電纜
是将(jiāng)一根(gēn)或多根導線絞合而(ér)成的(de)線芯(xīn),裹(guǒ)以相應(yīng)絕緣層後,外面(miàn)包上密閉(bì)包皮(pí)(鋁、鉛或塑(sù)料(liào)等(děng))。在電(diàn)力(lì)系統中(zhōng)常用的電纜有(yǒu)電力電纜和控(kòng)制電纜兩大類(lèi),其中電力電纜(lǎn)
是用來輸送和分配大(dà)功率電能的(de)。按絕緣材料的不同(tóng),可以(yǐ)分爲油浸紙絕(jué)緣電力電纜、橡(xiàng)皮絕緣電力電(diàn)纜和(hé)聚(jù)氯乙烯(xī)絕緣(yuán)電纜,在工(gōng)程上(shàng)應用最(zuì)廣(guǎng)泛的是油浸紙(zhǐ)絕緣電力電纜(lǎn),由于電(diàn)纜在制(zhì)作中,以及鋪設(shè)線路(lù)、環境溫度、施工原(yuán)則(zé)等,國家都有明(míng)文規定,在(zài)此(cǐ)不再贅(zhuì)述,本文主要對(duì)電力電纜(lǎn)易發(fā)生故障的(de)可能點及如何進行(háng)測試的(de)幾種方法,介紹給(gěi)大家(jiā)。
1電纜故障(zhàng)的類(lèi)型及測試方法(fǎ)
電纜發(fā)生故障(zhàng)後一般先(xiān)用1500v以(yǐ)上搖表或高阻計判别(bié)故障類(lèi)型,再用不同儀(yí)器和方法(fǎ)初測(cè)故障,最後用定點法精确(què)确定(dìng)故障點,故障(zhàng)點的精測方法有(yǒu)感應法和聲測法兩種。
感應法(fǎ),其原理是(shì)當音(yīn)頻電(diàn)流經過電(diàn)纜線(xiàn)芯時(shí),在電(diàn)纜的周圍(wéi)有電磁波存在(zài),因些(xiē)攜帶電磁感應(yīng)接收器,沿(yán)線路行走(zǒu)時,可(kě)收聽(tīng)到電磁波(bō)的音(yīn)響,音(yīn)頻(pín)電流流(liú)到故障(zhàng)點(diǎn)時,電(diàn)流突變,電磁波(bō)的音頻發生突(tū)變,這種方法對(duì)尋找斷線相間(jiān)低電阻短路故(gù)障很方便(biàn),但不(bú)宜于尋找高電阻短路及(jí)單相接地(dì)故障。
聲測法,其(qí)原理是用(yòng)高壓(yā)脈沖促使(shǐ)故障點放(fàng)電,産生放電(diàn)聲,用傳(chuán)感器在地面上(shàng)接收這(zhè)種放電(diàn)聲,以測出(chū)故障(zhàng)點的精确位置(zhì)。
具體故障類型(xíng)按以下方法進(jìn)行測(cè)試。
1.1低(dī)電阻(zǔ)接地故障
1.1.1單相(xiàng)低電阻接(jiē)地故(gù)障
(1)故障(zhàng)點的測試。
電(diàn)纜的(de)單相低(dī)電阻接地故(gù)障是指電纜的(de)一根芯線(xiàn)對地(dì)的絕緣(yuán)由(yóu)阻低(dī)于100kΩ,而(ér)芯線連續(xù)性良好。此類故(gù)障隐蔽性強,我們可以(yǐ)采(cǎi)用回路定(dìng)點(diǎn)法(fǎ)原理(lǐ)進行(háng)測試。接線(xiàn)圖如(rú)圖1a所示,将(jiāng)故障芯線與(yǔ)另(lìng)一完(wán)好芯線組(zǔ)成測量(liàng)回(huí)路,用電橋(qiáo)測量,一端(duān)用跨(kuà)接線跨接(jiē),另一(yī)端接電源(yuán)、電橋或檢(jiǎn)流計(jì),調節電橋電阻(zǔ)使電橋平衡,當電纜芯線材質(zhì)和截面相同時,可按(àn)下列公式(shì)計算(suàn)
