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[摘要]:针对不同的电缆故障类型、不同的敷设环境,使用各种测试方法,形成一套成熟使用方便、操作简单易学的电缆故障点快速测试、精确定位、准确定点、可靠判断故障电缆的技术。
一、综述
(一)、立题依据
随着城市的发展,电缆线路日益增多,尤其是10KV主干电缆一旦发生故障,将造成大面积停电,其电缆采用暗敷,故障点的隐蔽性肉眼无法巡查,全面开挖查找故障点不现实,如何在最短的时间内快速查找到故障点,并精确定位已经成为电缆线路抢修、维护必须掌握的基本知识,能快速解决电力电缆故障问题,提高供电可靠性达到安全供电的目的。
(二)、國内外研究水平综述
自从有了地埋电缆以后,电缆故障的检测工作就成了必须解决的问题。最初的电缆故障粗测工作,是用电桥平衡测试原理进行的,当时曾用过电阻电桥、电容电桥、低压电桥、高压电桥等。用电桥原理测试电缆故障距离,曾是上世纪六七十年代普遍采用的方法。到了2000年以后,使用电桥法测试原理的仪器还继续使用并且有所发展,现在也出现了具有更高智能化的电桥测试仪。
到了上世纪七八十年代,电缆故障测试普遍采用了闪测法测试,原理为脉冲反射法(也叫雷达法)。所用的仪器以电子管、晶体管电路为主,体积庞大。采用的显示器先后有示波管型闪测仪、存贮示波管型闪测仪等等。到了上世纪九十年代以后,随着计算机技术的普遍应用,智能型电缆故障闪络测试仪(闪测仪)开始投入使用,采用的测试原理依旧是脉冲反射法。采用的闪测仪从显像管显示到液晶显示,普遍应用单片机电路进行控制,使电缆故障的粗测工作进入到一个新境界。
电缆线路故障点的查找设备及技术多种多样,但系统的成套设备及专业性的总结分析形成一套专有技术,目前还未见。
(三)、电缆故障快速查询与分析
1、从操作难易程度
电力电缆故障检测定位系统是智能型专家系统,所有操作(包括接线)只需懂得一点基本电气知识的人员均可进行。设备本身只有几个简单易识别的按钮。按照操作步骤可快速完成测试。故障点的定点设备上 智能化显示,无复杂的分析过程。
普通电缆故障检测操作较为复杂,往往前期接线就要耗费很长时间,设备大大小小加起来有七八个。故障点的定点由多个设备叠加分析得出的结果。分析过程复杂。厂方技术人员在现场测试时感觉可以一旦时间一长自己进行检测时出现这样或那样的问题。
2、从定位准确度比较
电力电缆故障检测定位系统的定位误差在0.1米,定点仪操作简单易查。抗干扰能力强,故障点一目了然。普通电缆故障检测定位,误差至少0.6米。非目标电缆的干扰较严重。
(四)、采取措施
1、前期准备
建立研究项目组,进行设备、技术调研,制定项目实施方案,并根据原始方案,讨论设备的选型,技术方案初稿制定。组织相关技术人员对成套测试设备性能进行分析,并选定需要的专用设备,上报物资公司采购。
2、现场测试
结合配网实际出现的电缆故障状况,利用成套测试设备实地测试,同时模拟故障类型、敷设环境,总结分析故障点测试技术。
(1)、模拟测试
通过对电缆故障类型和敷设环境的模拟,以验证电缆故障快速查询与分析项目的成套测试设备的准确性和精确性。
模拟电缆故障类型:短路[三相、二相]、接地;
模拟电缆敷设环境:直埋、穿UPVC管直埋、穿钢管直埋。
(2)、实践检验
结合六安配网电缆实际情况,测试设备性能。
滨河变10kV阳光小区07线因主缆问题,冲击试验没通过,线路未投运。拟通过对电缆来测试电缆故障快速查询与分析设备的实际故障查处能力。
