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电力电缆故障产生的原因及查找方法


时间:2019-10-31 11:33:59 | 作者:陕西意联电气 | 标签: 电缆故障测试仪

电力电缆故障产生的原因及查找方法


  电力电缆故障产生的原因及查找方法电力电缆故障产生的主要原因:机械损伤,绝缘受潮,绝缘老化变质,过电压,设计和制作工艺不良等,电力电缆故障查找方法我们在采用电缆故障探测仪对电缆故障进行检测时一般都是采用低压脉冲、直闪、冲闪三种基本方式。再配合其他的取样方法进行精准排查。


一、电力电缆故障产生的主要原因:

1、机械损伤
  根据近年来的故障统计数据中我们可以看到机械损伤引起的电缆故障占电缆事故很大的比例。有些机械损伤很轻微,当时并没有造成故障,但在几个月甚至几年后损伤部位才发展成故障。造成电缆机械损伤的主要有以下几种原因:
(1)安装时损伤:在安装时不小心碰伤电缆,机械牵引力过大而拉伤电缆,或电缆过度弯曲而损伤电缆;
(2)直接受外力损坏:在安装后电缆路径上或电缆附近有其他城市建设等施工,使电缆受到直接的外力损伤;
(3)行驶车辆的震动或冲击性负荷会造成地下电缆的中间接头裂损;
(4)因自然现象造成的损伤:因电缆自然行程使装在管口或支架上的电缆外皮擦伤;因土地沉降引起过大拉力,拉断中间接头或导体。

2、绝缘受潮
  绝缘受潮后引起故障。造成电缆受潮的主要原因有:
(1)因中间接头或终端接头结构不密封或安装不良而导致进水;
(2)电缆制造不良,金属护套有小孔或裂缝;

(3)金属护套因被外物刺伤或腐蚀穿孔;


3、绝缘老化变质

  电缆绝缘介质内部气隙在电场作用下产生游离使绝缘下降。当绝缘介质电离时,气隙中产生臭氧、硝酸等化学生成物,腐蚀绝缘;绝缘中的水分使绝缘纤维产生水解,造成绝缘下降。过热会引起绝缘老化变质。电缆内部气隙产生电游离造成局部过热,使绝缘碳化。电缆过负荷是电缆过热很重要的因素。安装于电缆密集地区、电缆沟及电缆隧道等通风不良处的电缆、穿在干燥管中的电缆以及电缆与热力管道接近的部分等都会因本身过热而使绝缘加速损坏。


4、过电压

  大气与内部过电压作用,使电缆绝缘击穿,形成故障,击穿点一般是存在缺陷。 


5、设计和制作工艺不良

  中间接头和终端头的防水、电场分布设计不周密,材料选用不当,工艺不良、不按规程要求制作会造成电缆头故障。


6、材料缺陷

  材料缺陷主要表现在三个方面。一是电缆制造的问题,电缆在出厂时存在缺陷;二是电缆头等附件制造上的缺陷;三是对绝缘材料的维护管理不善,造成电缆绝缘受潮、脏污和老化。


7、护层的腐蚀

  由于地下酸碱腐蚀、杂散电流的影响,使电缆外皮受腐蚀出现麻点、开裂或穿孔,造成故障。


电缆故障排查方法


二、电缆故障排查方法

  在多年的实际工作中,我们发现高压电缆和低压电缆的故障各有许多不同之处,高压电缆故障多以运行故障为主,且大多数是高阻故障,而高阻故障又分泄露和闪络两大类型;而低压电缆故障只有开路、短路和断路三种情况(当然,高压电缆也包括这三种情况)。

  我们在采用电缆故障探测仪对电缆故障进行检测时一般都是采用低压脉冲、直闪、冲闪三种基本方式。再配合其他的取样方法进行精准排查。

  在这里首先我们要建立几个概念:
  ①长线理论:所谓长线是指线的几何长度比其上所传输的电磁波的波长还要长或者可以与之相比拟的传输线;反之为短线。无论是低压脉冲法还是高压内路法检测电力电缆故障距离,均是讨论电波在电力电缆中传播的微观过程,把电力电缆作“均匀长线”来讨论。根据电波在传输过程中幅度、相位、速度等诸参数的变化规律,利用雷达测距原理来确定故障点距离。   
  ②微波传输理论(雷达原理):当电波在长线中传播,电缆特性阻抗发生变化时必然产生反射波,通过分析入射波与反射波的时向差,即可算出故障点的距离。
  ③反射系数:是指长线上某点的反射波与入射波的振幅之比,也就是指长线上某点的反射波的电压(或电流)与入射波电压(或电流)振幅之比。
分为以下情况:
   0<f反≤1       正反射─幅度发生变化,
f=1时,开路;
﹣1≤f反<0       负反射─幅度、相位均发生变化,
      f反=﹣1时,短路。
  再就是我们需要了解电缆故障测试原理
  电缆故障测试是根据微波传输线的电波反射现象实现对电缆故障的粗测。
  对于低阻和开路故障,由智能闪测仪本身产生并发射给故障电缆一个脉冲信号,电缆中传输的电脉冲遇到故障点或电缆异常处后,产生一个反射脉冲沿原电缆路径回到发射端,应用路程公式S=vt可得:
  S=1/2vt…………………………………………………………①
  其中:S----故障点到测试端的距离
  v----电信号在电缆中的传输速度,只与电缆的绝缘介质有关;与电缆导体材料无关,是一个常数.如油浸纸电缆v≈160m/μs;交联聚乙烯电缆v≈170m/μs。
  T=电信号从测试端发出,到故障点再返回到发送端所需时间。

