電纜
是将(jiāng)一根或多(duō)根導線絞(jiǎo)合而成的(de)線芯,裹以(yǐ)相應絕緣(yuan)層後,外面(mian)包上密閉(bì)包皮(鋁、鉛(qiān)或塑料等(deng))。在電力系(xì)統中常用(yòng)的電纜有(yǒu)電力電纜(lan)和控制電(dian)纜兩大類(lèi),其中電力(lì)電纜
是用(yòng)來輸送和(hé)分配大功(gōng)率電能的(de)。按絕緣材(cái)料的不同(tong),可以分爲(wèi)油浸紙絕(jue)緣電力電(dian)纜、橡皮絕(jué)緣電力電(dian)纜和聚氯(lǜ)乙烯絕緣(yuán)電纜,在工(gong)程上應用(yong)最廣泛的(de)是油浸紙(zhi)絕緣電力(li)電纜,由于(yú)電纜在制(zhì)作中,以及(ji)鋪設線路(lù)、環境溫度(dù)、施工原則(zé)等,國家都(dou)有明文規(guī)定,在此不(bu)再贅述,本(běn)文主要對(dui)電力電纜(lǎn)易發生故(gù)障的可能(neng)點及如何(hé)進行測試(shì)的幾種方(fāng)法,介紹給(gěi)大家。
1電纜(lǎn)故障的類(lèi)型及測試(shi)方法
電纜(lǎn)發生故障(zhang)後一般先(xian)用1500V以上搖(yao)表或高阻(zu)計判别故(gù)障類型,再(zài)用不同儀(yi)器和方法(fa)初測故障(zhàng),最後用定(ding)點法精确(què)确定故障(zhang)點,故障點(dian)的精測方(fāng)法有感應(yīng)法和聲測(ce)法兩種。
感(gan)應法,其原(yuán)理是當音(yin)頻電流經(jing)過電纜線(xiàn)芯時,在電(diàn)纜的周圍(wéi)有電磁波(bō)存在,因些(xiē)攜帶電磁(cí)感應接收(shōu)器,沿線路(lu)行走時,可(kě)收聽到電(diàn)磁波的音(yin)響,音頻電(diàn)流流到故(gu)障點時,電(dian)流突變,電(diàn)磁波的音(yīn)頻發生突(tū)變,這種方(fang)法對尋找(zhǎo)斷線相間(jian)低電阻短(duan)路故障很(hen)方便,但不(bú)宜于尋找(zhǎo)高電阻短(duǎn)路及單相(xiàng)接地故障(zhang)。
聲測法,其(qí)原理是用(yòng)高壓脈沖(chòng)促使故障(zhàng)點放電,産(chan)生放電聲(shēng),用傳感器(qi)在地面上(shàng)接收這種(zhong)放電聲,以(yǐ)測出故障(zhàng)點的精确(que)位置。
具體(tǐ)故障類型(xing)按以下方(fāng)法進行測(cè)試。
1.1低電阻(zǔ)接地故障(zhàng)
1.1.1單相低電(dian)阻接地故(gu)障
(1)故障點(dian)的測試。
電(diàn)纜的單相(xiang)低電阻接(jie)地故障是(shi)指電纜的(de)一根芯線(xiàn)對地的絕(jué)緣由阻低(di)于100kΩ,而芯線(xiàn)連續性良(liáng)好。此類故(gu)障隐蔽性(xìng)強,我們可(ke)以采用回(huí)路定點法(fǎ)原理進行(háng)測試。接線(xian)圖如圖1a所(suo)示,将故障(zhàng)芯線與另(ling)一完好芯(xīn)線組成測(cè)量回路,用(yong)電橋測量(liàng),一端用跨(kuà)接線跨接(jie),另一端接(jie)電源、電橋(qiáo)或檢流計(jì),調節電橋(qiáo)電阻使電(diàn)橋平衡,當(dang)電纜芯線(xian)材質和截(jie)面相同時(shi),可按下列(lie)公式計算(suàn)
若損壞的(de)線芯和良(liáng)好的芯線(xian)在電橋上(shang)位置相互(hù)調換時,則(zé)有式中Z——測(ce)量端至故(gu)障點的距(jù)離m; L——電纜總(zong)長度,m; R1、R2——電橋(qiáo)的電阻臂(bì)。
在正常情(qíng)況下,這兩(liang)種接線測(ce)量結果應(ying)相同,誤差(chà)一般爲0.1%~0.2%,如(ru)果超出此(cǐ)範圍或者(zhě)X>L/2,可将測量(liang)儀表移到(dao)線路的另(ling)一端測量(liàng)。