(五)、达到效果:
电缆故障快速查询与分析项目顺利通过模拟测试和实践检验,该套设备能准确区分出高阻故障、相间短路等电缆故障类型,有精细的电缆故障定位功能,实现了高精度的电缆测长功能,并具备精确的电缆的带电识别、带电测深及停电识别功能。
电缆故障快速查询与分析项目实施以来,已达到以下效果:
1、电缆故障快速查询与分析设备便于携带,方便电缆运维人员摸清电缆走向;
2.能方便快捷查找故障点,缩短故障查找时间,能避免事故进一步扩大,并提高了供电可靠性;
3.电缆故障快速查询与分析设备的精确定位,减少了电缆敷设上方土层的开挖,为电缆检修提供便利,极大的减轻工作人员的劳动强度,并节省大量人力、物力;
二、研究方法和结果
电缆故障快速查询与分析项目在研究和测试过程中,模拟故障类型和现场敷设环境,利用系统成套的电缆故障测试设备进行测试。通过绝缘摇表法、低压脉冲法和电桥法来分析电缆故障类型、实现测量敷设电缆全长、故障测距,并通过高压闪络法和声磁同步法来实现电缆敷设走向追踪和电缆精确定点,最后通过相应的设备区分出目标电缆。
在研究过程中,结合六安配网存在的一条故障电缆(滨河变10kV阳光小区07线)进行项目测试。
1、绝缘摇表法测绝缘:通过绝缘摇表法测滨河变10kV阳光小区07线三相分别对地绝缘、相对相绝缘:
测试结果:电缆呈高阻。
2、耐压试验
电缆耐压试验电压达不到标准即跳闸。耐压试验结论:电缆有故障
3、低压脉冲法和电桥法电缆故障测距
电缆参数:交联聚乙烯;波速:170m/us;脉冲波形采集器液晶屏读数:G=144% C相;G=859% A相;电缆测量全长:1700m;故障定位:510m。
结论:初步判断滨河变10kV阳光小区07线电缆A相接地,故障处距测距始点510m处。
4、高压闪络法和声磁同步法电缆走向及故障定位
利用高压信号发生仪脉冲试验,秒冲周期为2s, 目的是使障点击穿放电,再配合故障定点仪器进行测距和定点,最终准确定位到故障点,并实现了目标电缆与运行电缆的区分(故障发生在一处电缆接头井内)在实践测试过程中,在故障现场的定位处通过电缆制作标识牌亦可看出目标电缆确为滨河变10kV阳光小区07线,再利用丈量法,故障距离与测试一致。通过故障电缆检修,打开中间接头清晰看见目标电缆有明显的放电痕迹,确定故障点与测试一致,电缆修复后该电缆线路一次性冲击成功。
最终结论:电缆故障快速查询与分析系统的测试与现场实际结果一致。
三、达到的目的与效果
电缆故障快速查询与分析系统的选择应用,能实现精确定位,极大减少了电缆敷设上方的沿途道路土方开挖,减轻了电缆运检人员的劳动强度,同时在其他电缆线路不需要停电的基础上区分出目标电缆,在抢修工作中缩短故障抢修时间,提高了供电可靠性,具有较高的社会效益和经济效益。
四、推广应用情况及存在不足
电缆故障快速查询与分析项目自实施以来,对于不同类型的故障如高阻故障、相间短路故障,以及不同敷设环境如电缆直埋、穿UPVC管直埋、穿钢管直埋,通过声磁同步法监听时,运检人员所听到的电缆放电声音特性不同。当电缆沿道路敷设时,由于现场环境存在着干扰(如车辆、基建噪音、振动等),可能会影响到运检人员的视听判断,因而需要不断摸索其反射波声音特征,不断总结经验,形成一套典型的不同类型的故障电缆测试声谱,为以后的故障查找提供依据。
作者简介:罗勇,1977年1月出生,工程师,国网六安供电公司,现任六安供电公司运维检修部运检操作二班班长。
