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摘要: 该文通过对中压线路属配电网的重要组成部分进行分析故障机率较高,本文对中压线路故障的快速判断进行研究和探讨, 提出了预防和减少中压配电线发生故障的措施,降低线路设备的故障率,以提高配电网的供电可靠性。
关键词: 中压线路故障快速判断;应对措施;
0 前言
中压线路故障,通常可分为三相短路故障、二相短路故障及单相接地故障及开路故障。下面就最常发生的单相接地故障进行举例分析。对于单相接地故障, 很多情况下原因不明,, 引起查处过程较长。某变电站开闭所某条10k V 出线发生单相接地故障,调度控制室只能通过监查上级电源变电站10 kV 母线对地电压的不平衡,才能首先发现接地故障情况的。当确定了是某变电站开闭所侧发生接地故障后,作进一步的检查, 查看某变电站开闭所的10kV 母线电压表, 以判断是开闭所内部还是某条出线发生接地故障。如是某条出线发生接地故障, 又通过短时顺序断开各条出线断路器的方法查找到发生接地故障的线路。因架空线路故障,在巡视时较易发现,下面笔者结合多年的工作实践,就中压线路电缆故障原因和预防以及故障发生的处理办法进行探讨。
一 电缆故障分类
电缆故障从形式上可分为串联与并联故障。串联故障是指电缆一个或多个导体(包括铅、铝外皮)断开。通常在电缆至少一个导体断路之前,串联故障是不容易发现的,并联故障是指导体对外皮或导体之间的绝缘下降,不能承受正常运行电压。实际的故障组合形式是很多的, 几种可能性较大的几种故障形式是一相对地、两相对地和一相断线并接地。根据故障电阻与击穿间隙情况, 电缆故障可分为开路、低阻、高阻与闪络性故障。
1.开路故障。电缆的各芯绝缘良好,但有一芯或数芯导体断开或虽未断开但工作电压不能传输到终端, 或虽然终端有电压但负载能力较差。
2.低阻故障。电缆的一芯或数芯对地的绝缘电阻或芯与芯之间的绝缘电阻低于正常阻值较多,电阻值低于10ΩZc(Ω为电缆线路波阻抗)而芯线连接良好的。一般常见的这类故障有单相接地、两相或三相短路或接地。
3.高阻与闪络性故障。电缆的一芯或数芯对地的绝缘电阻或芯与芯之间的绝缘电阻低于正常阻值较多,但高于10Ω 而芯线连接良好。若故障点没有形成电阻通道,只有放电间隙或闪络性表面,此时故障即为闪络性故障,据统计,这两类故障约占整个电缆故障的90%。
二 电缆线路故障原因
电力电缆线路故障率和多数电力设备一样, 投入运行初期(1~5 年内)容易发生运行故障,主要原因是电缆及附件产品质量和电缆敷设安装质量问题;运行中期(5~25 年内),电缆本体和附件基本进入稳定时期,线路运行故障率较低,故障主要原因是电缆本体绝缘树枝状老化击穿和附件呼吸效应进潮而发生沿面放电;运行后期(25 年后),电缆本体绝缘树枝老化、电- 热老化以及附件材料老化加剧,电力电缆运行故障率大幅上升。随着运行时间的不断增长,机械损伤、护层的腐蚀、过电压、材料缺陷以及设计制作工艺的问题等导致故障时有发生。
三 电缆故障性质的判断
所谓故障的性质, 就是确定: 故障电缆电阻是高阻还是低阻; 是闪络还是封闭性故障; 是接地、短路、断线, 是单相、两相, 还是三相故障。根据电缆故障性质的判断, 我们可以采取相应的试验手段以便于快速、准确地测定电缆故障点,若电缆故障为低阻故障, 我们则采用脉冲法。若电缆故障为高阻故障,我们则采用冲击高压闪络法。
1.运行中的电缆发生故障时, 预报警并显示则有可能是电缆短路或接地故障, 此类故障有可能由于短路接地电流大而造成断线故障。
2.预防性试验中发现的故障多为高阻故障。
3.对故障电缆进行绝缘电阻测定及导通试验。
用2500V 兆欧表测量电缆芯线对地和相间的绝缘电阻来判断电缆故障是对地还是相间, 是高阻还是低阻故障, 如绝缘电阻较低时, 则可用500V—1000V 兆欧表测量。导通试验时, 将电缆芯线之间在一端短接起来, 在另一端用万用表测量电缆芯线间的电阻, 来判断电缆是否断线故障。电缆故障确定后, 首先选择最简便、快速、准确的寻测方法。