另外,我們(men)還可以采(cai)用連續掃(sao)描脈沖示(shi)波器法(MST—1A型(xíng)或LGS—1型數字(zì)式測試儀(yí))進行測試(shì)。短路或接(jiē)地故障點(dian)處反射波(bō)将爲負反(fǎn)射,示波器(qì)熒屏圖如(rú)圖1b所示。此(cǐ)時故障點(dian)距離可按(an)下列公式(shi)計算式中(zhōng)X——反射時間(jian)μs; V——波速,m/μs。
(2)測量(liàng)時注意的(de)事項。
a.跨接(jie)線的截面(miàn)應與電纜(lǎn)芯線截面(miàn)接近,跨接(jie)線應盡量(liang)短,并保持(chí)良好。
b.測量(liang)回路應盡(jìn)可能繞開(kāi)分支箱或(huo)變、配電所(suǒ),越短越好(hǎo)。
c.直流電源(yuán)電壓應不(bu)低于1500V。
d.直流(liu)電源負極(ji)應經電橋(qiáo)接到電纜(lǎn)導體,正極(jí)接電纜内(nèi)護層并接(jie)地。
e.操作人(rén)員應站在(zài)絕緣墊上(shang),并将橋臂(bì)電阻、檢流(liu)計、分流器(qi)等放在絕(jue)緣墊上。 1.1.2兩(liang)相短路故(gù)障點的測(ce)試
當出現(xiàn)兩相短路(lù)故障點,測(ce)量接線方(fang)法如圖2所(suo)示。測量時(shí)可将任一(yi)故障芯線(xian)作接地線(xiàn),另一故障(zhang)芯線接電(dian)橋,計算公(gōng)式和測量(liàng)方法與單(dan)相低電阻(zǔ)接地故障(zhàng)點相同。
1.1.3三(san)相短路故(gu)障點的測(ce)試
當發生(sheng)三相短路(lù)故障時,測(cè)量時必須(xu)借用其他(tā)并行的線(xian)路或裝設(shè)臨時線路(lù)作回路,裝(zhuang)設臨時線(xian)路,必須精(jīng)确測量該(gāi)線路的電(diàn)阻,接線方(fāng)法如同圖(tú)2所示。可按(an)下式計算(suàn),即式中R爲(wei)臨時線的(de)單線電阻(zǔ)值,其餘符(fú)号的含義(yi)與式(2)相同(tong)。
1.2高電阻接(jiē)地故障點(diǎn)
電纜的高(gao)電阻接地(di)故障是指(zhǐ)導體與鋁(lü)護層或導(dǎo)體與導體(tǐ)之間的絕(jué)緣電阻值(zhi)遠低于正(zheng)常值,但大(da)于100kΩ,而芯線(xian)連續性良(liang)好。
1.2.1用高壓(yā)電橋法尋(xun)找高阻接(jiē)地故障
其(qí)接線原理(li)如圖3a所示(shì),由于故障(zhang)點電阻大(da),必需使用(yong)高壓直流(liú)電源,以保(bao)證通過故(gu)障點的電(dian)流不緻太(tài)小。橋臂電(diàn)阻爲100等分(fèn)的3.5Ω左右的(de)滑線電阻(zu),電橋所加(jiā)電壓10~200kV,微安(an)表指示爲(wei)100~20μA,故障點至(zhi)測量端的(de)距離可按(àn)下式測算(suan),即當調換(huan)圖3中故障(zhàng)芯線與完(wan)好芯線的(de)位置時則(ze)有式中X——故(gu)障點至測(ce)量的距離(li),m; L——電纜線路(lu)長度,m;C——滑線(xiàn)電橋讀數(shu)。
1.2.2一次掃描(miáo)示波器(711型(xíng))法
所謂的(de)一次掃描(miao)示波器法(fǎ)是采用高(gao)壓一次掃(sǎo)描示波器(qì),記錄故障(zhang)點放電振(zhen)蕩波形,确(què)定故障點(dian),示波器熒(yíng)光屏如圖(tú)3b所示,故障(zhàng)點的距離(lí)可按以下(xià)公式計算(suàn)式中V——波速(su),m/μs;T——振蕩周期(qi),μs。
1.2.3測量時應(ying)意事項
(1)由(you)于測量是(shi)在高壓下(xia)進行,必須(xū)與地可*絕(jué)緣,操作人(rén)員應戴絕(jué)緣手套,用(yong)絕緣杆操(cao)作,并與高(gāo)壓引線保(bǎo)持一距離(lí)。
(2)同一電纜(lan)中不測量(liàng)芯線也必(bi)須可*接地(dì),以防感應(yīng)産生危險(xiǎn)高壓。
(3)測量(liàng)時應逐漸(jian)加壓,若發(fa)現電流表(biǎo)指針晃動(dòng)或閃絡性(xing)故障,要立(lì)即停止測(ce)量,以免燒(shāo)毀儀表。