  因此,只要测算出时间T就可知道故障点到测试端的距离。对于高阻故障,智能闪测仪利用电缆故障点在高压作用下闪络放电形成瞬间短路故障,并同时产生回波信号的原理对其进行测试。测算两次回波信号的时间差,应用公式①可计算出故障点到测试端的距离。


电缆故障检测方法


zui后我们来介绍下电缆故障检测的具体方法
  故障排查的基本步骤:用摇表或者万用表测量故障电缆的绝缘电阻,判断故障性质,确定测试方法;测试故障距离;探测故障点附近电缆埋设的路径;定点。
检测前将电缆终端头的所有连线断开。

1、低压脉冲方式
  低压脉冲用于检测电缆中电波传播的速度、电缆全长、低阻故障和开路故障。

  将检测系统的通信连线与笔记本电脑的串口连接,电缆的故障相(被测相)与地线分别接到水阻盘的红、黑接线柱,水阻盘的输出与测试系统的输入相连。也可直接将测试系统的输入线与故障相及地线相连。


● 测速度
  对于有些电缆,电波传播的速度未知,必须通过测试来确定。但测试前必须知道电缆的全长。
   选择“低压脉冲”“测速度”,根据电缆的长度选择“0.2μs”或“2μs” ,一般500 m以下用0.2μs。键入电缆全长后“采样,配合调整“位移”和“幅度”,使信号的幅度和基线处于便于观察的位置。

  移动游标至低压脉冲的下降沿按“定位”,再移动游标至反射信号的前沿,屏幕上即可显示此种电缆中电波的传播速度。如果发射和接收的波形离的太近,可按“扩展”键将波形扩展后再计算。


● 测故障

  测故障时选择“低压脉冲”“测故障”,并选择适当的脉冲宽度,按“采样”后屏幕即显示故障波形。开路故障的反射信号与发送脉冲极性相同,短路故障的反射信号与发送脉冲极性相反。注:由于测电缆全长时的接线及波形与测开路故障时完全相同。


2、冲闪方式

  冲闪方式用于测试高阻泄漏性故障,大部分电缆故障都可以使用冲闪方式测试。以前采用冲闪电感电压取样的时候比较多,现在一般采用电流取样,因为采用电流取样时一起不与高电压直接连接,人身和设备的安全系数更高。如果一条电缆上有多处故障或电缆大面积受潮,可采用闪冲电阻取样方式。


3、直闪方式

  直闪法用于测试高阻闪络性质故障。用直闪法时一定要注意监视高压电流,以防电流过大而烧坏高压变压器。


4、测试电缆路径和埋设深度

  将测试系统输出电缆芯线接电缆的一相,地线接电缆地线(铅包)。(如果故障相的电阻值很低。,可在输出地线和电缆地线间串接一个几百欧姆的电阻。)先将输出电位器调到zui小,打开电源再将幅度旋钮调整到适当的位置,此时仪器输出一个15KHZ正弦信号,此信号在电缆周围产生电磁场,调整路径信号接收器的“音量”和“微调”旋钮,使耳机里的声音清晰、悦耳,即可寻测电缆路径和估测电缆埋设的深度。


● 寻测电缆路径
  当探棒处于电缆上方B点时,探棒的线圈与电场平行,线圈没有切割电力线,线圈中的感应电流小,这时耳机中几乎没有声音。而当探棒在A点或者C点时,耳机中的声音较大。由声音较小的点所连成的线即为电缆的路径。
● 估测电缆埋设深度
  将探棒在电缆上方B点右倾斜45度,然后垂直于电缆走向后退,当退到A点时,探棒正对电缆,此时耳机的声音较小。
  B点到A点的距离,也就是向后退的距离即为电缆埋设的深度。

  用这种方法可以估测电缆的埋设深度。


5、故障点定位
  我们使用各种测试方法已测出故障点的距离,但由于各种因素的影响,如测量误差、电缆的余缆、拐弯等,在地面上不一定能准确地找到故障,还必须使用故障定位仪来准确定故障点。
  故障定位时是利用高压设备给电缆加一冲击直流负高压,用定位仪在测量出的故障点附近检测电缆故障的放声点。高压放电的时间以1秒钟一次为宜。

  打开定位仪电源,适当调节音量旋钮,将定位仪放置在测出的电缆故障点处,应该有故障点放电的声音,如果听不到可移动定位仪的位置,直到耳机里的放电声zui大,此处即为故障点。


6、注意事项
● 在测试电缆故障时必须遵守有关安全规则。
● 在高压测试中,一切设备都应良好接地,以免烧坏测试设备。如有条件可将高压产生器的电源与测试仪器的电源分开。
● 在有易燃物品的环境中利用高压测试时,应有保安措施。
● 每次使用电阻闪冲时,应对水阻的测值进行测量。
● 注意人身安全。

● 建议加高压时将电脑的外接电源断开,zui好不用外接鼠标。


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