4.在信息采集的基础上进行故障发生地点及其类型的具体分析
由于在配电线路故障发生前,线路管理部门已经做好了充分的准备工作,对于数据也做到了很多的采集,从而在故障真实发生的状况下工作人员切忌以自身的主观想法随机的进行故障点及其起因的猜测,应组织电路巡查人员做好大范围巡查工作的准备,同时在信息采集的基础上进行故障发生地点及其类型的具体分析。笔者对此做了四个方面的经验总结。第一,为了保证线路故障点分析所得具体结论的精准性,相关工作人员可以使用手机等通讯技术手段进行信息的可靠传输,从而在最短的时间内得知分析的最终结果。第二,数据的获取难免存在一定的误差,因此,工作人员在做数据分析时,应在其数据的基础上前后扩展百分之五或百分之十,从而避免仪器误差所带來的不必要财产损失。但如果存在频繁的跳闸或继电保护器显示数据指向配电线路运行外范围的现象,那么可能是继电保护器本身收到了损害,这就需要对其进行检测与治理了,因而在分析的同时也就避免了将过多的人力、物力、财力投入到不必要的输电线路检测中。第三,在利用雷电系统进行故障数据的辅助分析时,我们要尤其注意的是在南方雷雨突发尤其强烈的时期,由雷击导致电流过大的状况随时都会发生,此时所测得数据也就失去了其原本的参考价值。那么在这里笔者要强调的就是,这里一定不可根据雷电定位系统的数据显示来对故障位置做出范围缩小的判断,还要以继电保护器的数据为主。第四,聘请有实际经验的工作人员对故障发生类型做良好的分析与探索,这些都要在充分数据信息的基础上才会具有真正的实施价值。
5.开展及时有效的大范围巡查工作准确界定故障实际发生位置 一方面,故障处理组相关管理人员要以故障分析结果为依托将其告知巡查工作人员,并重点突出故障发生时的细节及巡查线路的大概率发生路段,从而使巡查人员高效率的完成巡查。同时巡查工作人员的教育与培训工作也是整个巡查工作能否顺利完成的重要组成部分。这就要求电力系统部门对巡查人员进行必要的素质教育及技能培训,既要让其树立集体的团队意识,又要在强烈责任感的驱使下以精干的技术完成任务。据笔者调查,很多地区的电力系统管理部门还针对巡查工作开展了定期的实战演练活动,以真实的情境模拟确保故障检查中巡查的可靠性。另一方面,巡查工作的实施需满足范围广、无死角原则,一查到底,原因不明不放过。在巡查过程中,如果所处地理环境尤其恶劣,也不能选择逃避的方式,而是努力将其克服,不仅注重输电线路本身的设置,同时也要充分考虑到线路外部环境中障碍物及可能存在的人为活动是不是线路故障的直接诱因。
6. 中压配电线路常发故障的原因分析和应对措施:
非供电设备管理部门在线路设备周围因工程施工损坏地下电缆的情况时有发生,其原因是施工单位施工前未与供电部门联系,不了解施工现场电力电缆的位置和走向造成的。因此,除了增强线路的巡视,及时阻止在线路保护区的危险施工外,由于部分电缆通道标示牌(桩)的装设距离不符合有关规范,通过增加电缆线路走向标示牌的装设密度和醒目度,使施工人员能发现电力电缆的位置,减少误挖事故的发生。
6.1 小动物对运行设备的危害及其预防措施:小动物通过破损门窗或无堵塞的管道进入带电设备造成短路是线路故障跳闸的一个重要因素,针对这种情况,应重点检查配电变压器房、开关房及户外设备的门、窗和电缆进、出线孔的密封情况,及时堵塞漏洞。另一方面是对设备外露带电部位进行绝缘化,例如将变压器高、低压套管的带电部位加装绝缘套,将户外配电变压器的高压侧引线换为绝缘线等。
结束语
中压配电线路的设备分布具有点多、面广的特点,设备性能参差不齐,其网架经常变动,给运行维护带来一定困难。找出线路常发故障的原因,才能从配网建设的设计阶段对线路的路径选择、设备选型进行相应的考虑,在日常运行维护中有针对性地加以预防,以提高配电网的供电可靠性。
参考文献
[1] 陈锦标.谈谈关于输电线路电缆故障查找工作的几点看法[J]. 中国科技纵横. 2012(12).
[2] 白洁 郭莉.关于输电线路故障原因及故障查找分析研究[J]. 电子制作. 2013(05).
[3] 张龙林 王家兵.浅议电力系统输电线路故障查找[J]. 中国电子商务. 2012(19).