若(ruò)損(sǔn)壞的線芯和良好的(de)芯(xīn)線(xiàn)在電(diàn)橋上(shàng)位置(zhì)相互調換(huàn)時,則有式(shì)中z——測(cè)量端至(zhì)故障點的距離m; l——電(diàn)纜總(zǒng)長度(dù),m; r1、r2——電(diàn)橋的電(diàn)阻臂。
在(zài)正(zhèng)常(cháng)情況下,這兩種接(jiē)線測量結果應相同,誤差一般(bān)爲0.1%~0.2%,如果超(chāo)出此(cǐ)範圍(wéi)或者x>l/2,可将(jiāng)測量儀表(biǎo)移到線路(lù)的另一端(duān)測量。
另外,我們還可以采用連(lián)續掃描(miáo)脈(mò)沖示波器(qì)法(mst—1a型或lgs—1型數字(zì)式測(cè)試儀(yí))進行(háng)測試(shì)。短路(lù)或(huò)接地故障點(diǎn)處反射波(bō)将爲(wèi)負反(fǎn)射,示(shì)波器(qì)熒屏(píng)圖如(rú)圖1b所(suǒ)示。此(cǐ)時(shí)故障點距離可按下列(liè)公式(shì)計算式中(zhōng)x——反射(shè)時(shí)間(jiān)μs; v——波速(sù),m/μs。
(2)測量(liàng)時(shí)注(zhù)意的事項(xiàng)。
a.跨(kuà)接線的(de)截面應與電纜(lǎn)芯線截(jié)面(miàn)接近(jìn),跨接線應(yīng)盡量(liàng)短,并保(bǎo)持良好(hǎo)。
b.測量(liàng)回(huí)路(lù)應盡(jìn)可能繞開(kāi)分支(zhī)箱或(huò)變(biàn)、配電所(suǒ),越短(duǎn)越好。
c.直流(liú)電源電壓(yā)應不(bú)低于(yú)1500v。
d.直流電源負(fù)極應經電橋(qiáo)接到(dào)電纜導體(tǐ),正極(jí)接電纜内護層(céng)并接地。
e.操作人員應站在(zài)絕緣墊上(shàng),并将(jiāng)橋臂電阻、檢流計、分(fèn)流器等放在絕緣(yuán)墊上。 1.1.2兩相短路(lù)故障點(diǎn)的測試
當出現兩相短路(lù)故障點,測量接(jiē)線方(fāng)法如圖(tú)2所(suǒ)示。測(cè)量時(shí)可将任一(yī)故障(zhàng)芯線作接(jiē)地線(xiàn),另(lìng)一故障芯線接電橋,計(jì)算公式和(hé)測量(liàng)方法與單相低電阻接(jiē)地故障(zhàng)點相同。
1.1.3三相短(duǎn)路故障點(diǎn)的測試
當(dāng)發生三相(xiàng)短路故障時,測(cè)量時(shí)必(bì)須(xū)借用(yòng)其他并行(háng)的線(xiàn)路或(huò)裝設(shè)臨時(shí)線路作回路,裝設臨(lín)時(shí)線路,必(bì)須精确(què)測量該(gāi)線路(lù)的(de)電(diàn)阻,接(jiē)線方(fāng)法如(rú)同圖(tú)2所示。可按下式(shì)計算(suàn),即式(shì)中r爲(wèi)臨(lín)時線的單線(xiàn)電阻(zǔ)值,其(qí)餘符(fú)号的(de)含義(yì)與式(shì)(2)相同。
1.2高電(diàn)阻接地故障點
電纜(lǎn)的高電(diàn)阻接地(dì)故障是(shì)指(zhǐ)導體(tǐ)與鋁護層或導體與導(dǎo)體之間(jiān)的絕緣電阻值遠低(dī)于正常值(zhí),但大于100kΩ,而芯線(xiàn)連續性良(liáng)好。
