電纜故障測試技術 隨著電力、能源行業的發展,各種電纜越來越多地運用到生產生活的各個領域,而且一般都埋入地下或進入電纜溝敷設,當電纜發生故障后,如何快速準確的查找故障點,盡快恢復供電,是困擾我們的難題。
三峽十年在這十年因參戰各大型水電工程工業電力建設施工(青海李家峽電站、湖北三峽水電工程、廣西梧州水利樞紐、云南小灣水電站建設等)多年的實際工作經驗中,發現高壓電纜和低壓電纜的故障各有許多不同之處,高壓電纜故障多以運行故障為主,且大多數是高阻故障,而高阻故障又分泄露和閃絡兩大類型;而低壓電纜故障只有開路、短路和斷路三種情況(當然,高壓電纜也包括這三種情況)。
無論是高壓電纜或低壓電纜,在施工安裝、運行過程中經常因短路、過負荷運行、絕緣老化或外力作用等原因造成故障。電纜故障可概括為接地、短路、斷線三類,其故障類型主要有以下幾方面:
?、偃倦娎|一芯或兩芯接地。
②二相芯線間短路。
?、廴嘈揪€*短路。
?、芤幌嘈揪€斷線或多相斷線。
對于直接短路或斷線故障用萬用表可直接測量判斷,對于非直接短路和接地故障,用兆歐表搖測芯線間絕緣電阻或芯線對地絕緣電阻,根據其阻值可判定故障類型。
故障類型確定后,查找故障點并不是一件容易的事情,下面根據本人對電力電纜多年摸索的經驗,介紹幾種查找故障點的方法,以供參考。
電纜故障點的查找方法 ?。?)測聲法:
所謂測聲法就是根據故障電纜放電的聲音進行查找,該方法對于高壓電纜芯線對絕緣層閃絡放電較為有效。此方法所用設備為直流耐壓試驗機。電路接線如圖1所示,其中SYB為高壓試驗變壓器,C為高壓電容器,ZL為高壓整流硅堆,R為限流電阻,Q為放電球間隙,L為電纜芯線。
當電容器C充電到一定電壓值時,球間隙對電纜故障芯線放電,在故障處電纜芯線對絕緣層放電產生"滋、滋"的火花放電聲,對于明敷設電纜憑聽覺可直接查找,若為地埋電纜,則首先要確定并標明電纜走向,再在雜噪聲音zui小的時候,借助耳聾助聽器或醫用聽診器等音頻放大設備進行查找。查找時,將拾音器貼近地面,沿電纜走向慢慢移動,當聽滋、滋"放電聲zui大時,該處即為故障點。使用該方法一定要注意安全,在試驗設備端和電纜末端應設專人監視。
(2)電橋法:
電橋法就是用雙臂電橋測出電纜芯線的直流電阻值,再準確測量電纜實際長度,按照電纜長度與電阻的正比例關系,計算出故障點。該方法對于電纜芯線間直接短路或短路點接觸電阻小于1Ω的故障,判斷誤差一般不大于3m,對于故障點接觸電阻大于1Ω的故障,可采用加高電壓燒穿的方法使電阻降至1Ω以下,再按此方法測量。
首先測出芯線a與b之間的電阻R1,則R1=2Rx+R,其中Rx為a相或b相至故障點的一相電阻值,R為短接點的接觸電阻。再就電纜的另一端測出a′與b′芯線間的直流電阻值R2,則R2=2R(L-X)+R,式中R(L-X)為a′相或b′相芯線至故障點的一相電阻值,測完R1與R2后,再按圖3所示電路將b′與c′短接,測出b、c兩相芯線間的直流電阻值,則該阻值的1/2為每相芯線的電阻值,用RL表示,RL=Rx+R(L-X),由此可得出故障點的接觸電阻值:R=R1+R2-2RL,因此,故障點兩側芯線的電阻值可用下式表示:Rx=(R1-R)/2,R(L-X)=(R2-R)/2。Rx、R(L-X)、RL三個數值確定后,按比例公式即可求出故障點距電纜端頭的距離X或(L-X):X=(RX/RL)L,(L-X)=(R(L-X)/RL)L,式中L為電纜的總長度。
采用電橋法時應保證測量精度,電橋連接線要盡量短,線徑要足夠大,與電纜芯線連接要采用壓接或焊接,計算過程中小數位數要全部保留。
?。?)電容電流測定法:
電纜在運行中,芯線之間、芯線對地都存在電容,該電容是均勻分布的,電容量與電纜長度呈線性比例關系,電容電流測定法就是根據這一原理進行測定的,對于電纜芯線斷線故障的測定非常準確。測量電路如圖4所示,使用設備為1~2kVA單相調壓器一臺,0~30V、0.5級交流電壓表一只,0~100mA、0.5級交流毫安表一只。