電力電纜故障的快速查找

1、論文題目：石化企業(yè)電力電纜故障的快速查找 11電纜故障性質(zhì)的分析電力電纜故障是由于故障點的絕緣損壞而引起的。一般故障的類型大體上分為低阻（短路）故障和斷路故障，高阻泄漏故障和閃絡性故障兩大類：1.1 低阻故障和開路故障2凡是電纜故障點絕緣電阻下降至100歐姆以下，甚至直流電阻為零的故障均稱為低阻故障或短路故障。凡是電纜絕緣電阻無窮大或雖與正常電纜的絕緣電阻值相同，但電壓卻不能饋至用戶端的故障稱為開路（斷路）故障。1.2 高阻故障(包括高阻泄漏故障和閃絡性故障)電纜故障點的直流電阻大于100歐姆以上的故障均稱為高阻故障。1.2.1 高阻泄漏故障在做電纜高壓絕緣試驗時，泄漏電流隨試驗電壓的增加而增

2、加。在試驗電壓升高到額定值時（有時還遠遠達不到額定值），泄漏電流超過允許值，稱為高阻泄漏故障。32.2.2 閃絡性故障試驗電壓升至某值時，監(jiān)視泄漏電流的電表指值突然升高，表針且呈閃絡性擺動；電壓稍下降時，此現(xiàn)象消失，但電纜絕緣仍有極高的阻值，這表明電纜存在有故障。而這種故障點沒有形成電阻通道，只有放電間隙或閃絡表面的故障便稱為閃絡性故障。42電纜故障的測試方法DSM-4000電纜故障測試儀器對電纜故障的測試有三種方法：低壓脈沖法、多次脈沖法、高壓閃絡法。低壓脈沖方式由機內(nèi)產(chǎn)生脈沖電壓直接測量。多次脈沖方式是在高壓電壓方式的基礎(chǔ)上,配合多次脈沖處理單元而產(chǎn)生多個脈沖,利用高壓放電的延弧技術(shù),使故

3、障點的波形更加容易判斷分析。2.1 低壓脈沖法利用這種方法，可以直觀地從儀器顯示屏中觀察出故障點是開路還是短路性質(zhì)的故障，并且還可以直接算出故障點距測試的距離。5工作原理：測試時，在故障相上注入低壓發(fā)送脈沖，該脈沖沿電纜傳播直到阻抗失配的地方，如象中間接頭、型接頭、短路點、斷路點和終端頭等等，在這些點上都會引起波的反射，反射脈沖回到電纜測試端時被試驗設(shè)備接收。故障的性質(zhì)類型，由反射脈沖極性決定。如果我們發(fā)送的測量脈沖是負極性的，反射脈沖是負極性，表示是斷路故障或終端頭開路；回波是正脈沖，則是短路接地故障。6脈沖測距法原理還可由下圖直觀地表示出來。 7高壓電力電纜系統(tǒng)對于脈沖測量法的具有代表性的

4、波形顯示 (a)無故障相和故障相的實測波形比較(b)具有T型饋電結(jié)構(gòu)的故障電纜實測波形2.2 多次脈沖法多次脈沖法只是將低壓脈沖巧妙地應用在沖擊高壓閃絡法之中，利用沖擊閃絡時故障點被電弧短路的物理特性而獲得發(fā)射脈沖與反射脈沖極相反的波形。8一般情況下，使用脈沖法時，故障點的回波極弱，甚至沒有回波。所以低壓脈沖法是無法測試電纜的高阻故障的（無故障回波）.然而，如果在足夠高的沖擊電壓作用下，故障點被電弧擊穿短路的同時，能發(fā)送一個低壓測試脈沖，即可在短路點得到一個短路反射的回波。即反射回波的極性與發(fā)射脈沖的極性相反。當故障點短路電弧熄滅后，再發(fā)射一個低壓測試脈沖（二次脈沖），可測得電纜的開路全長波形

5、。前后兩次采集到的波形同時顯示在一個屏面上。開路全長波形與發(fā)射脈沖同極性，故障反射波形的極性與發(fā)射脈沖極性相反，且一定在全長距離以內(nèi)。如果將兩個波形靠攏疊加，故障點以前的兩個測試波形，在規(guī)律上重合得很好，一旦越過故障點，兩個波形就產(chǎn)生明顯離散，不再重合。兩條曲線的離散點就是故障點距測試端的距離。93故障電纜路徑的確定方法：用信號發(fā)生器在電纜始端向被測電纜輸入音頻信號電流，利用磁性天線接收線在地面上接收磁場信號，在線圈中產(chǎn)生出感應電動勢。經(jīng)放大后，通過耳機、電表指針或其他方式進行監(jiān)視。隨著接收線圈的移動，信號的大小會發(fā)生變化。路徑探測儀一般都是使用耳機監(jiān)聽信號的幅值，根據(jù)探測時音響曲線的不同，可