1.2.1用(yòng)高壓電橋(qiáo)法尋找高(gāo)阻接(jiē)地故(gù)障(zhàng)
其接線原理如圖3a所示,由于(yú)故障點電阻大(dà),必需使用高壓(yā)直流電源(yuán),以保證通過(guò)故(gù)障點(diǎn)的電流不緻太小。橋臂(bì)電(diàn)阻爲(wèi)100等分(fèn)的(de)3.5Ω左(zuǒ)右的滑線電阻,電橋(qiáo)所加電壓(yā)10~200kv,微安(ān)表指示爲100~20μa,故(gù)障(zhàng)點至(zhì)測量(liàng)端的距離(lí)可(kě)按下式(shì)測算,即(jí)當調換圖3中(zhōng)故障(zhàng)芯線(xiàn)與完(wán)好芯線的(de)位置時則(zé)有式(shì)中x——故(gù)障點(diǎn)至測量的(de)距離,m; l——電纜(lǎn)線路長度,m;c——滑線(xiàn)電橋(qiáo)讀數。
1.2.2一(yī)次(cì)掃描(miáo)示波(bō)器(711型)法
所(suǒ)謂(wèi)的一次(cì)掃描示波器法(fǎ)是采(cǎi)用高(gāo)壓一(yī)次掃描示(shì)波器(qì),記錄(lù)故(gù)障(zhàng)點放(fàng)電振蕩(dàng)波(bō)形,确定故(gù)障點,示波(bō)器(qì)熒光屏如圖(tú)3b所示(shì),故障點的(de)距離(lí)可按(àn)以下(xià)公式計算式中(zhōng)v——波速,m/μs;t——振蕩周期,μs。
1.2.3測量(liàng)時應意事(shì)項
(1)由于(yú)測量是(shì)在高壓下(xià)進行(háng),必須與地可*絕緣,操(cāo)作(zuò)人(rén)員應(yīng)戴(dài)絕緣(yuán)手(shǒu)套,用(yòng)絕緣(yuán)杆操作,并(bìng)與高壓引(yǐn)線保持一(yī)距離。
(2)同一電纜中不(bú)測量(liàng)芯線(xiàn)也必須可(kě)*接地(dì),以防感應産生危險高壓(yā)。
(3)測量時應逐漸(jiàn)加壓(yā),若發現電(diàn)流表(biǎo)指針晃動(dòng)或閃絡性(xìng)故障,要立(lì)即停(tíng)止測(cè)量,以(yǐ)免(miǎn)燒毀儀(yí)表。
(4)當用正接法(fǎ)測量完畢(bì)而需(xū)要更換接線時,必須(xū)降低電壓(yā),切斷電源,隻有(yǒu)将回路(lù)中殘餘電荷放盡(jìn),才能(néng)調換接線(xiàn)進行反接法測(cè)量。
1.3完(wán)全斷線(xiàn)故障點(diǎn)
所謂完全斷線(xiàn)故障是指(zhǐ)各相(xiàng)絕緣良好,一相(xiàng)或者(zhě)多相導線(xiàn)不連(lián)續。此(cǐ)時,同(tóng)樣可采(cǎi)用(yòng)二種(zhǒng)方法(fǎ)進行測試(shì)。
1.3.1電橋(qiáo)法(電容電(diàn)橋,qf1—a型電橋)
其接線如圖(tú)4a所(suǒ)示,在(zài)線路二(èr)端(duān)測量(liàng)故障的電容與(yǔ)标準電容(róng)器之比,确定故障點(diǎn)的距離(lí),可按下(xià)列公式計算式中ce、cf分别爲故障(zhàng)相在(zài)e、f端時所測(cè)的電容。 1.3.2連續掃(sǎo)描示(shì)波器法(mst—1a或(huò)lgs—1型)
