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      110kV及以上高壓電力電纜故障檢測及原因分析

      2021-12-24 08:16:43史德生卞秋野
      電子樂園·上旬刊 2021年3期
      關(guān)鍵詞:故障原因故障檢測

      史德生 卞秋野

      摘要:隨著社會生產(chǎn)力的不斷發(fā)展,各行各業(yè)對電能的需求量越來越大,高壓電力電纜在電力系統(tǒng)變送電的應(yīng)用越來越普遍。由于受外界光、熱和氧化等作用造成電力電纜的絕緣性降低,最終可能導(dǎo)致短路故障的產(chǎn)生。為了避免損失,降低電力電纜故障率,電纜的故障檢測和事故分析就顯得非常重要。在本文中,主要是結(jié)合自身實際經(jīng)驗,對110kV及以上高壓電力電纜檢測方法以及故障原因進(jìn)行了一定的分析,并結(jié)合試驗對其進(jìn)行了探討。

      關(guān)鍵詞:高壓電力電纜;故障原因;故障檢測

      一、高壓電力電纜的故障原因分析

      (一)線路短路

      導(dǎo)致輸電線路出現(xiàn)短路問題的原因有如下幾種:一是受到外力及人為操作失誤,進(jìn)而造成導(dǎo)電體連接的輸電線路短路。電纜的絕緣層長時間受到電流、電壓的影響,使得絕緣層出現(xiàn)老化,進(jìn)而引發(fā)故障問題;二是電力系統(tǒng)導(dǎo)線受到風(fēng)力的影響,而發(fā)生碰撞、絞線等問題,導(dǎo)致線路短路。

      (二)斷路故障

      當(dāng)輸電線路某處發(fā)生斷路,就會導(dǎo)致電路系統(tǒng)回路不順暢,也就表示出現(xiàn)了短路故障。電纜斷路,輸電線路斷口處就會出現(xiàn)電弧現(xiàn)象,從而引發(fā)更為嚴(yán)重的電力事故。通常而言,造成電纜出現(xiàn)斷路問題的原因是:導(dǎo)線接頭被燒斷、接觸不良、某一相導(dǎo)線斷開等等

      (三)電纜接地故障

      電纜接地故障的產(chǎn)生都是人為操作失誤,或者是一些偶然因素導(dǎo)致。一般來說,當(dāng)電力系統(tǒng)導(dǎo)線斷開,產(chǎn)生接地故障,這時,輸電線路就會對周圍的導(dǎo)體進(jìn)行放電,從而造成更為嚴(yán)重的安全問題。

      (四)閃路故障

      通常情況下,電纜處在低電壓是絕緣狀態(tài)良好,不會發(fā)生短路故障。當(dāng)電壓值上升到一定高度后,或者是在某段時間某處電壓呈持續(xù)上升狀態(tài),則就會瞬間擊穿絕緣體,出現(xiàn)閃路故障。

      (五)自然因素造成的電纜故障

      由自然因素引起的故障有電纜變形、絕緣物流失等等。例如:地面沉降,會使電纜產(chǎn)生各種程度的損壞、變形等。主要是地面下沉?xí)淖冸娎|受力情況,電纜線外護(hù)套等都會發(fā)生損壞。

      二、高壓電力電纜的試驗

      (一)絕緣性能的檢測

      高壓電力電纜的絕緣測量應(yīng)該使用2500V電壓表進(jìn)行。在測量前要斷開線路上所有的外接線,并且上電運行過的輸電線路進(jìn)行放電之后才可以進(jìn)行測試。在測量過程中,需等待讀數(shù)穩(wěn)定后才能記錄數(shù)據(jù)。電纜的絕緣性能和電纜的溫度、距離相關(guān)。為方便觀察,測量結(jié)果可以轉(zhuǎn)換為室溫下單位公里數(shù)的數(shù)據(jù)。其換算關(guān)系如下:

      其中,是室溫下單位公里電纜的絕緣阻值;為0℃時距離為1的電纜的絕緣電阻值;L是電纜的長度;K是電纜的溫度系數(shù)。

      (二)電纜的相位檢測

      對電纜進(jìn)行相位檢測,只需將電纜的每相分別接地,然后在電纜起始位置測量相應(yīng)相位的絕緣電阻是否為0即可。

      (三)直流耐壓和漏電流試驗

      直流耐壓和漏電流實驗可以一起完成,實驗的步驟也相同,只是實驗內(nèi)容的重點不一樣。直流耐壓實驗是檢測電纜的耐壓強度,所需實驗電壓高,而漏電流實驗是測試電纜的絕緣性能,在低電壓環(huán)境下就可進(jìn)行。由于微安表在回路中位置不同,電纜電流直流耐壓和漏電流試驗的接線方式可分為微安表在高壓側(cè)和低壓側(cè)兩種。其中微安表在高壓側(cè)測量結(jié)果比較準(zhǔn)確,但由于電壓等級高,導(dǎo)致讀數(shù)和調(diào)節(jié)儀表量程都很不方便。而表在低壓側(cè)由于高壓引線雜散電流的影響,導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確。35kV以上的電力電纜,由于實驗電壓比較高,造成電纜附近存在漏電流,其可以用對電纜加設(shè)屏蔽的方式消除。

      三、交流耐壓故障的故障分析實驗

      (一)電壓諧振耐壓實驗

      電源諧振或者叫串聯(lián)諧振,此種實驗方式主要用于當(dāng)被測產(chǎn)品所需實驗電壓很高。對于電力電纜,它的電容容量是一定的,在實驗中,可以通過改變電感和電源頻率來使實驗電路形成諧振。

      (1)電感調(diào)節(jié),試驗中必須考慮可調(diào)電抗器的自身情況,通常電抗器的外形尺寸和重量都比較大,從電抗器的制造工藝特點考慮,很難調(diào)節(jié)可調(diào)電抗器的范圍,因此應(yīng)用調(diào)節(jié)電抗器的方式在現(xiàn)場實驗不實際。

      (2)頻率調(diào)節(jié)。實驗回路的感抗和容抗都是已知的,若使回路形成諧振同樣也可以采取改變回路電源頻率的方法。

      (二)并聯(lián)諧振耐壓試驗

      當(dāng)試驗電壓可以達(dá)到目標(biāo)值但試驗電流不能滿足需要時,可以使用并聯(lián)諧振的方法進(jìn)行試驗。其等效電路圖如圖3所示。

      當(dāng)回路中時,回路中發(fā)生諧振。其中C為Cx、C1、C2。的總?cè)菘?。產(chǎn)生諧振時,并聯(lián)兩個并聯(lián)之路的電流會比較大,但變壓器輸出電流比較小,可以近似為0。此時,回路電壓較低,試驗品電容值較大,低壓電抗器成本價格低廉,從而使試驗成本降低。

      (三)串并聯(lián)綜合耐壓試驗

      在待試品要求試驗電壓較高,同時其電容量又比較大時,簡單的串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的方式就不能滿足實驗條件了。長度和容量各不相同的高壓電纜,試驗中和其匹配的電抗器的參數(shù)和個數(shù)也不盡相同。并且對于現(xiàn)場檢測人員來講,也不會配備多個高壓電抗器供實驗測試使用。因此,采用配備足夠的電抗器來進(jìn)行試驗難度較大。此時就可以應(yīng)用串并聯(lián)綜合補償?shù)姆椒ㄍ瓿蓪嶒灐?/p>

      結(jié)論:在電力系統(tǒng)中,電力電纜作為電能的輸送通道而存在。那么電力電纜工作的可靠性就顯得尤為重要,這是社會生產(chǎn)的一個重要保障。本文通過對電力電纜故障檢測的分析研究得出,必須加大電力電纜的管理力度,做好日常的保養(yǎng)和維護(hù)。同時掌握科學(xué)的檢測方式,及時排除故障,才能夠保證電力系統(tǒng)的正常運行,促進(jìn)我國電力行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

      參考文獻(xiàn)

      [1] 藍(lán)建興. 110kV高壓電纜故障分析及運行維護(hù)措施研究[J]. 數(shù)字通信世界, 2019, 169(01):250-251.

      [2] 陳奕宏. 110kV高壓電纜故障分析及運行維護(hù)措施研究[J]. 數(shù)字化用戶, 2019, 025(024):230.

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