驗設備要求也不高。特別是在查找電纜非金屬性接地故障時，用電纜故障測試儀靈敏度不高，而利用直流耐壓儀加壓能使故障點發熱溫度變化明顯，再結合紅外成像儀掃描測溫更容易查找到故障點。

參考文獻：

1 天津電氣傳動設計研究所.電氣傳動自動化手冊（第2版）［M］.北京：機械工業出版社，2005.

2 李正吾，趙文瑜.新電工手冊［M］.合肥：安徽科學技術出版社，2000.

收稿日期：2015-03-30；修回日期：2015-12-20。

作者簡介：

張文武（1971-），男，高級工程師，主要從事火力發電廠電氣設備維護管理工作，email：1060855383@qq.com。

程 沖（1985-），女，助理工程師，主要從事火力發電廠電氣設備維護工作。