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10kV配電電纜故障探尋及原因分析

2015-03-26 18:57邱辛泰陸釗
中國高新技術(shù)企業(yè) 2015年5期
關(guān)鍵詞:輸電網(wǎng)配電線路

邱辛泰 陸釗

摘要:配電線路是輸電網(wǎng)的重要組成部分,其運(yùn)行穩(wěn)定性與可靠性直接影響著人們的生活質(zhì)量與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。配電電纜供電半徑比較大,呈現(xiàn)放射式樹枝型特點,各線路之間聯(lián)絡(luò)比較少,相應(yīng)設(shè)置的保護(hù)設(shè)備數(shù)量少并且性能簡單,在根本上導(dǎo)致了線路故障的多發(fā)性。為保證配電線路運(yùn)行的可靠性與安全性,必須要對故障原因進(jìn)行深入分析,選擇合適措施進(jìn)行優(yōu)化管理。文章對配電電纜故障原因進(jìn)行了分析,并結(jié)合實例提出了相應(yīng)的優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞:配電電纜;故障探尋;故障選線;配電線路;輸電網(wǎng) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

中圖分類號:TM86 文章編號:1009-2374(2015)05-0145-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0404

在城市建設(shè)程度不斷加深的背景下,配電電纜在輸電網(wǎng)中起到的作用越來越大,配電電纜逐漸代替了傳統(tǒng)的架空線路。但是就實際影響情況來看,隨著電纜數(shù)量的日益增多以及其運(yùn)行時間的延長,導(dǎo)致其運(yùn)行故障的發(fā)生越來越頻繁,對人們生活以及社會生產(chǎn)都帶來了較大的影響。為提高配電電纜運(yùn)行效率,需要采取合適的檢測方法與檢測設(shè)備完成故障探尋,及時確定故障位置以及原因,降低故障帶來的影響,在整體上提高電纜運(yùn)行的效率。

1 電纜故障簡析

電纜故障主要可以分為五種,即接地故障、短路故障、斷線故障、閃絡(luò)性故障以及混合性故障,其中接地故障為電纜一芯主絕緣對地?fù)舸欢搪饭收蠟殡娎|兩芯或三芯短路;斷線故障為電纜一芯或數(shù)芯被故障電流燒斷或受機(jī)械外力拉斷,造成導(dǎo)體完全斷開。而閃絡(luò)性故障大多發(fā)生在電纜耐壓試驗擊穿中,實際運(yùn)行過程中比較集中出現(xiàn)在電纜中間接頭以及端頭內(nèi)部位。最后對于混合性故障則是含有接地、短路、斷線以及閃絡(luò)性故障中的兩種以上的故障,在故障的判斷與處理上存在的難度最大。

2 電纜故障原因分析

2.1 線路本身因素

第一,電纜斷路。即電纜在運(yùn)行過程中存在破損以及斷裂等情況,導(dǎo)致供配電回路存在差異,是一種比較常見的運(yùn)行故障。一般情況配電顯然斷路點并不存在明顯的斷開點,其中產(chǎn)生的間隙很有可能會存在巨大的電弧,導(dǎo)致電纜運(yùn)行溫度上升,嚴(yán)重的甚至?xí)霈F(xiàn)爆炸或者火災(zāi)等事故。第二,短路故障。在電纜電路施工過程中,線路受到人為或者外力影響,導(dǎo)致線路中出現(xiàn)絕緣被擊穿的現(xiàn)象,最終使得線路在后期運(yùn)行過程中出現(xiàn)短路故障。第三,單相接地。此類故障可以說是電纜電路最為常見的一種,發(fā)生的原因大部分是因為線路長期處于雨淋或者潮濕的運(yùn)行環(huán)境中,在線路系統(tǒng)發(fā)生故障后,故障性電壓變?yōu)榱悖欠枪收想妷荷仙骄€電壓,造成電壓幅值急劇增加,容易造成配電線路過電壓。最終會因為電壓幅值長期處于超負(fù)荷狀態(tài),而造成電纜電路被燒毀。

2.2 外界環(huán)境因素

第一,冰凍。尤其是針對于我國北方地區(qū)冬季,電纜電路長期處于低溫環(huán)境中,如果遇到降雪天氣,電纜電路表面很容易形成冰凍層,使得電纜斷裂、短路以及墜落等,增加了電路運(yùn)行的安全威脅。第二,雷擊。雖然電纜線路相對于傳統(tǒng)線路已經(jīng)進(jìn)行了優(yōu)化,但是其還是依靠于計算機(jī)信息技術(shù),這樣在雷擊天氣里很容易受到雷電的影響,使得線路發(fā)生故障不能正常運(yùn)行。

3 電纜故障探尋方式分析

3.1 沖擊放電聲測

此種故障探尋方式主要是利用直流高壓試驗設(shè)備,來完成對電容器的充電儲能處理,當(dāng)電容器電壓達(dá)到一定數(shù)值時,球間隙擊穿,高壓設(shè)備與電容器上存在的能量就會通過球間隙向電纜故障位置放電,產(chǎn)生機(jī)械振動聲波,這樣只需要檢測人員聽聲音就可以辨別故障發(fā)生位置。其中,檢測最后階段產(chǎn)生的聲波強(qiáng)弱,主要受擊穿放電能量的大小決定,一般情況下能量比較大的放電,檢測人員可以在草坪表面完成辨別,而對于能量比較小的放電,則需要利用高靈敏度的拾音器沿著初測確定范圍進(jìn)行精確確認(rèn)。