林松,1969年10月出生,高级技师,国网六安供电公司,现任国网六安供电公司安丰变电运维站班长。
一、综述
(一)、立题依据
随着城市的发展,电缆线路日益增多,尤其是10KV主干电缆一旦发生故障,将造成大面积停电,其电缆采用暗敷,故障点的隐蔽性肉眼无法巡查,全面开挖查找故障点不现实,如何在最短的时间内快速查找到故障点,并精确定位已经成为电缆线路抢修、维护必须掌握的基本知识,能快速解决电力电缆故障问题,提高供电可靠性达到安全供电的目的。
(二)、國内外研究水平综述
自从有了地埋电缆以后,电缆故障的检测工作就成了必须解决的问题。最初的电缆故障粗测工作,是用电桥平衡测试原理进行的,当时曾用过电阻电桥、电容电桥、低压电桥、高压电桥等。用电桥原理测试电缆故障距离,曾是上世纪六七十年代普遍采用的方法。到了2000年以后,使用电桥法测试原理的仪器还继续使用并且有所发展,现在也出现了具有更高智能化的电桥测试仪。
到了上世纪七八十年代,电缆故障测试普遍采用了闪测法测试,原理为脉冲反射法(也叫雷达法)。所用的仪器以电子管、晶体管电路为主,体积庞大。采用的显示器先后有示波管型闪测仪、存贮示波管型闪测仪等等。到了上世纪九十年代以后,随着计算机技术的普遍应用,智能型电缆故障闪络测试仪(闪测仪)开始投入使用,采用的测试原理依旧是脉冲反射法。采用的闪测仪从显像管显示到液晶显示,普遍应用单片机电路进行控制,使电缆故障的粗测工作进入到一个新境界。
电缆线路故障点的查找设备及技术多种多样,但系统的成套设备及专业性的总结分析形成一套专有技术,目前还未见。
(三)、电缆故障快速查询与分析
1、从操作难易程度
电力电缆故障检测定位系统是智能型专家系统,所有操作(包括接线)只需懂得一点基本电气知识的人员均可进行。设备本身只有几个简单易识别的按钮。按照操作步骤可快速完成测试。故障点的定点设备上 智能化显示,无复杂的分析过程。
普通电缆故障检测操作较为复杂,往往前期接线就要耗费很长时间,设备大大小小加起来有七八个。故障点的定点由多个设备叠加分析得出的结果。分析过程复杂。厂方技术人员在现场测试时感觉可以一旦时间一长自己进行检测时出现这样或那样的问题。
2、从定位准确度比较
电力电缆故障检测定位系统的定位误差在0.1米,定点仪操作简单易查。抗干扰能力强,故障点一目了然。普通电缆故障检测定位,误差至少0.6米。非目标电缆的干扰较严重。
(四)、采取措施
1、前期准备
建立研究项目组,进行设备、技术调研,制定项目实施方案,并根据原始方案,讨论设备的选型,技术方案初稿制定。组织相关技术人员对成套测试设备性能进行分析,并选定需要的专用设备,上报物资公司采购。
2、现场测试
结合配网实际出现的电缆故障状况,利用成套测试设备实地测试,同时模拟故障类型、敷设环境,总结分析故障点测试技术。
(1)、模拟测试
通过对电缆故障类型和敷设环境的模拟,以验证电缆故障快速查询与分析项目的成套测试设备的准确性和精确性。
模拟电缆故障类型:短路[三相、二相]、接地;
模拟电缆敷设环境:直埋、穿UPVC管直埋、穿钢管直埋。
(2)、实践检验
结合六安配网电缆实际情况,测试设备性能。
滨河变10kV阳光小区07线因主缆问题,冲击试验没通过,线路未投运。拟通过对电缆来测试电缆故障快速查询与分析设备的实际故障查处能力。
(五)、达到效果:
电缆故障快速查询与分析项目顺利通过模拟测试和实践检验,该套设备能准确区分出高阻故障、相间短路等电缆故障类型,有精细的电缆故障定位功能,实现了高精度的电缆测长功能,并具备精确的电缆的带电识别、带电测深及停电识别功能。
电缆故障快速查询与分析项目实施以来,已达到以下效果:
1、电缆故障快速查询与分析设备便于携带,方便电缆运维人员摸清电缆走向;
2.能方便快捷查找故障点,缩短故障查找时间,能避免事故进一步扩大,并提高了供电可靠性;
3.电缆故障快速查询与分析设备的精确定位,减少了电缆敷设上方土层的开挖,为电缆检修提供便利,极大的减轻工作人员的劳动强度,并节省大量人力、物力;
二、研究方法和结果
电缆故障快速查询与分析项目在研究和测试过程中,模拟故障类型和现场敷设环境,利用系统成套的电缆故障测试设备进行测试。通过绝缘摇表法、低压脉冲法和电桥法来分析电缆故障类型、实现测量敷设电缆全长、故障测距,并通过高压闪络法和声磁同步法来实现电缆敷设走向追踪和电缆精确定点,最后通过相应的设备区分出目标电缆。
在研究过程中,结合六安配网存在的一条故障电缆(滨河变10kV阳光小区07线)进行项目测试。
1、绝缘摇表法测绝缘:通过绝缘摇表法测滨河变10kV阳光小区07线三相分别对地绝缘、相对相绝缘:
测试结果:电缆呈高阻。
2、耐压试验
电缆耐压试验电压达不到标准即跳闸。耐压试验结论:电缆有故障
3、低压脉冲法和电桥法电缆故障测距
电缆参数:交联聚乙烯;波速:170m/us;脉冲波形采集器液晶屏读数:G=144% C相;G=859% A相;电缆测量全长:1700m;故障定位:510m。
结论:初步判断滨河变10kV阳光小区07线电缆A相接地,故障处距测距始点510m处。
4、高压闪络法和声磁同步法电缆走向及故障定位
利用高压信号发生仪脉冲试验,秒冲周期为2s, 目的是使障点击穿放电,再配合故障定点仪器进行测距和定点,最终准确定位到故障点,并实现了目标电缆与运行电缆的区分(故障发生在一处电缆接头井内)在实践测试过程中,在故障现场的定位处通过电缆制作标识牌亦可看出目标电缆确为滨河变10kV阳光小区07线,再利用丈量法,故障距离与测试一致。通过故障电缆检修,打开中间接头清晰看见目标电缆有明显的放电痕迹,确定故障点与测试一致,电缆修复后该电缆线路一次性冲击成功。
最终结论:电缆故障快速查询与分析系统的测试与现场实际结果一致。
三、达到的目的与效果
电缆故障快速查询与分析系统的选择应用,能实现精确定位,极大减少了电缆敷设上方的沿途道路土方开挖,减轻了电缆运检人员的劳动强度,同时在其他电缆线路不需要停电的基础上区分出目标电缆,在抢修工作中缩短故障抢修时间,提高了供电可靠性,具有较高的社会效益和经济效益。
四、推广应用情况及存在不足
电缆故障快速查询与分析项目自实施以来,对于不同类型的故障如高阻故障、相间短路故障,以及不同敷设环境如电缆直埋、穿UPVC管直埋、穿钢管直埋,通过声磁同步法监听时,运检人员所听到的电缆放电声音特性不同。当电缆沿道路敷设时,由于现场环境存在着干扰(如车辆、基建噪音、振动等),可能会影响到运检人员的视听判断,因而需要不断摸索其反射波声音特征,不断总结经验,形成一套典型的不同类型的故障电缆测试声谱,为以后的故障查找提供依据。
作者简介:罗勇,1977年1月出生,工程师,国网六安供电公司,现任六安供电公司运维检修部运检操作二班班长。
林松,1969年10月出生,高级技师,国网六安供电公司,现任国网六安供电公司安丰变电运维站班长。