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高压电缆故障分析(图)(3)

北极星电力网技术频道    作者:唐洪良、孙磊   2012/5/16 10:14:28   

 关键词:  电缆故障 故障分析 测寻

当电容器C充电到一定电压值时,球间隙对电缆故障芯线放电,在故障处电缆芯线对绝缘层放电产生“滋、滋”的火花放电声,对于明敷设电缆凭听觉可直接查找,若为地埋电缆,则首先要确定并标明电缆走向,再在杂噪声音最小的时候,借助耳聋助听器或医用听诊器等音频放大设备进行查找。查找时,将拾音器贴近地面,沿电缆走向慢慢移动,当听到“滋、滋 ”放电声最大时,该处即为故障点。使用该方法一定要注意安全,在试验设备端和电缆末端应设专人监视。

五 预防措施

高压电缆的有些事故是因为电场内存在尖端、毛刺、杂质或水分,事故发生后这些产生事故的原因都遭到破坏,造成不少事故无法定论。我们只能从一些表面现象去分析造成事故的可能原因。通过分析事故可以提高制造厂家的制造水平、施工单位的施工水平、设计部门的设计水平以及运行管理部门的运行管理水平。因为高压交联电缆在国内起步比较晚,最早投运时间是1988年,运行时间才16年,绝大部分都是在1996年以后投运的,运行时间不到8年。按照交联电缆运行寿命30年考虑并结合国外的一些运行经验,我国的高压交联电缆还没有进入事故高发期,现在发生的事故很少是因为长期运行老化导致的,在制造和安装过程中的一些小缺陷还大量留存在电缆系统中。为保障电网安全,保证电缆系统安全运行,笔者认为应采取以下预防措施:

5.1 加强电缆质量检验工作

提高电缆制造质量,采取派人在厂家监造的措施,在监造过程中发现了不少问题,收到良好效果。也可以执行现场接头前电缆质量检验,发现了不少问题,但这一措施也有局限性,就是现场只能进行外观检验,无法了解绝缘内部情况。为此,一些地区如北京地区现在采用定期对电缆进行抽样,送武高所或上缆所进行检验的方式,以确保电缆质量。同时电缆生产厂家也应加强质量管理,提高质量意识,严格出厂前的试验和检验工作,杜绝不合格产品流入市场。

5.2提高电缆安装质量 信息来自

提高电缆安装质量首先要高度重视这一问题,采用专业的施工队伍和加强接头安装人员的技术水平和质量意识严格按照安装工艺施工是减少电缆事故的重要途径。在电缆敷设时采用牵引方式应防止转弯处的侧压力过高,接头安装时应注意采用好的工艺措施保证安装水平,在施工中总结提高。

5.3 预防性试验

电力电缆在运行中不但长期承受电网电压,而且还会经常遇到各种过电压,如操作过电压、雷击过电压、故障过电压等。预防性试验可以提前发现电力电缆的某些缺陷,它是保证电缆安全运行的重要措施之一。根据中华人民共和国电力行业标准《电力设备预防性试验规程》规定,交联聚乙烯绝缘电力电缆预防性试验需作如下试验项目。

5.3.1 电缆主绝缘绝缘电阻:用2500伏或5000伏兆欧表测量,读取1分钟以后的数据,对于三芯电缆,当测量一根芯的绝缘电阻时,应将其余二芯和电缆外皮一起接地。运行中的电缆要充分放电后测量,每次测量完都要采用绝缘工具进行放电,以防止电击。绝缘电阻数值自行规定。试验周期:重要电缆1年,一般电缆3年。

5.3.2 电缆外护套绝缘电阻:就是测量钢铠对地的绝缘电阻值,它主要检查支埋电缆的外护套有无破损。采用500伏兆欧表测量。当每千米的绝缘电阻低于0.5兆时。试验周期:重要电缆1年,一般电缆3年。

5.3.3 电缆内衬层绝缘电阻:就是测量铜屏蔽层对钢铠的绝缘电阻值,它主要检查内衬层有无破损,采用500伏兆欧表测量。当每千米绝缘电阻低于0.5兆欧时。试验周期:重要电缆1年,一般电缆3年。

5.3.4 铜屏蔽层电阻和导体电阻比:用双臂电桥测量在相同温度下的铜屏蔽层和导体的电阻。当铜屏蔽层电阻与导体的电阻之比数据与投运前数据增加时,表明铜屏蔽层的电阻增大,铜屏蔽层有可能被腐蚀;当该比值与投运前相比减少时,表明导体连接点的接触电阻有增加的可能。试验周期:投运前,新作终端或中间接头后。