3.2 二次脈沖檢測

此種故障探尋方式是一種相對新型的檢測方式,主要利用低壓脈沖波形來完成分析與測試,檢測結(jié)果具有比較高的精確度。進(jìn)行檢測時,首先選擇一定能量與電壓等級的高壓脈沖,通過電纜測試端來向故障電纜進(jìn)行電壓施加,并讓電纜高阻故障點發(fā)生擊穿燃弧。并且要向檢測端添加測量用低壓脈沖,這樣當(dāng)測量脈沖達(dá)到電纜高阻故障點并遇到電弧則會在電弧表面發(fā)生反射。在發(fā)生燃弧時,電纜高阻故障轉(zhuǎn)變?yōu)樗查g短路故障,這樣就會使得測試脈沖發(fā)生明顯的阻抗特征變化,使得原來的閃絡(luò)測量波形轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪好}沖短路波形,通過波形來判斷非常明顯。選擇此種檢測方式,將低壓脈沖發(fā)與高壓閃絡(luò)技術(shù)結(jié)合在一起,檢測人員可以通過波形的對比更準(zhǔn)確的判斷電纜故障點。

3.3 聲磁信號同步接受檢測

選擇此種檢測方法來完成電纜故障的探尋,首先是向電纜施加沖擊直流高壓,使得電纜故障點放電,在放電的瞬間電纜金屬護(hù)套與大地形成的回路會出現(xiàn)感應(yīng)環(huán)流,這樣故障電纜周圍就會出現(xiàn)脈沖磁場。然后利用感應(yīng)接受儀器可以完成對電纜故障點發(fā)出的放電聲信號的接收,最后儀器可以利用探測接收到聲音、磁場兩種信號之間的時間間隔來判斷故障點,聲磁兩種信號間時間間隔最短的點即為電纜故障位置。

4 電纜故障探尋實例分析

4.1 實例1

4.1.1 電纜故障探尋概述。2011年10月25日晚,無錫市220kV塘頭變出線35kV塘頌線發(fā)生接地故障,經(jīng)搶修人員排查,最后確定故障電纜基本情況如下:電纜型號:YJSV;電壓等:35kV;截面:400mm;長度:約800m。

4.1.2 故障分析。首先確定故障性質(zhì),分別對故障電纜進(jìn)行絕緣測試,測試結(jié)果如下:A相絕緣3.6MΩ,B相絕緣1.1GΩ,C相絕緣43.9MΩ。初步判定該電纜為高阻故障,因此我們先用低壓回波法對非故障相進(jìn)行測量,再用二次脈沖法對故障相電纜進(jìn)行測量。

4.1.3 探尋結(jié)果。經(jīng)過對故障相與非故障相測量數(shù)據(jù)線的疊加對比可以得出,電纜的總長大約為706m,測試點距電纜274m有很明顯的發(fā)散點,此點即為故障點。因為此時運(yùn)行部門已經(jīng)提供現(xiàn)場電纜的路徑走向,用皮尺從終端測量點位置量取274m的一個大約范圍,再安排人員守候,使用聲磁同步法在預(yù)定位位置進(jìn)行探測,在沿敷設(shè)路徑的電纜蓋板下聽到放電聲,打開電纜蓋板后確定故障即在該點。因為此井為過渡井,此故障點非電纜中間接頭,為電纜本體故障。

4.2 實例2

4.2.1 電纜故障探尋概述。2011年9月16日,無錫市五愛家園開閉所進(jìn)線發(fā)生接地故障,經(jīng)搶修人員排查,最后確定故障電纜基本情況如下:電纜型號:YJV22;電壓等:10kV;截面:70mm;長度:約180m。

4.2.2 故障分析。首先確定故障性質(zhì),分別對故障電纜進(jìn)行絕緣測試,測試結(jié)果如下:A相絕緣247.2Ω,B相絕緣3.2MΩ,C相絕緣193MΩ。初步判定該電纜為高阻故障,因此我們先用低壓回波法對非故障相進(jìn)行測量,再用二次脈沖法對故障相電纜進(jìn)行測量。

4.2.3 探尋結(jié)果。將故障相與非故障相得出的測量數(shù)據(jù)線進(jìn)行疊加對比可以得出,電纜的總長大約為154m,測試點距電纜110.7m有很明顯的發(fā)散點,此點即為故障點。

5 結(jié)語

電纜線路在運(yùn)行過程中受到多種因素的影響,經(jīng)常會出現(xiàn)運(yùn)行故障,想要有效避免故障的發(fā)生,就需要針對故障發(fā)生的原因進(jìn)行分析,并做好故障探尋管理工作,選擇切實可行的措施進(jìn)行處理,爭取不斷提高電纜線路運(yùn)行的可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫廣慧,莊小亮,牛海清,張群峰,趙繼光.珠三角地區(qū)10kV配電電纜故障統(tǒng)計分析[J].電氣應(yīng)用,2013,(11).

[2] 林韶文.10kV配電系統(tǒng)中電纜故障的測定方法和故障選線研究[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2013,(18).

[3] 朱鳳鳴.芻議10kV配電線路接地故障原因分析及預(yù)防措施[J].科學(xué)之友,2011,(24).

作者簡介:邱辛泰(1987-),男,江蘇無錫人,江蘇省電力公司無錫供電公司助理工程師,研究方向:電力系統(tǒng)及自動化。

(責(zé)任編輯:蔣建華)

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