電力電纜作為電力線路的一部分,因其故障幾率低、安全可靠、出線靈活而得到廣泛應(yīng)用。 無(wú)論是高壓電纜或低壓電纜,在施工安裝、運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常因短路、過(guò)負(fù)荷運(yùn)行、絕緣老化或外力作用等原因造成故障。電纜故障可概括為接地、短路、斷線三類,其故障類型主要有以下幾方面:
①三芯電纜一芯或兩芯接地。
②二相芯線間短路。
③三相芯線*短路。
④一相芯線斷線或多相斷線。
對(duì)于直接短路或斷線故障用萬(wàn)用表可直接測(cè)量判斷,對(duì)于非直接短路和接地故障,用兆歐表?yè)u測(cè)芯線間絕緣電阻或芯線對(duì)地絕緣電阻,根據(jù)其阻值可判定故障類型。
故障類型確定后,查找故障點(diǎn)并不是一件容易的事情,下面根據(jù)本人對(duì)電力電纜多年摸索的經(jīng)驗(yàn),介紹幾種查找故障點(diǎn)的方法,以供參考。
2 電纜故障點(diǎn)的查找方法
(1)測(cè)聲法:
所謂測(cè)聲法就是根據(jù)故障電纜放電的聲音進(jìn)行查找,該方法對(duì)于高壓電纜芯線對(duì)絕緣層閃絡(luò)放電較為有效。此方法所用設(shè)備為直流耐壓試驗(yàn)機(jī)。電路接線如圖1所示,其中SYB為高壓試驗(yàn)變壓器,C為高壓電容器,ZL為高壓整流硅堆,R為限流電阻,Q為放電球間隙,L為電纜芯線。
當(dāng)電容器C充電到一定電壓值時(shí),球間隙對(duì)電纜故障芯線放電,在故障處電纜芯線對(duì)絕緣層放電產(chǎn)生“滋、滋”的火花放電聲,對(duì)于明敷設(shè)電纜憑聽(tīng)覺(jué)可直接查找,若為地埋電纜,則首先要確定并標(biāo)明電纜走向,再在雜噪聲音zui小的時(shí)候,借助耳聾助聽(tīng)器或醫(yī)用聽(tīng)診器等音頻放大設(shè)備進(jìn)行查找。查找時(shí),將拾音器貼近地面,沿電纜走向慢慢移動(dòng),當(dāng)聽(tīng)到“滋、滋”放電聲zui大時(shí),該處即為故障點(diǎn)。使用該方法一定要注意安全,在試驗(yàn)設(shè)備端和電纜末端應(yīng)設(shè)專人監(jiān)視。
(2)電橋法:
電橋法就是用雙臂電橋測(cè)出電纜芯線的直流電阻值,再準(zhǔn)確測(cè)量電纜實(shí)際長(zhǎng)度,按照電纜長(zhǎng)度與電阻的正比例關(guān)系,計(jì)算出故障點(diǎn)。該方法對(duì)于電纜芯線間直接短路或短路點(diǎn)接觸電阻小于1Ω的故障,判斷誤差一般不大于3m,對(duì)于故障點(diǎn)接觸電阻大于1Ω的故障,可采用加高電壓燒穿的方法使電阻降至1Ω以下,再按此方法測(cè)量。
測(cè)量電路如圖2所示,首先測(cè)出芯線a與b之間的電阻R1,則R1=2Rx+R,其中Rx為a相或b相至故障點(diǎn)的一相電阻值,R為短接點(diǎn)的接觸電阻。再就電纜的另一端測(cè)出a′與b′芯線間的直流電阻值R2,則R2=2R(L-X)+R,式中R(L-X)為a′相或b′相芯線至故障點(diǎn)的一相電阻值,測(cè)完R1與R2后,再按圖3所示電路將b′與c′短接,測(cè)出b、c兩相芯線間的直流電阻值,則該阻值的1/2為每相芯線的電阻值,用RL表示,RL=Rx+R(L-X),由此可得出故障點(diǎn)的接觸電阻值:R=R1+R2-2RL,因此,故障點(diǎn)兩側(cè)芯線的電阻值可用下式表示:Rx=(R1-R)/2,R(L-X)=(R2-R)/2。Rx、R(L-X)、RL三個(gè)數(shù)值確定后,按比例公式即可求出故障點(diǎn)距電纜端頭的距離X或(L-X):X=(RX/RL)L,(L-X)=(R(L-X)/RL)L,式中L為電纜的總長(zhǎng)度。