5.3.5 电缆主绝缘直流耐压试验:电缆试验电压按表一规定,加压时间5分钟,不击穿。耐压5分钟的泄漏电流不应大于耐压1分钟的泄漏电流。试验周期:新作终端或中间接头后

XLPE电缆在直流电压下会产生“记忆”效应,存储积累单极性残余电荷。一旦有了由于直流耐压试验引起的“记忆性”,需要很长时间才能将这种直流偏压释放。电缆如果在直流残余电荷未完全释放之前投入运行,直流偏压便会叠加在工频电压峰值上,使得电缆上的电压值远远超过其额定电压,从而有可能导致电缆绝缘击穿。直流耐压试验时,会有电子注入到聚合物介质内部,形成空间电荷,使该处的电场强度降低,从而难于发生击穿。XLPE电缆的半导体凸出处和污秽点等处容易产生空间电荷。但如果在试验时电缆终端头发生表面闪络或电缆附件击穿,会造成电缆芯线上产生波振荡,在已积聚空间电荷的地点,由于振荡电压极性迅速改变为异极性,使该处电场强度显著增大,可能损坏绝缘,造成多点击穿。XLPE电缆致命的一个弱点是绝缘内易产生水树枝,一旦产生水树枝,在直流电压下会迅速转变为电树枝,并形成放电,加速了绝缘劣化,以致于运行后在工频电压作用下形成击穿。而单纯的水树枝在交流工作电压下还能保持相当的耐压值,并能保持一段时间。实践也表明,直流耐压试验不能有效发现交流电压作用下的某些缺陷,如在电缆附件内,绝缘若有机械损伤或应力锥放错等缺陷。在交流电压下绝缘最易发生击穿的地点,在直流电压下往往不能击穿。直流电压下绝缘击穿处往往发生在交流工作条件下绝缘平时不发生击穿的地点。在对交联电缆做竣工试验时避免采用直流耐压,首先推荐2.0U0,1小时交流耐压试验,如果没有相应设备也可以采用24小时空载运行的方式。油纸绝缘电力电缆和不滴流油纸绝缘电力电缆、自容式充油电缆,还是要进行直流耐压试验的。

5.4提高设计图纸深度

设计是施工的指导,设计水平的提高是电缆工程水平提高的关键,各地设计单位要加强交流和学习,充分考虑在长期安全运行中电缆系统可能遇到的情况,为保证电缆系统长期安全运行努力。

5.5 加大运行监测力度

很多人认为电缆系统可以免维护,这种观点是错误的。以前因为没有好的监测手段,电缆运行部门只能加强巡视,现在红外线测温在一些地方开始使用,一些地方还在接头部位安装了温度监测系统,局部放电技术开始进入实用阶段。各地运行部门应根据实际情况开发或采用相应的检测手段,做到提前预防。信息来自

六 小结:

随着电力、能源行业的发展,各种电缆越来越多地运用到生产生活的各个领域,而且一般都埋入地下或进入电缆沟敷设,当电缆发生故障后,如何快速准确的查找故障点,尽快恢复供电,是长期困扰我们的难题。针对这个难题,平时应多观察,多学习、多积累经验,以促进实际工作的查寻效率。在提高电缆故障测试技术水平的提高,还要不断引进新技术、新设备,如利用电缆故障测试仪等系列高智能电缆故障闪测仪对故障点的精确定位。这些设备可以使其测量误差控制在几十厘米以内,直接找到故障点进行处理,提高了故障测寻的效率。从而节省人力物力,缩短处理电缆事故的时间,创造较大的经济效益和社会效益。

参考文献

1、《电力试验用串联谐振技术》,

2、《高压交联电缆现场交流耐压试验》

3、《电力电缆运行规程》

4、GB 50217-1994《 电力工程电缆设计规范》

5、GB 50168-1992 《电缆线路施工及验收规范》

6、GB/T 11017-2002 额定电压110kV交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件

7、GB/Z 18890-2002 额定电压220kV交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件

8、GB50217-94 电缆敷设国家标准

9、《电力电缆线路交接和预防性试验规程》

10、《电力电缆施工技术》

11、解广润.电力系统过电压[M].北京:水利电力出版社,1994.

12、韩伯锋.电缆故障闪测原理与电缆故障测量[M].西安:陕西科学技术出版社,1993.

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