在多根并行施放的電纜溝內(nèi)尋找某根故障電纜的檢查法

常州鐵道高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 王衿燕

中車戚墅堰機(jī)車有限公司 高志榮 劉亦驕

在多根并行施放的電纜溝內(nèi)尋找某根故障電纜的檢查法

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本文詳細(xì)闡述了多根電力電纜在同一電纜溝內(nèi)施放的情況下,某根高壓電纜故障點(diǎn)的檢查方法及處理過程.以期針對(duì)此類問題的高效處理有一定的指導(dǎo)和借鑒作用.

電力電纜;檢測(cè)儀器;充放電;定位定點(diǎn);安全措施

引言

電力電纜廣泛應(yīng)用于高電壓等級(jí)的電力系統(tǒng)中,但受到制作工藝、應(yīng)用環(huán)境、維護(hù)等原因制約,在施工中多少會(huì)存在一些問題.其中電力電纜的中間頭,終端頭制作是比較薄弱的環(huán)節(jié)之一,時(shí)常出現(xiàn)電力電纜單相/多相接地故障等現(xiàn)象.電力電纜種類多,線路長,特別是交聯(lián)電纜(現(xiàn)今大多采用)有較厚的絕緣層,其不易擊穿的特性會(huì)造成非金屬性接地;此類故障比較難以定位.本文提出相應(yīng)的電力電纜查找故障點(diǎn)方法.以期對(duì)電力電纜故障處理有一定的指導(dǎo)和借鑒作用.現(xiàn)在個(gè)別單位存在以下情況:有50km以上的供電用電纜,60座分變電室.分變電室大多為雙變壓器運(yùn)行,兩路高壓電纜主供,采用高壓聯(lián)絡(luò)可靠供電;高壓電纜由電纜溝施放,低壓電纜大多從分變電室引出,固定于屋架上.但也有部分低壓電纜進(jìn)入電纜溝,或段落進(jìn)入電纜溝;大部分電纜溝內(nèi)有二三十根電纜堆疊在一起,因?yàn)槭顷惻f電纜溝,在平時(shí)檢修試驗(yàn)或運(yùn)行中高壓電纜會(huì)出現(xiàn)自然故障或其他絕緣損傷,此時(shí)就必須盡快查出故障,其他電纜還在運(yùn)行中,不能影響其他運(yùn)行中的電纜.

1.電纜故障性質(zhì)的判斷

常見電纜故障有:單相芯線接地、兩相間短路(芯線)、兩相芯線分別對(duì)地短路或芯線斷線及不完全斷線.

判斷故障性質(zhì)一般用絕緣電阻表,低壓電纜用500V絕緣電阻表,高壓電纜用2500V絕緣電阻表.

(1)芯線斷路或不完全斷路,可將電纜一端芯線短接,再另一端搖測(cè)每兩條芯線間的絕緣電阻值.絕緣電阻雖不為無窮大,但也不為零,則應(yīng)判斷為不完全斷線.若為無窮大,則為完全斷線.

(2)芯線間短路或單相接地,可將一端的線芯完全架空散開,在另一端搖測(cè)每兩條芯線間或芯線與接地線(電纜外殼接地線)的絕緣電阻,若為零,則為短路或接地(單相).

個(gè)別單位電纜出現(xiàn)的故障絕大部分為單相接地,或兩相芯線短路(運(yùn)行中過流跳閘).平時(shí)定期檢修,電纜預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)單相接地,或絕緣性差不完全接地,及兩相芯線分別對(duì)地(即外殼)絕緣電阻小,但還沒達(dá)到短路程度(所以不會(huì)跳閘).發(fā)現(xiàn)電纜短路故障必須盡快查找,以防變電室因一根主供電纜損壞時(shí)啟用高壓聯(lián)絡(luò)后,另一根主供電纜再損壞,導(dǎo)致不能正常供電,影響前方單位生產(chǎn).