采用電橋法時(shí)應(yīng)保證測(cè)量精度,電橋連接線要盡量短,線徑要足夠大,與電纜芯線連接要采用壓接或焊接,計(jì)算過(guò)程中小數(shù)位數(shù)要全部保留。
(3)電容電流測(cè)定法:
電纜在運(yùn)行中,芯線之間、芯線對(duì)地都存在電容,該電容是均勻分布的,電容量與電纜長(zhǎng)度呈線性比例關(guān)系,電容電流測(cè)定法就是根據(jù)這一原理進(jìn)行測(cè)定的,對(duì)于電纜芯線斷線故障的測(cè)定非常準(zhǔn)確。測(cè)量電路如圖4所示,使用設(shè)備為1~2kVA單相調(diào)壓器一臺(tái),0~30V、0.5級(jí)交流電壓表一只,0~100mA、0.5級(jí)交流毫安表一只。
測(cè)量步驟:
①首先在電纜首端分別測(cè)出每相芯線的電容電流(應(yīng)保持施加電壓相等)Ia、Ib、Ic的數(shù)值。
②在電纜的末端再測(cè)量每相芯線的電容電流Ia′、Ib′、Ic′的數(shù)值,以核對(duì)完好芯線與斷線芯線的電容之比,初步可判斷出斷線距離近似點(diǎn)。
③根據(jù)電容量計(jì)算公式C=1/2πfU可知,在電壓U、頻率f不變時(shí)C與I成正比。因?yàn)楣ゎl電壓的f(頻率)不變,測(cè)量時(shí)只要保證施加電壓不變,電容電流之比即為電容量之比。設(shè)電纜全長(zhǎng)為L(zhǎng),芯線斷線點(diǎn)距離為X,則Ia/ Ic=L/X,X=( Ic/ Ia)L。
測(cè)量過(guò)程中,只要保證電壓不變,電流表讀數(shù)準(zhǔn)確,電纜總長(zhǎng)度測(cè)量,其測(cè)定誤差比較小。
(4)零電位法:
零電位法也就是電位比較法,它適應(yīng)于長(zhǎng)度較短的電纜芯線對(duì)地故障,應(yīng)用此方法測(cè)量簡(jiǎn)便,不需要精密儀器和復(fù)雜計(jì)算,其接線如圖5所示,測(cè)量原理如下:將電纜故障芯線與等長(zhǎng)的比較導(dǎo)線并聯(lián),在兩端加電壓E時(shí),相當(dāng)于在兩個(gè)并聯(lián)的均勻電阻絲兩端接了電源,此時(shí),一條電阻絲上的任何一點(diǎn)和另一條電阻絲上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的電位差必然為零。反之,電位差為零的兩點(diǎn)必然是對(duì)應(yīng)點(diǎn)。因?yàn)槲⒎淼呢?fù)極接地,與電纜故障點(diǎn)等電位,所以,當(dāng)微伏表的正極在比較導(dǎo)線上移動(dòng)至指示值為零時(shí)的點(diǎn)與故障點(diǎn)等電位,即故障點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。
圖中K為單相閘刀開(kāi)關(guān),E為6V蓄電池或4節(jié)1號(hào)干電池,G為直流微伏表,測(cè)量步驟如下:
①先在b和c相芯線上接上電池E,再在地面上敷設(shè)一根與故障電纜長(zhǎng)度相等的比較導(dǎo)線S,該導(dǎo)線要用裸銅線或裸鋁線,其截面應(yīng)相等,不能有中間接頭。
②將微伏表的負(fù)極接地,正極接一根較長(zhǎng)的軟導(dǎo)線,導(dǎo)線另一端要求在敷設(shè)的比較導(dǎo)線上滑動(dòng)時(shí)能充分接觸。
③合上閘刀開(kāi)關(guān)K,將軟導(dǎo)線的端頭在比較導(dǎo)線上滑動(dòng),當(dāng)微伏表指示為零時(shí)的位置即為電纜故障點(diǎn)的位置。
電力電纜出故障,檢修難度較大,危險(xiǎn)性也大,因此在檢修、試驗(yàn)時(shí)應(yīng)特別加以注意。
1 工作前的準(zhǔn)備工作
電力電纜停電工作應(yīng)填用*種工作票,不需停電的工作應(yīng)填用第二種工作票。工作前應(yīng)詳細(xì)查閱有關(guān)的路徑圖、排列圖及隱蔽工程的圖紙資料,必須詳細(xì)核對(duì)電纜名稱,標(biāo)示牌是否與工作票所寫(xiě)的相符,在安全措施正確可靠后方可開(kāi)始工作。
