時間:2020年12月17日 分類:電子論文 次數:
摘要:隨著經濟和各行各業的快速發展,電力行業發展也十分快速。針對電力電纜發生故障原因以及對故障點的探測方法的分析,提出了在未來發展過程中,電力電纜故障測距所使用的全新方法和常用技術。
關鍵詞:探測技術;高壓電力電纜;電纜故障類型
引言
隨著社會的發展,人們的用電需求不斷提升,而城市化人口的增長導致輸電網絡中電力電纜不斷增加,輸電壓力也與日俱增。在人們的生活中,輸電電纜已經上升到了極其重要的地位,一旦發生故障將會影響人們的正常生活,因此在未來的發展過程中,故障的檢修以及快速恢復供電非常重要。而一般來說,電力電纜的輸電方式中,高壓電力電纜電力輸送屬于其中相當重要的一環,因此如何通過科學技術來快速的查找電纜故障恢復供電,屬于未來電力發展過程中的主要研究方向。
1高壓電纜故障的類型
在高壓電纜投入運行之后,往往會受到多方面因素的影響,導致電纜未達到使用壽命時就會出現故障,一般來說導致電纜出現故障的因素主要有以下幾點。(1)電纜本身存在質量問題,在生產的過程中,由于技術人員生產工藝等問題,導致高壓電纜出現絕緣偏心、絕緣解蔽均勻性差、電纜金屬保護套密封性較差等,而這些問題在最終的發展中又將直接影響電力電纜的使用壽命,導致電纜出現故障。(2)規劃設計因素,在設計工程的過程中,設計人員由于不具備電纜的相關知識,導致沒有從多方面因素考慮電纜的實際使用壽命。一般來說,這種情況主要有電纜轉彎半徑不足,現場無法纜線鋪設等等問題,嚴重情況下設計人員的電力電纜知識不足還會導致故障的發生。
(3)測試施工方面的因素,在實際施工過程中,施工現場環境較為惡劣,電纜接頭施工存在著一定問題,與此同時施工流程沒有遵照嚴格的規范進行,這些都會導致電力電纜在使用過程中有出現故障的可能。(4)電纜運行過程中出現問題,如果電纜長期處于超負荷狀態下進行運行或者電力電纜運行外界環境較為惡劣,這些都容易導致電纜出現故障。(5)外力破壞的因素。在鋪設過程中,電力電纜容易遭受到外力的破壞,這些破壞將會直接導致電纜的質量受到影響。
2故障的確定
對于高壓電力電纜,在發生故障之后如果具備有一定的條件,那么首先應該進行現場勘查,同時勘察過程中需要注意做好安全措施。針對不同的電纜故障,可以選擇不同的測試方法,如果出現了電纜主絕緣故障,那么可以使用萬用表進行導通試驗,來判斷電纜有無斷線現象,隨后需要使用兆歐表來對電纜主絕緣電阻進行測試。
但需要注意的是,這種測試方法并不足以判斷電纜故障性質,一旦發現兆歐表顯示絕緣電阻為零時,此時兆歐表的分辨率較低,需要使用萬用表來對電纜主絕緣電阻進行二次測試。如果電壓電纜經過了測試,顯示數據合格,測試人員還需要使用耐壓實驗,對其進行閃絡性故障方面的檢查。而如果電壓電纜出現了外層故障,可以使用兆歐表來測試電纜各個分段之間的接地電阻是否合格,從而判斷出電纜故障分段。
3故障性質的分類、測試、定點方法
3.1測距方法
一般來說常見的測試方法是采用惠斯頓電橋法,電橋法中又包含有電阻電橋法、電容電橋法兩種。在測距過程中使用惠斯頓電橋法的優點在于簡單方便,同時較為精準,而惠斯頓電橋法的缺點在于其不適用于高阻電路或發生了閃絡性故障的電路。伴隨著電力電子科技的發展,在近幾年來電力電纜的故障測試技術已經有了較大的飛躍,除了惠斯頓電橋法之外,又出現了測距的脈沖電流法、路徑探測法、脈沖磁場法以及使用聲音信號時間差來尋找故障的方法。也就是說在未來的發展過程中,伴隨著信息技術的進步,尋找電纜故障的探測技術有了全新的發展方向,進入了智能化的階段。
3.2平衡電橋法
