電纜故障武漢鋼鐵4

概況武漢鋼鐵集團公司是新中國建設(shè)的第一個特大型鋼鐵生產(chǎn)聯(lián)合企業(yè)，50年來武鋼供電網(wǎng)絡(luò)由小變大，電力電纜及接頭附件等新材料、新技術(shù)不斷應(yīng)用，基本掌握了一套高壓電力電纜試驗及故障尋測技術(shù)，保證了鋼鐵主業(yè)的安全高效生產(chǎn)。

1目前，武鋼高壓電力電纜線路中，110kV及以下電力電纜總長約2400km，其中110kV自容式充油電纜總長7560m，110kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜總長24027m，除剩下約十分之一為油浸紙絕緣電纜外，其余全部為交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜。目前即將敷設(shè)兩回220kV截面為2000mm2單芯交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜線路。根據(jù)國家規(guī)范，110kV電纜及以上電力電纜只在出廠、新敷設(shè)投運、故障時做相關(guān)試驗，一般情況下不做主絕緣預(yù)防性試驗，因此只對35kV及以下電壓等級電力電纜進(jìn)行預(yù)防性試驗及故障尋測。22 油浸紙絕緣電纜2.1 油浸紙絕緣電纜預(yù)防性試驗油浸紙絕緣電纜（下稱：油紙電纜）歷史悠久，這種電力電纜從誕生到現(xiàn)在有百年的歷史，運行經(jīng)驗豐富，預(yù)防性試驗和故障尋測方法成熟，在預(yù)防性試驗方面一般采用兩種方法：①兆歐表搖測絕緣；②直流高壓耐壓。將兩種方法共同使用，可以滿足油紙電纜的日常運行需要。2.2 油紙電纜故障尋測油紙電纜故障尋測技術(shù)也是成熟技術(shù)，按目前常用電纜故障儀器的技術(shù)功能和故障性質(zhì)，測試結(jié)果可分為以下幾類：

3電纜故障分類① 斷線故障：無論電纜絕緣電阻高低，只要一芯和數(shù)芯導(dǎo)體不連續(xù)者。② 低阻（短路）故障：電纜絕緣直流電阻小于200Ω，甚至為零者。③ 高阻故障（高阻泄漏和閃絡(luò)性故障）：電纜絕緣直流電阻低于正常值、高于200Ω者。高阻泄漏性故障：在做電纜絕緣試驗時，試驗電壓達(dá)不到額定值，泄漏電流隨試驗電壓的增加而增加，試驗臺跳閘后，接地電阻隨著降低，有時直流電壓加不上去。④ 高阻閃絡(luò)性故障：電纜絕緣電阻較高，但當(dāng)電纜進(jìn)行直流加壓到某一值時，出現(xiàn)突然擊穿現(xiàn)象，并可重復(fù)進(jìn)行。這類故障多在預(yù)防性試驗時發(fā)生，周期不穩(wěn)定，擊穿時間間隔也不等。

4測試方法的選擇故障性質(zhì)確定后根據(jù)故障分類選擇測試方法。測試步驟分定位（粗測）和定點（精測）。1、定位：就是要確定故障點到電纜任一端的距離，該距離與實際存在一定誤差。① 低電阻（短路）故障定位采用：回線電橋法、低壓脈沖法。② 高電阻故障定位采用：高電阻泄漏性故障用高壓沖閃（電壓或電流測試）法；高阻閃絡(luò)性故障用直流高壓直閃（電壓或電流測試）法。2、定點：就是確定故障點在地面（或電纜上）的具體位置。① 聲測定點法。② 檢流計測試法。若走向不明的電纜必須進(jìn)行路徑測尋，以便進(jìn)行定點。在排除電纜故障點前還應(yīng)對電纜進(jìn)行確認(rèn)。

53、交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜3.1 交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的預(yù)防性試驗在交聯(lián)電纜使用的初期階段，由于缺乏有效的運行維護技術(shù)手段，同時考慮到直流耐壓試驗對交聯(lián)電纜易造成傷害，縮短其使用壽命，檢測人員一直采用對交聯(lián)電纜進(jìn)行周期性絕緣電阻測試檢查方法。只是在發(fā)現(xiàn)絕緣電阻偏低或三相絕緣電阻嚴(yán)重不平衡，以及電纜發(fā)生故障檢修后，才對交聯(lián)電纜做直流耐壓試驗進(jìn)行鑒定。但長期的運行經(jīng)驗表明，交聯(lián)電纜的許多故障，均是由于受到反復(fù)直流耐壓試驗引起的。由于交聯(lián)電纜的水樹枝和電樹枝，在交流運行狀態(tài)下電纜絕緣層中存在潛在的缺陷，做直流耐壓試驗時會產(chǎn)生電荷累積效應(yīng)，經(jīng)常不能在期望的直流電壓下造成擊穿。為了使其在直流電壓下的電場強度達(dá)到交流狀態(tài)下的數(shù)值，必須提高直流耐壓值到交聯(lián)電纜的6.0~8.0U0，造成絕緣良好的位置耐受高壓而產(chǎn)生新的缺陷。為了提高電纜預(yù)防性試驗的實用有效性，檢測人員采取先用兆歐表測試絕緣電阻，出現(xiàn)疑問時再采用變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗或超低頻0.1Hz耐壓試驗。

