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摘要:现当今,随着我国科技不断进步,我国的电力行业也得到了很大程度的发展,在电力产业运行当中,电力电缆产生各种故障,是影响电力企业发展的一个重要原因。本文首先对配电网电力电缆故障原因进行了分析,然后重點对电力电缆故障探测具体方法进行探讨,希望对我国电力企业发展提供参考。关键词:配网电力电缆;故障;探测
引言
伴随着市场经济的飞跃发展,用户对用电的需求量是日益增加。加之现在的土地越来越珍贵,为电力电缆的埋设带来较大的困难。而且和高空架设线路相比较,电力电缆具有其自身的优势,那就是供电的可靠性较高,不受地面和高空建筑物的影响。同时,埋在地下的电力电缆还不受风吹雨打的影响。鉴于电缆的种种优势,被越来越广泛的使用。为此,配网电力电缆的故障探测就成为了重要问题,成为了保障电力输送的基础条件。
1配网电力电缆故障及原因分析
1.1电缆自身故障
由于电力电缆长期敷设在地下,所以对电力电缆的性能和质量有较高的要求,如果在选择电缆时,由于电缆的性能没有达标,就会直接影响电缆运行的安全性。在施工过程中,如果施工人员没有严格按照规范要求操作,电缆的密封性和连接点的精密性不规范,或者电缆外皮受损而没有及时采取有效措施,在运行一段时间后,电缆的阻抗数值就会增加,电缆在持续发热的状态下就会产生击穿或者熔断等现象。此外,在城市市政工程施工中,如果施工人员对电力电缆的敷设线路不了解,极容易导致电缆外皮破损以及断裂,制造造成电缆故障。
1.2电缆外体故障
配网电缆的外体故障,主要包括:环境因素影响和敷设施工过程中造成的机械损伤。由于长期处在地下潮湿环境当中,一旦受潮电缆的绝缘设施很容易受到腐蚀的渗透,保护层受到腐蚀导致电缆绝缘老化或者受潮,性能受损,影响电力电缆承受电压等级和载流量,出现电缆故障。由于受到敷设施工工艺的影响,在敷设电缆过程中造成电缆外皮机械损伤,长期使用过程中,防水和绝缘性能下降,再加上一些电缆材料自身的材料缺陷,在外力作用下导致电缆断裂等现象,一旦出现这类故障,很容易导致电力电缆短路,影响电力传输的安全性和可靠性。
2电力电缆故障探测具体方法
2.1诊断
探测电力电缆和给人看病是一个道理,遇到疾
病就要找出症结所在。当遇到电力电缆出现了故障,首先就是要诊断出故障的严重程度,判断故障的类型。这样才方便于测试人员根据类型进行选择适当的电缆定点方法和测距。首先要判断故障的类型,是否是断线、低阻或者高阻的现象,以及闪络性故障等。只有找出了病因才能确定使用哪种维修方法,目前的维修方法主要是直流闪络法,低压脉冲反射法和冲击闪络法。
2.1粗测距离
在确定了电缆故障发生的性质之后,依照实际的故障类型,选择出有效的方式和方法来测量故障的距离,这项工作也称之为粗测距离,在整个过程当中要求相对较高的测量精度,并且要取得准确的测量数据,这就需要相关的测量人员要具备非常强的专业知识、技术水准以及丰富检修经验。在粗测距离方式当中,其中比较常用的是抵低压脉冲法和脉冲电流法。伴随电缆生产质量的不断提升,各种新型的绝缘材料在电缆中大量运用,使得电缆的绝缘性能不断上升,在很大程度上提升了电缆安全程度。依照相关调查工作数据显示,其中大部分的电缆故障问题都是高阻故障,但是低压脉冲的方式基本上是用在测量低阻电缆产生的故障,在遇到一些距离比较长的电缆类型故障,需要加大测量电压,保证电压在一定时间之内,多次运用高电压进行冲击,降低了电阻的大小,然后通过电压表摆动具体幅度或者是间隙放电声音,来确定故障点是否已经充分放电,最后运用低电压脉冲的方式来测量实际距离。
