摘要:在对10kV配电电缆故障准确可靠查找的重要性进行分析后,对10kV配电电缆主要故障类型和故障点基本检测查找步骤进行了探讨。最后,结合自我多年实践工作经验,对10kV配电电缆故障查找方法进行了详细分析研究。
关键词:10kV电缆 故障查找 脉冲法
随着电力用户对供电安全可靠性要求的进一步提高,10kV配电电缆的运行维护就显得尤为重要。10kV配电电缆作为配电系统中重要的电能输送载体,其运行安全可靠性直接影响到供电的安全可靠性和节能经济性。电缆无论采取何种结构形式,其均会收到自然环境的影响,尤其是收到气象气候、周围环境、外力破坏、以及逐年绝缘腐蚀老化等因素的影响,配电线路的供电特性将会发生相应的变换,甚至会出现断线、短路、接地等故障,进而使得配电线路发生中断,给电力用户日常工作、学习、生活等带来不便。为了减少10kV配电线路故障发生的时间,降低停电故障损失,提高供电安全可靠性,对配电电缆故障进行准确定位查找就显得格外重要。
1、10kV配电电缆主要故障类型
10kV电缆是配电网系统中重要的电能载体,其在施工安装、运行维护等过程中均可能由于短路、过载、接地、绝缘老化、以及外力破坏等原因引起故障,导致供电中断。从大量实际运行维护经验可知,10kV配电电缆故障大致可以分为接地、短路、断线三大类,其具体故障类型主要包括:(1)三芯电缆单芯或两芯发生接地故障。(2)二相或三相芯线间发生相间短路。(3)单相线芯断线或多相发生断线故障。当10kV配电电缆发生直接短路或断线故障时,可以直接采用万用表进行特征电参量测量即可以判断出故障点位置;对于非直接短路和接地故障而言,可以采用兆欧表摇测芯线间绝缘电阻或芯线对地绝缘电阻来判断故障类型和故障点。但由于10kV配电电缆故障影响因素和故障类型较多,要准确查找故障点进行故障定位并不是一件非常容易的事。因此,对10kV配电故障常用查找方法进行分析探讨,就显得非常有工程实践应用研究意义[1]。
2、10kV配电电缆故障基本检测步骤
当10kV配电电缆发生故障后,要进行故障诊断无论采取哪种检测和诊断方法和设备系统,均需要按照一定的检测程序和步骤有效进行,才能提高故障查找效率,降低故障停电损失。在配电电缆故障查找过程中,首先确定10kV配电电缆故障类型;然后,在确定故障类型的基础上,根据故障查找基本理论和相应的实际工作经验选用合适的故障查找方法,并根据所测量的数据信息粗略查找出故障点到测试端的距离;根据粗测结果在判断出故障点可能所在的大概位置的基础上,通过故障的精测定点来获得10kV配电电缆准确地故障点,完成电缆故障的准确可靠查找;最后,采取有效措施排除电缆故障恢复供电[2]。
3、10kV配电电缆故障查找方法
3.1 电缆故障粗查法
当正在运行的10kV配电电缆由于各种原因出现故障后,就会引起配电网系统中的继电保护设备系统发生动作并跳闸。检修人员首先根据继电器动作跳闸显示及漏电接地显示等基本数据资料初步判定配电电缆故障的性质。为了提高配电网供电可靠性,运行维护人员首先断开电源开关,并将存在故障的电缆分支线路所带的全部负荷与主干线脱开,以确保其他非故障线路可靠供电。故障线路断电后,检修人员要确认故障线路是主干电缆线路还是分支线路,是由于电缆线路故障还是线路中运行电气设备故障引起的。在确定故障是由电缆线路故障引起时,应先采用兆欧表法对故障电缆线路进行深入的特征电参量数据检测。采用兆欧表法摇测过程中,如果呈现低阻状态,这表明电缆故障点已出现击穿问题。当配电电缆发生故障后,应先采用粗查法,即采用眼观、手摸、鼻闻等直接方法,初步判断电缆击穿故障点。
3.2 电缆故障准确定位查找法
在进行粗查法进行电缆故障查找后,如果不能发现电缆故障,则需要进一步采取准确定位查找法进行故障点查找。目前,国内外应用于10kV配电电缆故障查找的方法主要有直流电桥法、低压脉冲反射法、脉冲电压法等多种电缆故障点查找法[3]。
(1)低压脉冲反射法。低压脉冲反射法比较适用于当电缆发生低阻、短路、断线等故障。低压脉冲反射法主要是通过向电缆中注人一个低压脉冲,然后测量电缆故障点处的反射脉冲与发射脉冲间的时间差来计算出测试点到电缆故障点的距离。该方法具有简单、直观、操作简便,不需要知道配电电缆准确长度等优点,在工程中得到广泛应用。但;低压脉冲反射法不适用于电缆所发生的高阻与闪络性故障。(2)脉冲电压法(冲闪法):适用于各种故障,用直流高压或高压脉冲使电缆故障击穿,然后测量故障点反射脉冲与发射脉冲的时间差来计算电缆故障点。优点是故障的可测率相对较高,测试速度快;缺点是安全性差、波形复杂难以分辨。(3)脉冲电流法:脉冲电流法同脉冲电压法,比较适用与电缆发生的各类故障,是目前工程实践应用适用最为广泛的电缆故障检测方法。采用直流高压或高压脉冲使故障电缆的故障点发生击穿,然后采用线性祸合器准确测量电缆故障在发生击穿过程中所产生的电流脉冲与发射脉冲间的时间差,进而准确计算出电缆测试点距离故障点的距离。利用脉冲电流法测试电缆故障,具有较高安全可靠性且接线较为简单、脉冲电流波较易分辨,能够大大提高电缆故障点查找效率,缩短故障停电时间。(4)分割查找法。对于电缆线路较长、中间存在串接设备等分支线路而言,应采用分割法将故障电缆线路分为若干段,然后按照上述两种以上方法进行分段检测准确确定电缆故障点。采用分割查找可以缩小故障点查找范围,减少漏判、误判等可能性发生,提高故障点查找效率和准确可靠性。
4、结语
在10kV配电故障点查找过程中,如果查找方法采用不当,则可能引起故障点查找出现误判或迟迟找不到故障点等问题,大大延长停电时间,所带来的直接经济损失及社会影响将会非常大。因此,精确可靠的故障查找定位是提高配电网供电可靠性和节能经济性的重要技术手段。除了上述多种故障点查找方法外,在经济条件允许的情况下,应当结合配电网实际情况尽量配置基于先进故障点排查原理的探测设备系统,有效提高10kV电缆故障查找效率和准确可靠性,确保配电网系统安全可靠、节能经济的高效稳定运行发展。
参考文献
[1]张栋国.电缆故障分析与测试[M].北京:中国电力出版社,2005.
[2]李建明,朱康.高压电气设备试验方法[M].北京:中国电力出版社,2001.
[3]汤亚花.电缆故障点快速检测和定位研究[J].供用电.2006(04):59-60.