2.電纜故障檢查通常有以下幾個(gè)步驟

查故障時(shí)應(yīng)將電纜兩側(cè)終端頭及電纜鋼鎧接地線均拆下架空.同時(shí)要做好安全措施,電纜終端試驗(yàn)處有人看護(hù),另一端警戒線拉好,防止非工作人員接近觸電.

由于電纜較長,而且在電纜溝內(nèi),為了縮小范圍便于查找,首先必須理清電纜走向.相關(guān)單位有主電纜溝和分電纜溝之分,還有一些土埋.確定電纜路徑的方法有兩種:一是原先施放電纜走向記錄,二是通過高壓充放電時(shí)采用路徑儀測(cè)定走向.

電纜路徑確定后,采用較先進(jìn)的電纜故障測(cè)試儀,測(cè)定電纜測(cè)試處到故障點(diǎn)的大致距離.故障點(diǎn)測(cè)距方法有兩種:電阻(電橋)測(cè)試法和波形測(cè)量法.但是兩種方法都有某些局限性.特別是交聯(lián)聚乙烯電纜,此電纜由于其良好的封閉特性,通常多數(shù)為高電阻性接地,不是金屬性接地(包括中間接頭處).而紙質(zhì)油浸電纜大多會(huì)出現(xiàn)金屬性接地,比較有利于故障的查找.

電阻電橋法:最基本的原理要求就是,一相或兩相接地短路,要求絕緣電阻值小于儀器規(guī)定(一般≤10KΩ)才可測(cè)量.最好是金屬性接地,要有一相完好相線,才可測(cè)出讀數(shù),誤差較大.

孫正義：對(duì)于一個(gè)項(xiàng)目，只要有70%的成功概率，我就會(huì)出手；如果等到成功概率達(dá)到90%時(shí)，那可能就來不及了。

波形測(cè)量法:各種電纜介質(zhì)不同,波速也不一樣,主要靠反射波形來判斷,讀波形也有一定的經(jīng)驗(yàn)水平,就像醫(yī)生讀CT片一樣,讀準(zhǔn)有一定的難度,準(zhǔn)確定位定點(diǎn)不易,粗略判定尚可.

電纜故障點(diǎn)大致位置確定后,就要在電纜溝內(nèi)眾多電纜中查找出故障電纜,首先要將溝內(nèi)故障點(diǎn)附近沉積的雜物清理干凈,使每根電纜間有一定空隙,僅憑肉眼無法判斷故障的電纜,可通過電流法確定.

圖1 帶控制變壓器的接線圖

圖2 不帶控制變壓器的接線圖

圖1接地極及電纜帶安全電壓.

圖2接地極及電纜帶非安全電壓,要做好安全措施.

3.電流法確認(rèn)某根故障電纜有兩種方法

第一種:選用3KVA調(diào)壓器(單相),500VA控制變壓器,變比220V/36V,接線如圖1,取完好相加10A電流,此法電纜兩端應(yīng)重新打接地極,用3/4″鍍鋅管或4X40X40角鐵做接地樁,打深約1~1.5米.接地極應(yīng)打在純泥土上,為減少接觸電阻,必要時(shí)在接地極處澆鹽水或清水.如圖1,A,B間總電阻應(yīng)為幾個(gè)歐姆(此為兩地接地電阻),然后用4mm2BVR線在接地極上扎緊,使得接觸電阻盡可能小.

第二種:若按圖1接法電流升不上,由于變壓器500VA,36V側(cè)電壓低,A,B兩極電阻又較大,可采用圖2的接法.直接調(diào)壓器加電流,此種方法兩極間電阻20Ω左右,接地極在泥土里.如果達(dá)不到要求,則向接地極處的土壤中澆注鹽水或清水.這種辦法的缺點(diǎn)是,兩端接地極均有較高的電壓,需有人看護(hù),防止非工作人員誤接觸.

以上兩種方法都不能利用水管,各分變電室內(nèi)的接地網(wǎng)作為接地極,否則不可靠.

按圖接線準(zhǔn)備工作完成后,在故障電纜一端加上10A電流,同時(shí)在粗測(cè)故障處用FLUKE鉗形表(此表鉗口大,且為塑性材料制成),鉗口穿過整個(gè)電纜.

