張文武,程 沖(國電福州發(fā)電有限公司,福建 福州 350309)
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一種非金屬性接地故障及其故障點(diǎn)定位的方法
張文武,程 沖
(國電福州發(fā)電有限公司,福建 福州 350309)
〔摘 要〕介紹了某火力發(fā)電廠斗輪機(jī)6 kV電纜發(fā)生非金屬性接地故障導(dǎo)致跳閘停運(yùn)事故,分析在沒有電纜故障測試儀的情況下3種查找故障點(diǎn)的方法,提出采用直流耐壓儀加壓與紅外成像儀掃描的技術(shù)快速定位故障點(diǎn)的方法,保證設(shè)備及時恢復(fù)運(yùn)行。
〔關(guān)鍵詞〕電纜;接地點(diǎn);直流耐壓儀;紅外成像儀
電力已經(jīng)成為當(dāng)代人們生活和工作不可或缺的組成部分。電纜在用電過程中扮演著重要的角色,一旦電纜線路發(fā)生故障,就會造成通訊或電力的中斷。如不能及時查出故障并迅速予以排除,就會造成很大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會影響。因而,快速查找、排除電纜故障已經(jīng)成為當(dāng)前電力企業(yè)的重點(diǎn)工作之一。
現(xiàn)在國內(nèi)外都有比較先進(jìn)的電纜故障測試儀,可以快速準(zhǔn)確判斷電纜故障類型及故障點(diǎn)。但在沒有電纜故障測試儀的情況下,用傳統(tǒng)試驗(yàn)設(shè)備快速準(zhǔn)確找到故障點(diǎn),特別是高阻非金屬性接地故障點(diǎn),也是電氣維護(hù)人員需要掌握的技能?,F(xiàn)結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場發(fā)生的電纜故障,分析在不使用電纜故障測試儀的情況下查找故障點(diǎn)的方法。
某2×600 MW火力發(fā)電廠斗輪機(jī)因6 kV電纜發(fā)生接地故障跳閘停運(yùn)。經(jīng)查,該斗輪機(jī)6 kV側(cè)開關(guān)綜保裝置零序保護(hù)動作,開關(guān)跳閘,就地檢查未發(fā)現(xiàn)明顯故障點(diǎn)。
該斗輪機(jī)的開關(guān)是2號高廠變B分支上的一個饋線開關(guān)。根據(jù)故障波形可以看出,故障發(fā)生時B相電壓約降低到1.8 kV(正常相電壓為3.46 kV),A相電壓約升高到5.68 kV,C相電壓約升高到4.63 kV,2號高廠變B分支零序電流最高值為262.5 A。通過電壓、電流值可以判斷,B相發(fā)生非金屬性接地故障,從而導(dǎo)致斗輪機(jī)6 kV側(cè)開關(guān)綜保裝置零序保護(hù)動作(零序保護(hù)定值為200A,0.1 s)。由于該斗輪機(jī)的電纜總長有2 000多m,在就地通過轉(zhuǎn)接箱轉(zhuǎn)接,從轉(zhuǎn)接箱用兆歐表分段測絕緣排查,最終確定故障出現(xiàn)在斗輪機(jī)卷纜上。這段電纜長度100多m,屬于軟電纜,對其外觀進(jìn)行檢查,并未發(fā)現(xiàn)明顯的燒焦、燒糊、破損點(diǎn),但測量電纜對地絕緣只有幾百千歐。
在沒有專用故障測試儀器的情況下,電氣維護(hù)人員嘗試用以下3種辦法查找故障點(diǎn)。
(1) 方法1:用交流電焊機(jī)對電纜進(jìn)行通電流,當(dāng)電流通過后,故障點(diǎn)會故障發(fā)熱??梢酝ㄟ^測量溫度,對故障點(diǎn)進(jìn)行判斷。
過程及結(jié)論:將電纜接入電焊機(jī)系統(tǒng)后,由于故障點(diǎn)屬非金屬性接地,接地電阻較大,電焊機(jī)電壓太低,幾乎沒有電流,加壓超過10 min,電纜溫度沒變化,因此用交流電焊機(jī)加壓無法定位此種非金屬性接地故障點(diǎn)。
(2) 方法2:用直流耐壓儀對電纜做耐壓試驗(yàn),加壓到一定電壓使電纜故障點(diǎn)擊穿。
過程及結(jié)論:用直流耐壓儀對電纜直接加壓,由于電纜整體絕緣性能低,直流耐壓不能通過,且加壓時間短也無法定位故障點(diǎn)。
(3) 方法3:用直流耐壓儀對電纜施加直流電壓(緩慢升壓),故障點(diǎn)由于絕緣性能差,泄漏電流自然增大,持續(xù)加壓,故障點(diǎn)就會發(fā)熱,并采用紅外成像儀對電纜進(jìn)行快速分段掃描。
過程及結(jié)論:用直流耐壓儀對電纜緩慢升壓到6 kV左右,泄漏電流逐漸增大但絕緣沒有擊穿,然后持續(xù)加壓。用紅外成像儀對電纜進(jìn)行分段掃描,很快就發(fā)現(xiàn)有一個發(fā)熱點(diǎn),在短短的幾分鐘內(nèi),此點(diǎn)溫度從25 ℃升到55.3 ℃,短時溫升達(dá)到30.3 ℃,而其他位置溫度基本不變。由此判斷,發(fā)熱點(diǎn)即為故障點(diǎn)。將發(fā)熱點(diǎn)剝開檢查發(fā)現(xiàn),B相屏蔽線已發(fā)黑斷股,并且發(fā)熱點(diǎn)兩端7-8 m內(nèi)屏蔽層都已發(fā)黑,具體如圖1所示。
圖1 故障點(diǎn)示意
采用方法3成功定位了電纜接地點(diǎn)。由于這種卷纜是進(jìn)口電纜,采購周期長,當(dāng)時通過切除故障段,使整根電纜縮短了約20 m,做剩余電纜絕緣測試,結(jié)果正常,然后調(diào)整斗輪機(jī)行程限位后,斗輪機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)行。
采用紅外成像儀與直流耐壓儀成功定位了6 kV電纜接地點(diǎn)。該方法操作相對簡單,對試驗(yàn)設(shè)備要求也不高。特別是在查找電纜非金屬性接地故障時,用電纜故障測試儀靈敏度不高,而利用直流耐壓儀加壓能使故障點(diǎn)發(fā)熱溫度變化明顯,再結(jié)合紅外成像儀掃描測溫更容易查找到故障點(diǎn)。
參考文獻(xiàn):
1 天津電氣傳動設(shè)計研究所.電氣傳動自動化手冊(第2版)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.
2 李正吾,趙文瑜.新電工手冊[M].合肥:安徽科學(xué)技術(shù)出版社,2000.
收稿日期:2015-03-30;修回日期:2015-12-20。
作者簡介:
張文武(1971-),男,高級工程師,主要從事火力發(fā)電廠電氣設(shè)備維護(hù)管理工作,email:1060855383@qq.com。
程 沖(1985-),女,助理工程師,主要從事火力發(fā)電廠電氣設(shè)備維護(hù)工作。