(4)當(dāng)用正接法(fǎ)測量完畢(bì)而需要更(geng)換接線時(shi),必須降低(di)電壓,切斷(duan)電源,隻有(yǒu)将回路中(zhong)殘餘電荷(hé)放盡,才能(neng)調換接線(xiàn)進行反接(jie)法測量。
1.3完(wan)全斷線故(gù)障點
所謂(wèi)完全斷線(xiàn)故障是指(zhǐ)各相絕緣(yuán)良好,一相(xiàng)或者多相(xiàng)導線不連(lián)續。此時,同(tóng)樣可采用(yòng)二種方法(fa)進行測試(shì)。
1.3.1電橋法(電(diàn)容電橋,QF1—A型(xíng)電橋)
其接(jie)線如圖4a所(suo)示,在線路(lu)二端測量(liàng)故障的電(dian)容與标準(zhun)電容器之(zhī)比,确定故(gù)障點的距(jù)離,可按下(xia)列公式計(jì)算式中CE、CF分(fen)别爲故障(zhàng)相在E、F端時(shí)所測的電(diàn)容。 1.3.2連續掃(sao)描示波器(qì)法(MST—1A或LGS—1型)
采(cai)用示波器(qì)法,發射脈(mò)沖,在斷線(xian)故障點處(chù),反射波爲(wei)正反射。示(shi)波器熒屏(píng)圖如圖4b所(suǒ)示,故障點(diǎn)的距離按(àn)下列公式(shi)計算式中(zhōng)V——波速,m/μs;T——反射(she)時間,μs。
1.4不完(wan)全斷線故(gu)障點
不完(wan)全斷線點(dian)分高電阻(zǔ)斷線(導體(tǐ)電阻大于(yu)1kΩ)和低電阻(zǔ)斷線(導體(ti)電阻小于(yu)1kΩ)兩種情況(kuàng)。它表現出(chū)各相絕緣(yuán)良好,一相(xiang)或多相導(dao)線不完全(quán)連續。此時(shí)我們對高(gao)電阻斷線(xian)可采用交(jiao)流電橋法(fǎ)測量,其接(jiē)線原理圖(tu)如圖5所示(shi)。在線路兩(liang)端測量故(gù)障相的電(dian)容與标準(zhǔn)電容器之(zhi)比,其距離(li)按下列公(gōng)式計算式(shi)中CE、CF分别爲(wèi)故障相在(zài)E、F端所測量(liang)的電容。 而(ér)對低電阻(zǔ)斷線,先用(yong)低壓電流(liú)使其燒斷(duàn),然後再按(àn)完全線故(gu)障測試。
1.5其(qi)他
除以上(shang)幾種情況(kuang)外,還會發(fā)生一些故(gu)障,如:(1)完全(quán)斷線并接(jie)地故障,此(cǐ)故障表現(xian)爲一端各(ge)相絕緣良(liáng)好,另一端(duan)接地,我們(men)可以采用(yong)完全斷線(xian)故障點測(cè)試法。(2)不完(wan)全斷線并(bing)接地故障(zhàng),此類故障(zhàng)表現爲各(ge)相絕緣良(liang)好,一相或(huo)多相導線(xiàn)不完全連(lian)續,經電阻(zu)接地,可采(cǎi)用交流電(diàn)橋法按高(gāo)阻斷線故(gu)障測試。(3)閃(shǎn)絡性故障(zhàng),所謂閃絡(luò)性故障表(biǎo)現各相絕(jue)緣電阻良(liang)好,而且導(dao)線連續性(xing)亦好,故障(zhàng)點已經封(feng)閉。此時可(kě)采用高電(diàn)阻接地故(gù)障中的一(yī)次掃描示(shì)波器(711型)法(fǎ),或者燒穿(chuan)後用其他(ta)方法進行(háng)測試。
2結束(shu)語
電纜線(xiàn)路萬一發(fa)生故障後(hòu),應立即進(jìn)行修理,以(yǐ)免因外界(jie)原因擴大(da)損壞範圍(wei),要加強責(ze)任心,對工(gōng)作極端負(fù)責任,将盡(jìn)可能避免(mian)一些常見(jiàn)故障發生(shēng)。爲确保電(diàn)纜線路的(de)安全運行(háng),預防很重(zhong)要,要做好(hao)電纜運行(hang)的技術管(guan)理,加強巡(xún)視和監護(hù),嚴格控制(zhi)電纜和負(fù)荷電流及(jí)溫度,嚴格(ge)執行工藝(yi)規程,确保(bǎo)檢修質量(liàng),使電纜線(xiàn)路得以充(chōng)分地利用(yong)。