(1)故障電纜確認(rèn)后,在故障電纜其中一端故障相上加上直流高壓或沖擊高壓,使故障點(diǎn)放電,用定點(diǎn)儀的壓電晶體探針接收故障點(diǎn)的放電波并把它轉(zhuǎn)化為電信號(hào).電信號(hào)經(jīng)放大后,用耳機(jī)還原成聲信號(hào).同時(shí)定點(diǎn)儀上還有放電磁波的顯示,電磁波形成的匯聚點(diǎn)(儀器上有標(biāo)準(zhǔn))聲音最響的位置即為故障點(diǎn),此時(shí)還可以戴上絕緣手套觸摸疑似故障點(diǎn),如該處的震動(dòng)感最強(qiáng)烈或該處灰塵因震動(dòng)掉落明顯,則可確認(rèn)故障點(diǎn).交聯(lián)聚乙烯電纜封閉性好,大都為高阻,放電聲音小,而油浸紙絕緣電纜大多為低阻,故障點(diǎn)處鉛包裂開,放電聲響.

(2)電纜故障點(diǎn)判定一定要慎之又慎,萬一判斷錯(cuò)誤,不僅施工人員有觸電危險(xiǎn),而且還會(huì)擴(kuò)大故障范圍.為此,采用火藥射釘槍在故障電纜處打兩三枚水泥射釘,釘長約30~40mm,槍釘上加裝緩沖片,火藥射釘槍使用的彈藥為射釘槍專用空包彈,且一定要在故障電纜下方墊上磚塊或40mm以上的厚木塊,以防射釘穿透損傷下方運(yùn)行中的電纜.這樣可以以人為造成相間短路的方法排除判斷失誤帶來的嚴(yán)重后果.如果誤射入帶電電纜,造成相間短路,繼電保護(hù)會(huì)立刻動(dòng)作跳閘.

安全是電力工作的重中之重,再次確認(rèn)后,在故障點(diǎn)切斷電纜,修復(fù)完畢進(jìn)行耐壓試驗(yàn)合格后恢復(fù)正常供電.

4.結(jié)束語

查電纜故障要經(jīng)過以下幾個(gè)步驟:

問-是否某處動(dòng)土機(jī)械損傷

測(cè)-用儀器粗測(cè)故障點(diǎn)

認(rèn)-電流法確認(rèn)故障電纜

查-電纜溝線路巡查

摸-戴絕緣手套觸摸故障點(diǎn)震動(dòng)

聽-聽故障處放電聲響

(1)對(duì)于油浸紙絕緣電力電纜比較好檢查,表現(xiàn)大都為金屬性接地.

(2)對(duì)于電纜溝內(nèi)有三相四線制或三相五線制低壓電纜與高壓電纜并行施放的情況.(兩種電纜外觀相似,低壓電纜有單相負(fù)荷或三相不平衡,均會(huì)造成鉗形表有電流讀數(shù)).解決方法是:一是可循跡電纜走向,二是必要時(shí)可將此低壓電纜暫時(shí)停電.用鉗形電流表測(cè)量電流,如在故障處測(cè)得多根電纜均有電流讀數(shù),需多次進(jìn)行0A→10A→0A的同步調(diào)試對(duì)比,通過施加電流的頻次來判斷,或不加電流時(shí)鉗形表是否有讀數(shù)來判斷.

(3)對(duì)于土埋式高壓電纜,用電纜定點(diǎn)儀判斷,大致確定位置后,挖出電纜再進(jìn)行精確定位定點(diǎn).

[1]趙繼光.常用電氣設(shè)備典型故障分析處理600例[M].北京:人民郵電出版社,1999.

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[3]張建平.電氣試驗(yàn)復(fù)習(xí)題與題解電氣設(shè)備[M].中國電力出版社,2006.

[4]郎東旭.高壓電工實(shí)用技術(shù)問答[M].北京:中國電力出版社,2010.