2.2精测定点
精测定点是电缆探测过程中极为重要的一步,由于粗测的故障距离具有一定的实际偏差,因此需要精测定点来准确的确定出故障点的具体位置,有效弥补了粗测的距离误差。最常用方法是声磁同步接收法,即向故障电缆中施加高压脉冲信号,使故障点放电,同时电缆周围会产生传播速度极快的脉冲磁场信号和传播速度较慢的声音信号,两者时间差最小的位置就是故障点。极少数情况下超低电阻(即金属性短路)故障会用到音频信号感应法定位。探测电缆故障过程中这是必不可少的环节,只有找到精准的故障点,才能对其进行故障修复以及解决,减少不必要的损失。
3对探测故障定位的新技术
3.1红外诊断技术
此外除了使用高频感应法之外,还有一种红外诊断技术。自从使用以来,这项技术取得了良好的业绩,也为电力电缆带来了巨大的经济效益。该技术的工作原理:电力电缆一旦出现过负荷的现象,其阻抗增大导致发热也增大,于是就会线芯的温度更在急剧升高,甚至超过了最大承受温度。因为故障点的阻抗最大发热也就最大,只要检查线芯的温度,就可以根据温度的高低去确定故障点。实用的时候,先用红外热像仪来扫描电力电缆表面的温度,将电缆线芯表面的温度转化成为分布图像。再将这项分布图像处理成数值分布,建立出传热的数学模型。这样,就可以根据温度的变化情况,寻找出温度变化大的那一点,也就故障点。因为前面说过,电力电缆分为三类故障现象。对于高阻故障来说,当电缆的阻抗一升高就会导致发热,温度也会上升。那这个时候实用红外诊断的时候,温度就会从外面逐渐增大,越到故障点温度也就越高,当温度高到某一个值之后又开始逐渐降低,那么最高之处即为故障点。只要探测出故障点,那就好处理了。对于低阻故障而言,那就是阻抗变小。这根据发热的公式可以看出来,阻值变小就会导致温度降低。那么采用红外诊断技术的时候,就可以观察到显示仪上面的温度,从高逐渐的变小,当变到一个最小值之后又顺着逐渐的升高。那么,从理论上的原因可以分析出来,那个温度最小值即为故障点。红外诊断技术不需要接触设备,而且操作十分简单,对故障的检测速度比较快,工作效率较高。为此,这个技术必将得到广泛的使用。
3.2高频感应技术
高频感应技术主要是利用高频信号波发生装置向电力电缆中输入高频电流,从而产生高频电磁波,在地上用探头沿着电缆的敷设路径来接收电缆周边的高频电磁场,经过处理后的结果会显示在液晶屏幕上,根据显示数值的大小就能够定位故障点。高频感应技术的信号能量较高,信号源制作简单,设备易于携带和使用,整体信号抗干扰能力较强,所以可在电力电缆故障探测方面推广应用。
结束语
配网作为电力系统中的重要组成部分,其运行状态直接关系到整个电网运行的安全性和稳定性。在配网运行管理工作中,加强电力电缆故障探测是重要工作,对电缆的故障原因进行分析,能够为故障探测提供更加有力的依据。我国现有的配网电力电缆故障探测技术已经有较高的水平,随着科学技术的发展,各种新材料、新工艺、新技术的应用,会不断地提升配网电力电缆探测水平,可有效降低电力电缆故障发生概率,为我国供电系统的可持续发展奠定良好基础。
参考文献
[1]李哲亮,张海波,贾梦青,等.浅析配电网中电力电缆的故障检测[J].工程技术:引文版,2017(6):150.
[2]刘瑜.10kV配网电力电缆故障检测与定位技术[J].电子制作,2018(7):82-83.