[4] 韓玉明.如何提高输电线路故障查找的成功率[J]. 城市建设理论研究(电子版). 2011(32).
关键词: 中压线路故障快速判断;应对措施;
0 前言
中压线路故障,通常可分为三相短路故障、二相短路故障及单相接地故障及开路故障。下面就最常发生的单相接地故障进行举例分析。对于单相接地故障, 很多情况下原因不明,, 引起查处过程较长。某变电站开闭所某条10k V 出线发生单相接地故障,调度控制室只能通过监查上级电源变电站10 kV 母线对地电压的不平衡,才能首先发现接地故障情况的。当确定了是某变电站开闭所侧发生接地故障后,作进一步的检查, 查看某变电站开闭所的10kV 母线电压表, 以判断是开闭所内部还是某条出线发生接地故障。如是某条出线发生接地故障, 又通过短时顺序断开各条出线断路器的方法查找到发生接地故障的线路。因架空线路故障,在巡视时较易发现,下面笔者结合多年的工作实践,就中压线路电缆故障原因和预防以及故障发生的处理办法进行探讨。
一 电缆故障分类
电缆故障从形式上可分为串联与并联故障。串联故障是指电缆一个或多个导体(包括铅、铝外皮)断开。通常在电缆至少一个导体断路之前,串联故障是不容易发现的,并联故障是指导体对外皮或导体之间的绝缘下降,不能承受正常运行电压。实际的故障组合形式是很多的, 几种可能性较大的几种故障形式是一相对地、两相对地和一相断线并接地。根据故障电阻与击穿间隙情况, 电缆故障可分为开路、低阻、高阻与闪络性故障。
1.开路故障。电缆的各芯绝缘良好,但有一芯或数芯导体断开或虽未断开但工作电压不能传输到终端, 或虽然终端有电压但负载能力较差。
2.低阻故障。电缆的一芯或数芯对地的绝缘电阻或芯与芯之间的绝缘电阻低于正常阻值较多,电阻值低于10ΩZc(Ω为电缆线路波阻抗)而芯线连接良好的。一般常见的这类故障有单相接地、两相或三相短路或接地。
3.高阻与闪络性故障。电缆的一芯或数芯对地的绝缘电阻或芯与芯之间的绝缘电阻低于正常阻值较多,但高于10Ω 而芯线连接良好。若故障点没有形成电阻通道,只有放电间隙或闪络性表面,此时故障即为闪络性故障,据统计,这两类故障约占整个电缆故障的90%。
二 电缆线路故障原因
电力电缆线路故障率和多数电力设备一样, 投入运行初期(1~5 年内)容易发生运行故障,主要原因是电缆及附件产品质量和电缆敷设安装质量问题;运行中期(5~25 年内),电缆本体和附件基本进入稳定时期,线路运行故障率较低,故障主要原因是电缆本体绝缘树枝状老化击穿和附件呼吸效应进潮而发生沿面放电;运行后期(25 年后),电缆本体绝缘树枝老化、电- 热老化以及附件材料老化加剧,电力电缆运行故障率大幅上升。随着运行时间的不断增长,机械损伤、护层的腐蚀、过电压、材料缺陷以及设计制作工艺的问题等导致故障时有发生。
三 电缆故障性质的判断
所谓故障的性质, 就是确定: 故障电缆电阻是高阻还是低阻; 是闪络还是封闭性故障; 是接地、短路、断线, 是单相、两相, 还是三相故障。根据电缆故障性质的判断, 我们可以采取相应的试验手段以便于快速、准确地测定电缆故障点,若电缆故障为低阻故障, 我们则采用脉冲法。若电缆故障为高阻故障,我们则采用冲击高压闪络法。
1.运行中的电缆发生故障时, 预报警并显示则有可能是电缆短路或接地故障, 此类故障有可能由于短路接地电流大而造成断线故障。
2.预防性试验中发现的故障多为高阻故障。
3.对故障电缆进行绝缘电阻测定及导通试验。
用2500V 兆欧表测量电缆芯线对地和相间的绝缘电阻来判断电缆故障是对地还是相间, 是高阻还是低阻故障, 如绝缘电阻较低时, 则可用500V—1000V 兆欧表测量。导通试验时, 将电缆芯线之间在一端短接起来, 在另一端用万用表测量电缆芯线间的电阻, 来判断电缆是否断线故障。电缆故障确定后, 首先选择最简便、快速、准确的寻测方法。
4.在信息采集的基础上进行故障发生地点及其类型的具体分析
