1.電纜故障的類型和判斷有哪些?
無論是高壓電纜還是低壓電纜,在施工、安裝和運行過程中,經常因短路、超負荷運行、絕緣老化或外力作用而發生故障。電纜故障可以概括為接地、短路和斷線,其故障類型主要包括以下幾個方面:
?、偃倦娎|的一芯或兩芯接地。
?、趦上嘈揪€之間短路。
?、廴嘈揪€完全短路。
?、軉蜗嘈揪€斷裂或多相芯線斷裂。
對于直接短路或斷線故障,萬用表可以直接測量判斷;對于間接短路和接地故障,用兆歐表搖測鐵芯間絕緣電阻或鐵芯對地絕緣電阻,根據其電阻值可判斷故障類型。
故障類型確定后,不容易找到故障點。根據筆者的經驗,介紹幾種查找故障點的方法,以供參考。
2.電纜故障點的查找方法
1)聲音測量方法:
所謂測聲法,是基于故障電纜放電的聲音,對高壓電纜芯對絕緣層閃絡放電更有效。該方法中使用的設備是DC耐壓測試儀。電路接線如圖1所示,其中SYB為高壓試驗變壓器,C為高壓電容,ZL為高壓整流硅堆,R為限流電阻,Q為放電球間隙,L為纜芯。
當電容C充電到一定電壓值時,球隙會對故障纜芯放電,纜芯對故障位置的絕緣層放電產生“河馬小廚師”火花放電聲。對于裸露的線纜,可以直接通過聽覺進行搜索。對于埋在地下的電纜,應先確定電纜方向并做好標記,然后在噪音聲音Z小時,可借助聾人助聽器或醫用聽診器等擴音設備進行搜尋。搜索時,將拾音器貼近地面,沿電纜方向緩慢移動?!白套獭钡姆烹娐昛大時,就是故障點。使用這種方法時須注意安全,并指定專人對測試設備端和電纜端進行監控。
(2)橋接法:
電橋法是用雙臂電橋測量電纜芯線的DC電阻值,然后測量電纜的實際長度,根據電纜長度與電阻的比例關系計算出故障點。該方法對于電纜芯線間直接短路或短路點接觸電阻小于1ω的故障,判斷誤差一般小于3m;對于故障點接觸電阻大于1ω的故障,可用高壓燒穿的方法將電阻降至1ω以下,再用此方法測量。
先測量芯線A和B之間的電阻R1,然后R1=2Rx+R,其中Rx為A相或B相到故障點的電阻值,R為短接觸點的接觸電阻。然后測量電纜另一端a’和b’芯線之間的DC電阻R2,R2=2R(L-X)+R,其中R(L-X)是a’相或b’相芯線到故障點的電阻值。測量R1和R2后,按照圖3所示電路短路B '和C ',測量B和C兩相鐵芯。由此可得故障點的接觸電阻值:R=R1+R2-2RL,故故障點兩側芯線的電阻值可表示為:Rx=(R1-R)/2,R(L-X)=(R2-R)/2。在確定了Rx、R(L-X)、RL三個值后,就可以根據比例公式得到故障點到電纜末端的距離X或(L-X):X =(Rx/RL)L,(L-X)=(R(L-X)/RL)L,其中L為電纜總長度。使用電橋法時,應保證測量精度,電橋連接線應盡可能短,線徑應足夠大,與電纜芯線的連接應壓接或焊接,計算過程中應預留所有小數位。
(3)電容電流測量方法:
電纜在運行中,芯間和芯間都存在電容,電容均勻分布,電容與電纜長度成線性正比。電容電流測量法就是基于這個原理,對于電纜芯線斷線故障的判定非常準確。測量電路如圖4所示。所用設備為1 ~ 2kVA單相調壓器、0 ~ 30V、0.5級交流電壓表和0 ~ 100mA、0.5級交流毫安表。
測量步驟:①首先在電纜頭端測量各相線芯的電容電流(施加的電壓應保持相等)Ia、Ib、Ic。(2)在電纜末端,測量各相線芯的電容電流Ia’、Ib’和Ic’的值,以檢查完好線芯與破損線芯的電容比,初步判斷破損距離的大概點。③根據電容計算公式C=1/2πfU,當電壓U和頻率F一定時,C與I成正比。因為工頻電壓的f(頻率)是恒定的,所以測量時只要外加電壓恒定,電容與電流的比值就是電容的比值。設電纜總長度為L,芯線斷點之間的距離為X,則Ia/ Ic=L/X,X = (IC/IA) L。
測量過程中,只要保持電壓恒定,電流表讀數準確,電纜總長度測量準確,測量誤差相對較小。
(4)零電位法:零電位法,即電位比較法,適用于短長度電纜芯線對地故障。用這種方法測量簡單而確,其接線如圖5所示。測量原理如下:將電纜故障芯線并聯一根相同長度的比較導體。當兩端施加電壓E時,相當于在兩根平行的均勻電阻絲兩端連接電源。此時,一根電阻絲上的任何一點都與另一點相連。反之,電勢差為零的兩點一定是對應點。由于微伏表的負極接地,與電纜故障點等電位,當微伏表的正極在比較線上移動到零時,該點與故障點等電位,即故障點的對應點。
測量步驟如下:
?、傧葘⑿铍姵谽接在B、C相芯上,然后在地上鋪一根與故障電纜長度相同的對比線S。導線應采用裸銅線或裸鋁線,其截面應相等,不能有中間接頭。
?、趯⑽⒎淼呢摌O接地,用長軟線連接正極,線的另一端在鋪設的比較線上滑動時應充分接觸。
?、坶]合閘刀開關K,并將柔性導體的末端滑動到比較導體上。當微伏表指示為零時,該位置就是電纜故障點的位置。