[3]葛少伟.配网电力电缆的故障检测与定位术[J].电子技术与软件工程,2018(3):244.
[4]梅竞成.配网电缆故障测试技术分析[J].环球市场,2017,33(14):137-137.
引言
伴随着市场经济的飞跃发展,用户对用电的需求量是日益增加。加之现在的土地越来越珍贵,为电力电缆的埋设带来较大的困难。而且和高空架设线路相比较,电力电缆具有其自身的优势,那就是供电的可靠性较高,不受地面和高空建筑物的影响。同时,埋在地下的电力电缆还不受风吹雨打的影响。鉴于电缆的种种优势,被越来越广泛的使用。为此,配网电力电缆的故障探测就成为了重要问题,成为了保障电力输送的基础条件。
1配网电力电缆故障及原因分析
1.1电缆自身故障
由于电力电缆长期敷设在地下,所以对电力电缆的性能和质量有较高的要求,如果在选择电缆时,由于电缆的性能没有达标,就会直接影响电缆运行的安全性。在施工过程中,如果施工人员没有严格按照规范要求操作,电缆的密封性和连接点的精密性不规范,或者电缆外皮受损而没有及时采取有效措施,在运行一段时间后,电缆的阻抗数值就会增加,电缆在持续发热的状态下就会产生击穿或者熔断等现象。此外,在城市市政工程施工中,如果施工人员对电力电缆的敷设线路不了解,极容易导致电缆外皮破损以及断裂,制造造成电缆故障。
1.2电缆外体故障
配网电缆的外体故障,主要包括:环境因素影响和敷设施工过程中造成的机械损伤。由于长期处在地下潮湿环境当中,一旦受潮电缆的绝缘设施很容易受到腐蚀的渗透,保护层受到腐蚀导致电缆绝缘老化或者受潮,性能受损,影响电力电缆承受电压等级和载流量,出现电缆故障。由于受到敷设施工工艺的影响,在敷设电缆过程中造成电缆外皮机械损伤,长期使用过程中,防水和绝缘性能下降,再加上一些电缆材料自身的材料缺陷,在外力作用下导致电缆断裂等现象,一旦出现这类故障,很容易导致电力电缆短路,影响电力传输的安全性和可靠性。
2电力电缆故障探测具体方法
2.1诊断
探测电力电缆和给人看病是一个道理,遇到疾
病就要找出症结所在。当遇到电力电缆出现了故障,首先就是要诊断出故障的严重程度,判断故障的类型。这样才方便于测试人员根据类型进行选择适当的电缆定点方法和测距。首先要判断故障的类型,是否是断线、低阻或者高阻的现象,以及闪络性故障等。只有找出了病因才能确定使用哪种维修方法,目前的维修方法主要是直流闪络法,低压脉冲反射法和冲击闪络法。
2.1粗测距离
在确定了电缆故障发生的性质之后,依照实际的故障类型,选择出有效的方式和方法来测量故障的距离,这项工作也称之为粗测距离,在整个过程当中要求相对较高的测量精度,并且要取得准确的测量数据,这就需要相关的测量人员要具备非常强的专业知识、技术水准以及丰富检修经验。在粗测距离方式当中,其中比较常用的是抵低压脉冲法和脉冲电流法。伴随电缆生产质量的不断提升,各种新型的绝缘材料在电缆中大量运用,使得电缆的绝缘性能不断上升,在很大程度上提升了电缆安全程度。依照相关调查工作数据显示,其中大部分的电缆故障问题都是高阻故障,但是低压脉冲的方式基本上是用在测量低阻电缆产生的故障,在遇到一些距离比较长的电缆类型故障,需要加大测量电压,保证电压在一定时间之内,多次运用高电压进行冲击,降低了电阻的大小,然后通过电压表摆动具体幅度或者是间隙放电声音,来确定故障点是否已经充分放电,最后运用低电压脉冲的方式来测量实际距离。
2.2精测定点