6變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗04年，從武漢購進(jìn)一套變頻串聯(lián)諧振高壓試驗裝置，變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗是利用電抗器的電感與被試品電容實現(xiàn)電容諧振，在被試品上獲得高電壓、大電流，是當(dāng)前高電壓試驗的一種新的方法與潮流，在國內(nèi)外已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。705年，在軋鋼變對1#所用變一次電纜做周期性耐壓試驗，該電纜型號為YJV-8.7/10kV3×95mm2電纜，全長100m，經(jīng)測量三相對地絕緣電阻為5GΩ，我們按預(yù)防性試驗標(biāo)準(zhǔn)1.6U0即14kV加壓時間5min，當(dāng)加壓到2min時，諧振頻率為80Hz，試驗擊穿，檢查發(fā)現(xiàn)是電纜熱縮終端頭絕緣缺陷。超低頻0.1Hz耐壓試驗超低頻0.1Hz耐壓試驗（以下簡稱0.1Hz試驗）是另一種還在繼續(xù)研究的試驗方法，理論上可將裝置的容量比采用50Hz工頻試驗時的容量縮小500倍，考慮到結(jié)構(gòu)原因?qū)嶋H容量可降低50~100倍，較適合現(xiàn)場使用。0.1Hz測試時電纜故障處擊穿比50Hz工頻測試時快很多，同時發(fā)現(xiàn)在50Hz沒有擊穿發(fā)生時，增大電壓會增加故障的尺寸，但在0.1Hz試驗測試（擊穿）時故障尺寸呈指數(shù)下降，其最突出優(yōu)點是已經(jīng)存在的電纜故障被檢測出來而不會產(chǎn)生新的故障。

803年，公司引進(jìn)德國產(chǎn)VPA52型0.1Hz超低頻試驗設(shè)備，該設(shè)備體積小，兼容性好，可很方便地安裝在電纜測試車上，只是當(dāng)時價格較高，試驗和故障尋測設(shè)備加安裝的配套車輛近一百萬元。903年，新三高變電所送綜合變電所二受電（YJLV22-8.7/10kV3×150mm2，全長：980m），絕緣較低，做0.1Hz試驗。電纜C相試驗電壓10kV，30min擊穿，后檢查發(fā)現(xiàn)300m處一中間接頭故障。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的故障尋測武鋼目前查找交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜（以下稱：交聯(lián)電纜）的故障，主要采用德國產(chǎn)KAB2000脈沖反射儀和LSG-3E型電弧穩(wěn)定儀。10脈沖反射儀脈沖反射儀中有一個雷達(dá)表，使用了脈沖反射技術(shù)。把一定的測試脈沖發(fā)射到待測電纜中，以特定速度在電纜中通過，速度取決于待測電纜的特性。電纜的特性一旦發(fā)生改變，發(fā)射脈沖就會出現(xiàn)相應(yīng)的改變，脈沖傳播中的任何波動都表明電纜相應(yīng)的地方有電特性的改變，可以在屏幕中顯示出來。電纜電特性的變化是由于電纜上有故障或電纜上一些局部的變化如分支電纜或中間接頭、終端頭引起，可以根據(jù)反射的形狀和時間測量出故障的類型和距離。它有多種觸發(fā)模式：①脈沖反射測量；②脈沖電流法；③弧反射法；④燒弧。11電弧穩(wěn)定儀電弧穩(wěn)定儀用來在高阻抗故障處產(chǎn)生電弧并保持和穩(wěn)定，使得在穩(wěn)定電弧的條件下用常規(guī)脈沖發(fā)射技術(shù)對電纜的故障處可以進(jìn)行定位，電弧用沖擊放電發(fā)生器引發(fā)，在這時沖擊電壓可達(dá)到32kV，它可以同脈沖反射儀（Kabellux2000-E）配合使用，脈沖反射儀可產(chǎn)生一個2kV的激發(fā)電壓，在低壓電纜網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用弧反射法時，可直接用在低壓測試電纜上，而避免沖擊放電發(fā)生器產(chǎn)生的高于2kV電壓用在低壓測試電纜上。12故障尋測應(yīng)用首先采用脈沖反射儀的脈沖反射測試，調(diào)出故障電纜全長的波形作為參考并存入，再通過沖擊放電發(fā)生器或是電弧穩(wěn)定儀本身（激發(fā)電壓小于2kV時）在電纜故障處產(chǎn)生一個電弧，測出故障電纜的故障波形軌跡。由于電弧的物理特性，使得故障處的阻抗非常低，而在電弧穩(wěn)定的條件下應(yīng)用脈沖反射測量時反射系數(shù)相對較高。再將故障波形軌跡與參考波形軌跡進(jìn)行比較，找出故障的位置。13故障尋測應(yīng)用2006年4月6日，二總降變電所送民用煤氣站1#線電纜（YJLV22-8.7/10kV3×120mm2）發(fā)生故障，民用煤氣站1#線高壓開關(guān)柜斷路器電流速斷繼電保護動作跳閘。兆歐表測量：A相對地絕緣電阻800MΩ、B相對地絕緣電阻2500MΩ、C相對地絕緣電阻1000MΩ、做耐壓試驗B相通過，A、C相不合格。判斷該電纜故障為高阻故障，進(jìn)行故障測尋測得全長約330m，用高壓沖擊放電及電弧穩(wěn)定儀發(fā)現(xiàn)故障點距離民用煤氣站55~60m處，有明顯波形異樣，后檢查確認(rèn)該處為故障點。14通過對武鋼高壓電力電纜預(yù)防性試驗和故障尋測技術(shù)的分析，特別是對交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗和超