《安全管理》之直埋高压电缆故障点查找分析初探 VIP免费

直埋高压电缆故障点查找分析初探1概述脉冲法和直流电桥法是目前应用较广的电力电缆故障点查找方法。石家庄热电厂在几次电力电缆故障点查找中，采用脉冲法在较短时间内找到了故障点，而用传统直流电桥法却无法找到。直流电桥法在实际应用中存在着许多不便之处，如对断线故障不可测；受故障点电阻影响较大，测量误差大；当电缆为三相短路故障，需另铺设临时线等。脉冲法特别是低压脉冲法对电力电缆的短路故障和开路故障查找具有操作简单、测量误差小的优点。低压脉冲测量故障点的过程分粗测和定点2个步骤。粗测是将故障点定位在一较小的范围内，正确读取脉冲波形，该步是脉冲法的重要步骤，也是本文分析的重点。石家庄热电厂电力电缆故障情况如下。a.2001-12-22，水源地10kV电缆故障，断路器跳闸在测试中用2500V摇表测试电缆三相绝缘对地及相间均为50MΩ，直流耐压值为16kV。而后在水源地将电缆三相短路，在测试端测试任意两相芯线环流电阻，两芯线均不通，初步判断为电缆开路。b.2001-12-26，#7～#9深井电缆故障，断路器跳闸用2500V摇表测试电缆A相绝缘对地为0，B、C两相分别为600MΩ和800MΩ，初步判断为A相短路接地。2脉冲法介绍开路和短路故障的接线方式相同，如图1所示。测试设备是西安四方机电信息研究所生产的SDCA—2型闪测仪，该闪测仪对查找电缆开路和短路故障比较有代表性。起始脉冲波由闪测仪发生，并由闪测仪的示波器采集显示并记录电缆波形。3波形分析根据脉冲波形分析根据波在导线中的折反射原理而定，波的折反射公式为：式中α——波的折射系数β——波的反射系数Z1——电缆本身波阻，这里为10～50ΩZ2——电缆故障点波阻Uq2——折射波电压Uf1——反射波电压U0——起始入射波电压4故障波形分析4.1开路故障按图1所示将闪测仪接入电缆线路中，示波仪记录波形如图2所示。4.1.1脉冲波极性SDCA—2型闪测仪起始脉冲波头为波头向下的负极性波，如图2中t1时刻。当脉冲波到达开路点后，电缆因开路点波阻Z2近似于∞，由公式(2)可知β≈1，Uf1=βU0≈U0，这一结果说明起始脉冲波U0到达开路点将发生全反射，且极性同起始脉冲波头U0相同。图2中t2时刻为脉冲波的反射波，极性同起始脉冲波t1时刻相同，t3是t2的反射波,t4是t3的反射波且极性都相同,即可初步判定t2、t3、t4是故障点的反射波。4.1.2反射波幅度和陡度当闪测仪以一个如图2中t1直角波入射电缆，脉冲波在电缆中发生多次折反射。直角波多次经过导线电感和接在导线与大地之间的电容，电感和电容使脉冲波头陡度降低。在波的前行中，脉冲波的部分能量将消耗在线路电阻R中，使脉冲波幅度在多次折反射中逐渐下降。这就是t2、t3、t4时刻反射波幅度小于t1时刻起始脉冲波U0的原因。4.1.3脉冲波在电缆中的传播速度脉冲波在不同介质电缆中的传播速度不同，不同介质电缆中单位距离电感L0和单位距离电容C0不同，传输速度公式如下：式中μr——介质相对磁导率εr——介质相对介电系数C——光速，300m/μs此次被测试电缆为不滴流电缆，其μr=1、εr=3.5。由公式(3)可知v≈160m/μs。闪测仪光标移动速度设定为160m/μs，移动光标测试从波头t1到t2之间的距离为3650m，即从测试端到开路故障点的电缆距离为3650m。在实际线路查找中发现在距测试端3620m处电缆因他人施工被挖断。实际测量距离与测试距离误差0.8%。4.2短路故障同样按图1所示将闪测仪接入电缆线路中，闪测仪记录波形如图3所示。4.2.1脉冲波极性当脉冲波到达短路点后，波阻变为Z2，Z2