6、判斷出電纜路徑，探測方法主要為波峰法。波峰法測試原理如圖所示。1011在進行路徑探測時，使磁棒線圈軸線水平于地面，慢慢移動，在線圈位于電線正上方且平行于電纜時，磁力線與線圈平面垂直，磁力線最大耦合的穿過線圈，線圈內(nèi)感應電動勢生最大，耳機中聽到聲音最大。然后將磁棒天線先后向兩側(cè)移動，在兩側(cè)就會只有部分磁力線穿過線圈，產(chǎn)生感應電動勢,耳機中開始聽到音頻響聲，隨著磁性天線緩慢移動，聲響逐步變小。在電纜附近，聲響與其位置關(guān)系形成一單峰曲線，曲線峰點所對應的測試位置即電纜埋設(shè)的具體位置。在地面上將所有的峰點（聲音最大點）連接起來就是電纜所埋設(shè)的路徑。124故障點的精確定點在長期的實踐中發(fā)現(xiàn)，給故障電纜加

7、上一個幅度足夠高的沖擊電壓，故障點發(fā)生閃絡放電的同時，還會產(chǎn)生相當大的“啪、啪”放電聲，這種聲音可傳至地表面。利用這種現(xiàn)象來定點就可以十分準確地將故障點尋測出來而沒有任何誤差。下圖沖擊放電聲測法接線原理圖(a)相-地故障連線示意圖； (b)斷路故障連線示意圖1314利用定點儀尋測故障點，一般是在閃測儀粗測后，已確定大概的距離，并且電纜路徑已探測完畢的基礎(chǔ)上進行的。一方面在電纜上加沖擊高壓使其閃絡放電，另一方面用定點儀的探頭在概略估計的故障位置上沿電纜路徑測聽。采用沖擊放電法時，除在故障點產(chǎn)生放電聲外，還會產(chǎn)生高頻電磁波向地面輻射。這一個電磁波在地面可用磁性天線接收到。可將其轉(zhuǎn)換成電壓信號加以放

8、大，再用一顯示元件表示出來。定點儀采用用同步接收法定點，在聽到地震波的同時，又顯示出故障點放電電磁波的存在，證明放電設(shè)備正在工作。155電纜故障查找的步驟5.1 首先確定故障電纜類型、電壓等級、標長等參數(shù)，資料越清楚越有利于電纜故障的測試。5.2 對故障電纜相相間及相地間進行絕緣測試確定阻值，如搖表測量為零，再用萬用表進行測量。測試故障之前要確定：故障電阻是低阻還是高阻；是閃絡性還是泄漏型故障；是接地、短路、斷線還是它們的混合；是單相、兩相還是三相故障。5.3 進行故障測距：用低壓脈沖法進行測量，確定全長及可能的中間接頭。如為低阻、短路故障可直接測試出短路點故障距離；如為斷路故障也可直接測試斷

9、路點距離（此時故障相全長就無法測出）。對于高阻故障，多次脈沖法測出故障點距測試端的距離，確定故障點的大致范圍。16故障距離的測試最好用兩種以上方法互相進行驗證。 5.4 如電纜路徑（走向）不完全肯定，必須進行電纜路徑的測量，確定電纜路徑（走向）。5.5 在電纜路徑（走向）完全肯定的基礎(chǔ)上進行故障點的定點。對電纜施加沖擊高壓（或脈動高壓），利用故障點的放電聲波，故障距離范圍內(nèi)，用聲測法（聲磁同步法）進行精確故障點定位。176DSM-4000電纜故障測試儀故障查找實例6.1 低阻性故障6.1.1 故障現(xiàn)象王垅坡1#進線電纜三相對地搖測絕緣電阻分別為A相0M、B相3700 M、C相3700 M，用萬

10、用表測得三相對地絕緣電阻分別為A相18、B相、C相。6.1.2 處理步驟(1) 由此判斷為電纜為單相低阻接地故障，故采用低壓脈沖法對故障相的故障點進行測距（粗測，在王龍坡高壓室測量），儀器接線及參數(shù)設(shè)置如下：18電纜故障測試儀上參數(shù)設(shè)置:、采樣方式：脈沖；、采樣主頻：30Mhz；、電波速度：156m/us；、濾波方式：1；、脈沖寬度:0.5us。19測得波形:20上圖中第一個波的下降沿處為電纜的起點,明顯陡峭上升的拐點為終點,兩線之間的距離即為故障點距離:252.2m.其中主貌波形的壓縮倍率：K2=01，全貌波形倍率：K1=020。將本波形存儲在測試儀中。21(2) 對非故障相進行測量（在王龍

11、坡高壓室測量）電纜故障測試儀上參數(shù)設(shè)置:、采樣方式：脈沖；、采樣主頻：30Mhz；、電波速度：156m/us；、濾波方式：1；、脈沖寬度:0.5us。22測得波形:23上圖中第一個波的下降沿處為電纜的起點,平滑處突降的拐點為終點,兩線之間的距離即為電纜全長:3073.2m。其中主貌波形的壓縮倍率：K2=04，全貌波形倍率：K1=020。將本波形存儲在測試儀中。24(3) 將故障相波形和非相波形比較，就是將兩次測得的波形在電纜測試儀器上同時顯示，對故障點進行確定。電纜故障測試儀上參數(shù)設(shè)置:、采樣方式：脈沖；、采樣主頻：30Mhz；、電波速度：156m/us；、濾波方式：1；、脈沖寬度:0.5us