由于在配电线路故障发生前,线路管理部门已经做好了充分的准备工作,对于数据也做到了很多的采集,从而在故障真实发生的状况下工作人员切忌以自身的主观想法随机的进行故障点及其起因的猜测,应组织电路巡查人员做好大范围巡查工作的准备,同时在信息采集的基础上进行故障发生地点及其类型的具体分析。笔者对此做了四个方面的经验总结。第一,为了保证线路故障点分析所得具体结论的精准性,相关工作人员可以使用手机等通讯技术手段进行信息的可靠传输,从而在最短的时间内得知分析的最终结果。第二,数据的获取难免存在一定的误差,因此,工作人员在做数据分析时,应在其数据的基础上前后扩展百分之五或百分之十,从而避免仪器误差所带來的不必要财产损失。但如果存在频繁的跳闸或继电保护器显示数据指向配电线路运行外范围的现象,那么可能是继电保护器本身收到了损害,这就需要对其进行检测与治理了,因而在分析的同时也就避免了将过多的人力、物力、财力投入到不必要的输电线路检测中。第三,在利用雷电系统进行故障数据的辅助分析时,我们要尤其注意的是在南方雷雨突发尤其强烈的时期,由雷击导致电流过大的状况随时都会发生,此时所测得数据也就失去了其原本的参考价值。那么在这里笔者要强调的就是,这里一定不可根据雷电定位系统的数据显示来对故障位置做出范围缩小的判断,还要以继电保护器的数据为主。第四,聘请有实际经验的工作人员对故障发生类型做良好的分析与探索,这些都要在充分数据信息的基础上才会具有真正的实施价值。
5.开展及时有效的大范围巡查工作准确界定故障实际发生位置 一方面,故障处理组相关管理人员要以故障分析结果为依托将其告知巡查工作人员,并重点突出故障发生时的细节及巡查线路的大概率发生路段,从而使巡查人员高效率的完成巡查。同时巡查工作人员的教育与培训工作也是整个巡查工作能否顺利完成的重要组成部分。这就要求电力系统部门对巡查人员进行必要的素质教育及技能培训,既要让其树立集体的团队意识,又要在强烈责任感的驱使下以精干的技术完成任务。据笔者调查,很多地区的电力系统管理部门还针对巡查工作开展了定期的实战演练活动,以真实的情境模拟确保故障检查中巡查的可靠性。另一方面,巡查工作的实施需满足范围广、无死角原则,一查到底,原因不明不放过。在巡查过程中,如果所处地理环境尤其恶劣,也不能选择逃避的方式,而是努力将其克服,不仅注重输电线路本身的设置,同时也要充分考虑到线路外部环境中障碍物及可能存在的人为活动是不是线路故障的直接诱因。
6. 中压配电线路常发故障的原因分析和应对措施:
非供电设备管理部门在线路设备周围因工程施工损坏地下电缆的情况时有发生,其原因是施工单位施工前未与供电部门联系,不了解施工现场电力电缆的位置和走向造成的。因此,除了增强线路的巡视,及时阻止在线路保护区的危险施工外,由于部分电缆通道标示牌(桩)的装设距离不符合有关规范,通过增加电缆线路走向标示牌的装设密度和醒目度,使施工人员能发现电力电缆的位置,减少误挖事故的发生。
6.1 小动物对运行设备的危害及其预防措施:小动物通过破损门窗或无堵塞的管道进入带电设备造成短路是线路故障跳闸的一个重要因素,针对这种情况,应重点检查配电变压器房、开关房及户外设备的门、窗和电缆进、出线孔的密封情况,及时堵塞漏洞。另一方面是对设备外露带电部位进行绝缘化,例如将变压器高、低压套管的带电部位加装绝缘套,将户外配电变压器的高压侧引线换为绝缘线等。
结束语
中压配电线路的设备分布具有点多、面广的特点,设备性能参差不齐,其网架经常变动,给运行维护带来一定困难。找出线路常发故障的原因,才能从配网建设的设计阶段对线路的路径选择、设备选型进行相应的考虑,在日常运行维护中有针对性地加以预防,以提高配电网的供电可靠性。
参考文献
[1] 陈锦标.谈谈关于输电线路电缆故障查找工作的几点看法[J]. 中国科技纵横. 2012(12).
[2] 白洁 郭莉.关于输电线路故障原因及故障查找分析研究[J]. 电子制作. 2013(05).
[3] 张龙林 王家兵.浅议电力系统输电线路故障查找[J]. 中国电子商务. 2012(19).
[4] 韓玉明.如何提高输电线路故障查找的成功率[J]. 城市建设理论研究(电子版). 2011(32).