采用(yòng)示波器(qì)法,發(fā)射(shè)脈沖,在(zài)斷線故障(zhàng)點處(chù),反射(shè)波爲正反(fǎn)射。示(shì)波(bō)器(qì)熒屏(píng)圖如圖4b所示,故障點的距離按下列公式計算式中v——波速(sù),m/μs;t——反射時間,μs。
1.4不完(wán)全斷線故障點(diǎn)
不完全斷(duàn)線點分高(gāo)電阻(zǔ)斷線(導體(tǐ)電阻(zǔ)大于1kΩ)和低電阻斷(duàn)線(導體(tǐ)電阻(zǔ)小于1kΩ)兩種(zhǒng)情況。它表現出(chū)各相(xiàng)絕緣良(liáng)好,一相或多(duō)相導線不完(wán)全連續(xù)。此時我們對高電阻斷線可采(cǎi)用交流電橋法(fǎ)測量(liàng),其接(jiē)線原(yuán)理圖如圖5所示(shì)。在線(xiàn)路(lù)兩(liǎng)端測(cè)量(liàng)故(gù)障相的電(diàn)容與标準(zhǔn)電容(róng)器之比,其距離(lí)按下(xià)列公式計(jì)算式中ce、cf分别爲(wèi)故障相(xiàng)在e、f端所(suǒ)測量的電(diàn)容。 而對低(dī)電阻斷線,先用低(dī)壓電流(liú)使其燒(shāo)斷(duàn),然後(hòu)再按完全線故(gù)障測試。
1.5其他
除(chú)以上幾種(zhǒng)情況(kuàng)外,還會(huì)發生一(yī)些故(gù)障,如:(1)完全(quán)斷線(xiàn)并接地故(gù)障,此(cǐ)故障表現(xiàn)爲一(yī)端各(gè)相絕(jué)緣良(liáng)好,另(lìng)一端(duān)接地,我們可以采用完(wán)全(quán)斷線故障點測(cè)試法(fǎ)。(2)不完全斷(duàn)線并(bìng)接地故(gù)障,此類(lèi)故障表(biǎo)現爲各(gè)相絕緣良好,一(yī)相或多(duō)相導線(xiàn)不完(wán)全(quán)連續,經(jīng)電阻接地(dì),可采(cǎi)用交(jiāo)流電(diàn)橋法(fǎ)按高(gāo)阻斷(duàn)線故(gù)障測(cè)試。(3)閃絡(luò)性(xìng)故障,所謂(wèi)閃絡(luò)性故障表現各(gè)相絕(jué)緣電(diàn)阻良(liáng)好,而(ér)且導(dǎo)線連(lián)續性亦好(hǎo),故(gù)障點已經封閉。此(cǐ)時可采用(yòng)高電(diàn)阻接地故障中(zhōng)的一次掃描示波器(711型)法,或者燒穿後用其他(tā)方法進行測試。
2結束(shù)語
電(diàn)纜線(xiàn)路萬(wàn)一發(fā)生故(gù)障後,應立(lì)即進行修理,以(yǐ)免因外界(jiè)原因(yīn)擴大(dà)損壞範圍,要加強(qiáng)責任心(xīn),對工(gōng)作極(jí)端負責任(rèn),将盡(jìn)可(kě)能避免(miǎn)一些(xiē)常見(jiàn)故障(zhàng)發生(shēng)。爲确(què)保電纜(lǎn)線路的安全(quán)運行(háng),預防(fáng)很重(zhòng)要,要做(zuò)好電纜(lǎn)運行的(de)技術管(guǎn)理,加(jiā)強巡視和(hé)監護,嚴格控制(zhì)電纜和負荷電(diàn)流及溫(wēn)度(dù),嚴格執行工(gōng)藝(yì)規程(chéng),确保(bǎo)檢修質量(liàng),使電纜線路得(dé)以充(chōng)分(fèn)地利(lì)用(yòng)。