12、。25得到波形:26上圖中兩疊加波的下降沿處為電纜的起點,兩個波形明顯的分歧點處為終點,兩線之間的距離即為故障點距離:252.2m，即故障點在距離王龍坡高壓室252.2米處；其中主貌波形的壓縮倍率：K2=01，全貌波形倍率：K1=020。27(4) 對電纜路徑進行確定：由于王龍坡1#進線電纜敷設(shè)方式為直埋方式，因此必須先確定電纜（路徑）走向，在電纜路徑確定的基礎(chǔ)上再找出故障點。使用電纜路徑儀器進行路徑的確定：、將故障電纜兩端接地線懸空，將路徑儀信號線的紅線接在故障電纜的完好相上，信號線的黑線接地,信號設(shè)為連續(xù),頻率設(shè)為15MHZ，信號線紅線在接到路徑儀上電壓50V孔；、使用監(jiān)聽器將故障電纜路徑

13、找出；、根據(jù)電纜路徑，用皮尺測量故障點位置，在故障點位置前后50米內(nèi)畫出詳細的電纜走向。28(5) 對電纜故障點進行確定：在故障電纜加上一個幅度足夠高的沖擊電壓，故障點發(fā)生閃絡放電的同時，還會產(chǎn)生相當大的“啪、啪”放電聲，這種聲音可傳至地表面。利用這種現(xiàn)象來定點就可以十分準確地將故障點尋測出來，因此可使用電纜故障定點儀器進行精確定點。29、用閃絡法對故障相進行加壓放電，接線圖如下：30、使用定點儀進行定點。打開“電源開關(guān)”，調(diào)節(jié)“聲音指示”表下方的音量“調(diào)節(jié)旋鈕”，使耳機音量和“聲音指示”表針擺幅較小。然后到電纜測試儀粗測的故障點附近探測。電纜故障點部位放電聲音最強，表針擺幅最大，而且隨著聲波

14、探頭離開故障點距離的增大，放電聲音強度迅速衰減，否則就不是電纜故障點。 如果難以確認聲音是電纜故障點放電所致，可調(diào)節(jié)“電磁指示”表下方的“觸發(fā)調(diào)節(jié)”旋鈕，使表針略有偏轉(zhuǎn)即可。若發(fā)現(xiàn)“電磁指示”表針擺動與“聲音指示”表針擺動同步動作，則可以斷定聲音就是電纜故障點放電所致。、故障點查找結(jié)論：采用定點儀將故障點定位在距離王龍坡高壓室約252米處，即距離王龍坡罐區(qū)門衛(wèi)附近的農(nóng)民菜地下，將故障點處的泥土挖開，發(fā)現(xiàn)一電纜中間接頭已燒壞。317.1 對于高阻故障7.1.1 故障現(xiàn)象配影劇院2#變電纜，三相對地絕緣電阻分別為A相0M、B相0 M、C相0M，用萬用表測得三相對地絕緣電阻分別為A相68K、B相35

15、K、C相103K。7.1.2 處理步驟(1) 由此判斷電纜為三相短路接地故障，且為高阻性故障，應采用多次脈沖法進行故障測距，接線如下：3233電纜故障測試儀上參數(shù)設(shè)置:、采樣方式：多次脈沖；、采樣頻率：120Mhz；、電波速度：160m/us；、濾波方式：1；、脈沖寬度:0.2us。測得波形：3435上圖中黃色波形為在沖擊電壓作用下，故障點被電弧擊穿短路的同時發(fā)送的一個低壓測試脈沖，即在短路點得到一個短路反射的回波；紫色波形為當故障點短路電弧熄滅后，發(fā)射的一個低壓測試脈沖（二次脈沖），測得是電纜的開路全長波形。前后兩次采集到的波形同時顯示在一個屏面上。開路全長波形與發(fā)射脈沖同極性，故障反射波形

16、的極性與發(fā)射脈沖極性相反，且一定在全長距離以內(nèi)。將兩個波形靠攏疊加，故障點以前的兩個測試波形，在規(guī)律上重合得很好，一旦越過故障點，兩個波形就產(chǎn)生明顯離散，不再重合。兩條曲線的離散點就是故障點距測試端的距離。即：兩疊加波的下降沿處為電纜的起點,兩個波形明顯的分歧點處為終點,兩線之間的距離即為故障點距離:226.2m，即故障點在距離二級泵站高壓室226.2m米處；其中主貌波形的壓縮倍率：K2=01，全貌波形倍率：K1=020。36(2) 對電纜路徑及故障點進行確定，原理如前所述，不再重復；(3) 故障點查找結(jié)論：采用定點儀將故障點定位在距離二級泵站高壓室約226米處的電纜溝中，在電纜溝中將故障電纜找到，發(fā)現(xiàn)為電纜中間接頭進水導致電纜芯線對絕緣層放電。378電纜故障查找中應注意的問題：8.1 必須根據(jù)電纜故障的現(xiàn)象先準確判定為是高阻故障還是低阻故障，否則就無法確定采用哪種故障測試方法；8.2 電纜