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下面文章主要是為了保障電力系統的安全展開研究,文章從電力傳輸的角度進行闡述,對于電力電纜故障檢測加以研究,文章還具體介紹了引發電力電纜故障的原因以及一些故障類型,在這個基礎上,詳細論述電力電纜故障檢測的技巧及一些相關應用。
關鍵詞:電力電纜,故障檢測,電力系統
在電氣系統中,電纜以其占用空間小、不受自然條件影響、安全可靠性高等優勢發揮著越來越重要的作用。但目前對電纜的故障檢測技術并不成熟,一旦電纜出現故障,很難在短時間內排除問題,嚴重影響供電的恢復,因此,對電力電纜故障檢測方法與應用的研究,對保證供電安全具有重要意義。
1電力電纜故障的原因及類型
研究導致電力電纜發生故障的原因及故障類型是進行故障檢測的基礎,導致電纜故障的原因很多,主要包括以下幾點。
1.1機械損傷
機械損傷是引發電纜故障的一項直接原因,主要發生在電纜的安裝以及后期電纜附近的作業過程中。機械損傷具有一定的潛伏性,輕微的機械損傷不會直接造成電纜故障,受損電纜可能會經歷幾個月甚至幾年的時間才會徹底崩潰。
1.2介質老化
電纜的絕緣介質能夠保證內部電纜的正常工作,介質老化會使絕緣性能下降,導致電纜故障。造成介質老化的主要原因是電纜過熱,一方面電纜絕緣內部氣隙游離或者電纜過負荷都會造成電纜過熱,另一方面,電纜安裝過于密集或者外部環境通風性差等也會造成電纜過熱。
1.3化學腐蝕
當電纜周圍存在化學作業時,高酸堿度氣流或者煤氣站的苯蒸汽等都會造成電纜的腐蝕,引發電纜故障。
1.4劣質電纜
在電纜生產和保存過程中都會出現劣質電纜。電纜的制作材料不符合標準或者部件制造上存在缺陷,都會造成電纜出現質量問題;另外,電纜保存不當也會引發絕緣介質等受潮或腐蝕,出現劣質電纜。
1.5過電壓
過電壓通常是指大氣過電壓(例如雷擊等)和電纜內部過電壓,尤其當電纜內部存在缺陷時,當過電壓發生時極易引發電纜故障。電纜的故障類型主要包括低電阻接地或短路故障、高電阻接地或短路故障、開路故障以及閃絡故障。低電阻接地或短路故障是指電纜相互之間或者電纜相對于地之間的絕緣介質,絕緣電阻較低;高電阻接地或短路故障則與低電阻相反,絕緣電阻較高;開路故障中,電纜相互之間或者電纜相對于地之間的絕緣電阻在規定范圍之內,但工作電壓無法傳輸到工作終端,或者工作終端有電壓傳輸但負載無法正常運轉;閃絡故障是由于絕緣電阻較大而導致在電壓升高過程中泄露電流瞬間增大,發生瞬時擊穿現象。
2電力電纜故障的常用檢測方法
一般來說,電力電纜故障的檢測通常包括三個步驟:診斷、測距以及定點。故障測距基于故障信息的簡單分析,大致確定故障的距離;故障定點則是在故障測距的基礎上對故障點進行精確定位。目前電力電纜的故障測距方法較多,常用的主要包括以下幾種。
2.1經典電橋法
經典電橋法所使用的電橋兩臂上有可調電阻器,將被測電纜的故障相與非故障相進行短接之后,再分別與電橋兩臂連接,然后調節電阻器使電橋達到平衡狀態,進而通過公式以及比例關系即可估計出故障點的大致位置。經典電橋法操作簡單,精確度高,但需要完好的芯線做回路,并且不能用于高電阻接地或短路故障以及閃絡故障的檢測。
2.2高壓脈沖法
高壓脈沖法利用阻抗變化時的回波現象進行檢測,在電纜中加上一定強度的高電壓,在保證電纜不被燒穿的前提下,使其內部發生放電,通過計算放電脈沖的傳播及反射,計算故障點位置。高壓脈沖法可用于各類電纜故障的檢測,但由于高壓的使用,在一定程度上難以保證安全性。
2.3低壓脈沖法
低壓脈沖法與高壓脈沖類似,在電纜中加入脈沖信號,通過對脈沖信號波形的分析的帶故障點位置。低壓脈沖反射法直觀、易操作,可根據反射脈沖的極性分辨出故障類型,但不能用于高電阻接地或短路故障以及閃絡故障。
2.4閃絡法
閃絡法利用高電壓使故障點發生瞬間放電行為,通過對反射波的分析確定故障位置。閃絡法按照使用的高壓的不同可以分為直閃法和沖閃法,直閃法利用直流高壓閃絡測量,而沖閃法則利用沖擊高壓閃絡測量;直閃法主要用于測量閃絡性高阻故障,而沖閃法則主要用于泄露性故障;直閃法準確度高,波形易理解,但適用范圍窄,沖閃法準確度低,波形難以辨別,但適用范圍廣。
電力電纜的故障定點方法主要包括聲磁法和聲測法兩種。利用聲磁法進行電纜故障檢測時,首先加入高壓信號使故障點放電,從而在電纜的外皮與大地形成的回路中會有環流產生,并由此引發脈沖磁場,對聲音信號進行監聽,聲音源頭就是故障點的位置。聲測法是電纜故障的一種有效方法,使用高壓設備使故障點擊穿放電,通過分析故障間隙放電時產生的機械振動的傳播,對故障點進行準確定位。聲測法主要用于測量高阻接地或短路故障以及閃絡性故障,定位準確,但易受外界條件的干擾。
3結語
綜上所述,隨著科學技術的發展,電力電纜的故障檢測技術也在不斷提高,早期采用模擬式故障定位,利用靜態式或機電式電子儀器組成模擬定位裝置來進行檢測,到目前已經可以采用故障錄波儀來進行故障的粗略檢測。但總體而言,電力電纜的故障檢測技術在精度和實用性方面都還有很大的提升空間,在出現電纜故障時,要注意認真分析故障原因,正確使用檢測方法和儀器,并注意經驗的積累和總結。
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