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高压电力电缆接地故障查找技术分析

2020-05-26邓海程泓泽王露霈窦立伟于昊燃

大众科学·上旬 2020年5期
关键词:接地故障电力电缆高压

邓海 程泓泽 王露霈 窦立伟 于昊燃

摘 要:城市化进程中,为满足社会发展需求,高压电力电缆成为区域供电的主要应用方式。但是由于高压电力电缆外部环境较差,容易产生接地故障,影响区域供电系统稳定性。因此,本文结合高压电力电缆接地故障原因,对高压电力电缆接地故障查找技术展开分析。借此提高电力电缆故障查找效率,保障城市电力系统可靠运行。

关键词:高压;电力电缆;接地故障;查找技术

引言:

高压电力电缆能够改变城市用电条件,为社会经济发展提供较多便利。但在高压电力电力实际应用中,却存在较多故障隐患。其中较为突出的是接地故障,对此,相关人员需综合分析高压电力电缆接地故障原因,积极落实电力电缆接地故障查找技术。因此,本文对高压电力电缆接地故障查找技术进行研究,希望为相关从业人员提供技术借鉴。

一、高压电力电缆接地故障原因

第一,机械性损伤。高压电力电缆中,机械性损伤为常见故障类型,此种损伤占据故障总量的50%.机械性故障是指电力电缆在实际铺设期间,以及后期运行期间,受外力作用,存在直接性的损伤[1]。比如施工损伤、外力磨损、自然损伤这类现象。损伤初期,高压电力电缆故障并不明显,但在损伤恶化后,会演变为明显的接地故障。而造成机械性损伤的原因较为复杂,且难以被诊断。

第二,绝缘受潮。受高压电力电缆应用环境制约,绝缘受潮与电缆所处环境息息相关。其中高空架设、地下敷设的电缆,都会在雨水、阳光等自然元素侵蚀下,使得电缆受潮,诱发接地故障。再者,若是电缆各端口密封性不足,同样会存在受潮现象。具体表现为泄漏电流变大,绝缘电阻变低,导致电缆在热损耗增加后,留下接地故障隐患。

第三,低阻、高阻接地故障。在高压电力电缆相间的绝缘、相对绝缘被损伤后,绝缘电阻降低后,就会产生低阻接地故障。具体来说,相对绝缘电阻值小于150Ω后,视为低阻故障,故障点多位于电缆终端,且电缆特性绝缘阻抗大于相对绝缘电阻。若是电缆绝缘电阻较大,则为高祖故障,可分为闪洛性、泄露性两种故障方式。电缆预试期间,泄露电流和试验电压呈正比,是泄露性故障的典型特点。而闪洛性故障,其特点在于故障点未能形成低阻通道,且绝缘电阻值较大。在具体试验期间,电压值升高时,泄露电流变大,若电流降低则泄露电流变化现象消失。

二、高压电力电缆接地故障查找技术

(一)故障测距技术

1.电桥法

高压电力电缆故障检测中,电桥法应用效果较为明显。此种故障查找技术,能够针对性的找出高压电力电缆中的低阻接地故障展开检测,技术原理为电桥原理。电桥法查找接地故障时,会在电缆外部调节电阻阻值,并通过分析电阻阻值变化规律,使电桥两端处于平衡状态,以便于计算故障位置[2]。计算结果出现后,可根据数值、故障查找经验,判断高压电力电缆具体故障点。在各类高压电力电缆接地故障中,其中低阻故障较为常见,而电桥法在故障查找工作的应用,能够有效提高接地故障处理效率。

2.低压脉冲发射法

低压脉冲发射法在接地故障检查期间,属于无损性查找技术。该技术可借助“低压电流”窄脉冲信号的传送,使信号进入高压电力电缆内部,并且在接头、信号短路点发出信号,而技术人员结合信号接收位置,了解信号反馈波形。在波形准确测量后,诊断接地故障,同时将故障信息反映至计算机系统中。以便于技术人员及时处理高压电力电缆的接地故障。低压脉冲反射法,在接地故障查找中,所反射波形可分为正波形、负波形两种,可直接明晰短路点。在波形比较平缓时,故障点位置一般为电缆接头部分,故障类型为低阻接地故障。高压电力电缆故障查找中,低压脉冲发射法应用范围广、频率多,能够有效监测电缆短路、断路。同时在电缆长度测量中,区分电缆终端头、T型接头,以此明确接地故障点位置。但在低压脉冲发射法实际运用中,技术人员还应标准信号波形的准确解读,进而判断故障种类。

(二)故障定位技术

1.声波法

声波法在高压电力电缆接地故障查找中,可将声波视为故障检测工具,在声波发射后判断故障类型及具体位置。具体来说,电缆接地故障查找技术中,声波发在故障查找中,会将高压脉冲发射于电缆内,直至高压脉冲抵达故障点[3]。之后,技术人员可根据声波自身能量,击穿故障的接地点,从而在短暂性声响产生后,借助拾音器扩大声响,以判断故障位置。此种故障查找中的定位方法,在高压电力电缆故障维修中较为实用,能够迅速确定故障位置。多用于紧急事故、故障多发点的电缆故障查找,并且利用声波定位故障,可确保故障点查找的高效性、准确性。

2.声磁同步法

高压电力电缆故障查找期间,声磁同步法可用于高阻、低阻接地故障查找。此种技术的实施工具,一般为“高压脉冲发射器”。利用该工具向电力电缆发射脉冲,可在脉冲发射后反馈故障点电磁信号。在此期间,技术人员还需使用高频拾音器,以及电磁监测仪,及时获取故障点声音的反馈信息。此外,应用声磁同步法时,为确保故障查找效果,相关人员还需结合此项技术优势,選择适用性强的故障类型,同时在相关仪器使用前,预先完成调式、校验工作。

3.电缆烧穿法

相较于其他高压电力电缆故障查找技术,电缆烧穿法在故障点检验、诊断中,可应对声波、声磁无法击穿接地点,传送故障信息的情况。电缆烧穿法可使用电缆烧穿设备,发射高压电流,并且在电流发射后,诱发高压电力电缆短路发热,以此在电力电缆外部绝缘碳化、热老化后,判断电缆接地故障实际位置。除此之外,电缆烧穿法在各类接地故障查找技术中,其技术优势在于它能够适用于多种故障情境,使故障查找工作有序开展。比如,电缆烧穿法应用中,可通过观察残压电流、电压泄露等数据变化,有效判断高阻故障。

三、结语

综上所述,高压电力电缆接地故障的查找效率,关系着城市用电的安全性及可靠性。在高压电力电缆接地故障中,较为常见的故障原因包括机械性损伤、结缘受潮等。而在接地故障查找技术中,为确保技术人员工作效果,还应结合电桥法、声波法等技术优势,针对性的开始故障查找工作。

参考文献:

[1]冯经纬.冶金企业高压电缆异地相间接地短路故障分析及对策[J].冶金自动化,2019(2):66-67.

[2]任成君.电力电缆故障分析与故障点定位研究[J].中国战略新兴产业,2017(12):199-200.

[3]赵燕鹏,李传东.35 kV电力线路单相完全接地故障位置的查找方法[J].电世界,2019(7):112-115.

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