精测定点是电缆探测过程中极为重要的一步,由于粗测的故障距离具有一定的实际偏差,因此需要精测定点来准确的确定出故障点的具体位置,有效弥补了粗测的距离误差。最常用方法是声磁同步接收法,即向故障电缆中施加高压脉冲信号,使故障点放电,同时电缆周围会产生传播速度极快的脉冲磁场信号和传播速度较慢的声音信号,两者时间差最小的位置就是故障点。极少数情况下超低电阻(即金属性短路)故障会用到音频信号感应法定位。探测电缆故障过程中这是必不可少的环节,只有找到精准的故障点,才能对其进行故障修复以及解决,减少不必要的损失。
3对探测故障定位的新技术
3.1红外诊断技术
此外除了使用高频感应法之外,还有一种红外诊断技术。自从使用以来,这项技术取得了良好的业绩,也为电力电缆带来了巨大的经济效益。该技术的工作原理:电力电缆一旦出现过负荷的现象,其阻抗增大导致发热也增大,于是就会线芯的温度更在急剧升高,甚至超过了最大承受温度。因为故障点的阻抗最大发热也就最大,只要检查线芯的温度,就可以根据温度的高低去确定故障点。实用的时候,先用红外热像仪来扫描电力电缆表面的温度,将电缆线芯表面的温度转化成为分布图像。再将这项分布图像处理成数值分布,建立出传热的数学模型。这样,就可以根据温度的变化情况,寻找出温度变化大的那一点,也就故障点。因为前面说过,电力电缆分为三类故障现象。对于高阻故障来说,当电缆的阻抗一升高就会导致发热,温度也会上升。那这个时候实用红外诊断的时候,温度就会从外面逐渐增大,越到故障点温度也就越高,当温度高到某一个值之后又开始逐渐降低,那么最高之处即为故障点。只要探测出故障点,那就好处理了。对于低阻故障而言,那就是阻抗变小。这根据发热的公式可以看出来,阻值变小就会导致温度降低。那么采用红外诊断技术的时候,就可以观察到显示仪上面的温度,从高逐渐的变小,当变到一个最小值之后又顺着逐渐的升高。那么,从理论上的原因可以分析出来,那个温度最小值即为故障点。红外诊断技术不需要接触设备,而且操作十分简单,对故障的检测速度比较快,工作效率较高。为此,这个技术必将得到广泛的使用。
3.2高频感应技术
高频感应技术主要是利用高频信号波发生装置向电力电缆中输入高频电流,从而产生高频电磁波,在地上用探头沿着电缆的敷设路径来接收电缆周边的高频电磁场,经过处理后的结果会显示在液晶屏幕上,根据显示数值的大小就能够定位故障点。高频感应技术的信号能量较高,信号源制作简单,设备易于携带和使用,整体信号抗干扰能力较强,所以可在电力电缆故障探测方面推广应用。
结束语
配网作为电力系统中的重要组成部分,其运行状态直接关系到整个电网运行的安全性和稳定性。在配网运行管理工作中,加强电力电缆故障探测是重要工作,对电缆的故障原因进行分析,能够为故障探测提供更加有力的依据。我国现有的配网电力电缆故障探测技术已经有较高的水平,随着科学技术的发展,各种新材料、新工艺、新技术的应用,会不断地提升配网电力电缆探测水平,可有效降低电力电缆故障发生概率,为我国供电系统的可持续发展奠定良好基础。
参考文献
[1]李哲亮,张海波,贾梦青,等.浅析配电网中电力电缆的故障检测[J].工程技术:引文版,2017(6):150.
[2]刘瑜.10kV配网电力电缆故障检测与定位技术[J].电子制作,2018(7):82-83.
[3]葛少伟.配网电力电缆的故障检测与定位术[J].电子技术与软件工程,2018(3):244.
[4]梅竞成.配网电缆故障测试技术分析[J].环球市场,2017,33(14):137-137.