平衡電橋法,就是在電橋平衡時按照其電阻與長度之間的比例關系來計算故障距離。這一種方法主要是實現非故障相和被測電纜故障相的短接。其電橋展開的兩臂分別接非故障相和故障相,利用電阻改變器的調節,最終滿足電橋平衡的要求。這一種方式主要是在短路、低阻接地、外護套所引發的故障之中使用,但是無法對三相電路低阻故障進行檢測。一旦出現因為高阻值引起的電路故障,就可以考慮通過轉化的方式將其轉化為低阻故障,再一次進行測量,在轉化中可以考慮用負高壓燒穿故障點的方式來進行處理,但是還需要注意不是所有的故障都可以利用這種方式。
3.3電橋法
目前在電力系統現場檢測工作中,電橋法的應用較少,但是對于不明顯的低壓脈沖反射和高壓擊穿類的特殊型故障,應用電橋法可以達到很好的檢測效果。所謂電橋法檢測,具體就是電橋兩臂分別和故障相和非故障相連接,通過適當的調節電阻確保電橋達到相應的平衡,然后利用相應的公式計算故障點和測量點之間的距離。通過應用電橋法對電力電纜故障進行檢測,具有精準度較高、應用過程簡便的優點,但是也有一定的缺點,比如對于高阻抗故障、相間短性故障以及閃絡性故障的檢測效果較為一般。
3.4低壓脈沖反射法
應用低壓脈沖反射法進行檢測的過程中,其實就是將低壓脈沖注入電力電纜的故障相。該脈沖會沿著電纜進行傳播,當到達阻抗不匹配的位置后,證明遇到了故障點,脈沖會產生反射,設置在測試點的儀器會記錄該脈沖的信息,通過計算發射脈沖與反射脈沖在電纜中的傳播時間以及往返的時間差,可以得出故障點和測試點之間的距離。這種檢測方法具有簡單直觀的優勢,即使不知道電纜的長度信息等資料,也可以計算出故障位置的相關信息,但是該種方法也具有缺點,即只有知道電纜走向時才能應用,對于高阻抗與閃絡性故障不適合應用低壓脈沖法進行測量。
3.5高壓閃絡法
這種測試方法的主要適用對象在上文的圖表中已經有所提及,那就是高阻閃絡性故障。在進行這種故障實驗的過程中,電壓往往會高達數萬伏,因此需要嚴格遵守規章制度。在實驗的過程中,更換接線時應該切斷電源,充分調整間距和間隙,保證電容器和電纜能夠充分的完全放電,同時還需要注意連接地線。在完成了實驗之后,處理人員還需要使用低壓脈沖法進行二次測試。同時測試的過程中由于電壓較高,還需要注意高電壓測試設備的功率與閃光燈的工作功率需要分開,保證閃光燈的連接遠離高壓線路,防止出現短路的現象。
電力論文投稿刊物:《電子測試》由北京市科學技術研究院主管,1983年北京市創刊,雜志提供產品測試解決方案,開發與質檢機構、研究所和大專院校必備的參考資料,適合電子技術論文發表。
結語
隨著我國對電力電纜特性研究的逐步深入,眾多故障測距以及定位方法都有了實際化的提升。然而當下存在的問題是依舊沒有一種測試方法能夠應用于所有故障線路中,因此在未來的發展過程中,電力電纜故障檢修人員需要堅持具體問題具體分析,根據電纜的實際情況來選擇檢查方法。無論是電纜的鋪設情況,還是電纜所處的環境因素都屬于檢修人員需要考慮的重要因素,因此采用合適的方法來對電力電纜的故障進行詳細測試,這屬于非常精細化的工作,要求電力電纜檢修人員能夠給予工作更大的細心與耐心。怎樣能夠在未來發生故障時迅速找到故障點,從而快速解決故障,降低停電損失,成為電力領域研究的主要發展方向。
參考文獻:
[1]李浪.高壓電力電纜故障原因分析和試驗方法的研究[D].四川:西南交通大學,2013.
[2]鄧勇,李瑞月.關于電力電纜故障分析及監測方法的探究[J].電子測試,2018(12):98-99.
[3]朱軼瑾,鄭雯佳,何嘉超.高壓電力電纜故障監測措施的相關研究[J].中國新技術新產品,2017(16):27-28.
作者:何軼聰