2 工作中的注意事項(xiàng)
工作時(shí)必須確認(rèn)需檢修的電纜。需檢修的電纜可分為2種:
(1)終端頭故障及電纜體表面有明顯故障點(diǎn)的電纜。這類故障電纜,故障跡象較明顯,容易確認(rèn)。
(2)電纜表面沒(méi)有暴露出故障點(diǎn)的電纜。 對(duì)于這類故障電纜,除查對(duì)資料,核實(shí)電纜名稱外,還必須用電纜識(shí)別儀進(jìn)行識(shí)別,使共與其他運(yùn)行中的帶電電纜區(qū)別開(kāi)來(lái),尤其是在同一斷面內(nèi)有眾多電纜時(shí),嚴(yán)格區(qū)分需檢修的電纜與其他帶電的電纜尤為重要。同時(shí)這也可以有效地防止由于電纜標(biāo)牌掛錯(cuò)而認(rèn)錯(cuò)電纜,導(dǎo)致誤斷帶電電纜事故的發(fā)生。 鋸斷電纜必須有可靠的安全保護(hù)措施。鋸斷電纜前,必須證實(shí)確是需要切斷的電纜且該電纜無(wú)電,然后,用接地的帶木柄(用環(huán)氧樹(shù)脂柄)的鐵釬釘入電纜芯后,方可工作。扶木柄的人應(yīng)戴絕緣手套并站在絕緣墊上,應(yīng)特別注意保證鐵釬接地的良好。工作中如需移動(dòng)電纜,則應(yīng)小心,切忌蠻干,嚴(yán)防損傷其他運(yùn)行中的電纜。電纜頭務(wù)必按工藝要求安裝,確保質(zhì)量,不留事故隱患。 電纜修復(fù)后,應(yīng)認(rèn)真核對(duì)電纜兩端的相位,先去掉原先的相色標(biāo)志,再套上正確的相色標(biāo)志,以防新舊相色混淆。
3 高壓試驗(yàn)時(shí)的注意事項(xiàng)
電纜高壓試驗(yàn)應(yīng)嚴(yán)格遵守《電業(yè)安全工作規(guī)程》。即使在現(xiàn)場(chǎng)工作條件較差的情況下,對(duì)安全的要求也不能有絲毫的降低。分工必須明確,安全注意事項(xiàng)應(yīng)詳細(xì)布置。試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)裝設(shè)封閉式的遮攔或圍欄,向外懸掛“止步,高壓危險(xiǎn)!”標(biāo)志牌,并派人看守。尤其是電纜的另一端也必須派人看守,并保持通訊暢通,以防發(fā)生突發(fā)事件。試驗(yàn)裝置、接線應(yīng)符合安全要求,操作必須規(guī)范。試驗(yàn)時(shí)注意力應(yīng)集中,操作人員應(yīng)站在絕緣墊上。變更按線或試驗(yàn)結(jié)束時(shí),應(yīng)先斷開(kāi)試驗(yàn)電源,放電,并將高壓設(shè)備的高壓部分短路接地。高壓直流試驗(yàn)時(shí),每告一段落或試驗(yàn)結(jié)束時(shí)均應(yīng)將電纜對(duì)地放電數(shù)次并短路接地,之后方可接觸電纜。
4 其他注意事項(xiàng)
打開(kāi)電纜井或電纜溝蓋板時(shí),應(yīng)做好防止交通事故的措施。井的四周應(yīng)布置好圍欄,做好明顯的警告標(biāo)志,并且設(shè)置阻擋車輛誤入的障礙。晚上,電纜井應(yīng)有照明,防止行人或車輛落入井內(nèi)。進(jìn)入電纜井前,應(yīng)排除井內(nèi)濁氣。井內(nèi)工作人員應(yīng)戴安全帽,并做好防火、防水及防高空落物等措施,井口應(yīng)有專人看守。
電纜故障測(cè)試技術(shù)水平的提高,應(yīng)針對(duì)不同的故障性質(zhì)采取不同的方法,還要不斷引進(jìn)新技術(shù)、新設(shè)備,同時(shí)也要在新設(shè)備上摸索經(jīng)驗(yàn),開(kāi)發(fā)新的功能。
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