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資訊(xùn)中心
1概述
在電力行業和一些使用電纜的行業,特別是在一(yī)些複雜的電力係(xì)統中(zhōng),要找到地(dì)下電纜的(de)故障(zhàng)是十(shí)分困難的事。在電纜上使用(yòng)脈衝的時間盡量短,且能提高故障探測效率,是許多電力公司追求的目標。隨著科學技術的發展和科研(yán)人員的不懈努力探索,已研製出技術先進、性能優良、操作方便的電力電纜故障檢(jiǎn)測設備,探測成本降低且效率(lǜ)高(gāo),減少停電時間,為提高(gāo)供(gòng)電可靠性、保證工業生產提供(gòng)了技術保(bǎo)障。
2電纜故障產生的原因(yīn)
2.1機械損傷
很多故障是由於電纜安裝時不小心造成的機械損傷或安裝後靠近電纜路徑作業造成的機械損傷而直接(jiē)引起的。有時如果損傷輕微,在幾個月甚至幾(jǐ)年後(hòu)損(sǔn)傷部位的破壞才發(fā)展(zhǎn)到鎧(kǎi)裝鉛皮穿孔,潮(cháo)氣浸入而導致(zhì)損傷部位徹底崩(bēng)潰(kuì)形(xíng)成故障。油化分析(xī)測量(liàng)儀主要應用於水分值含(hán)量(liàng)較低的樣品檢(jiǎn)測,經過近年(nián)來改進,大大提高了準確度(dù),擴大(dà)了測量範圍。
2.2電纜外皮(pí)的電腐蝕
如(rú)果電力電(diàn)纜埋設在附近有強力地下電場的地麵下(如大型行車(chē)、電力機車軌道附近),往往出現電(diàn)纜外皮鉛包腐蝕(shí)致穿的現象,導致潮(cháo)氣侵入,絕緣破(pò)壞。
2.3化學腐蝕
電纜路徑在有酸(suān)堿作業的地區通過或煤氣站的苯蒸汽往往造成電纜鎧裝和鉛包大麵積長距(jù)離被(bèi)腐蝕。
2.4地麵下沉(chén)
此現象往往發生電纜(lǎn)穿越公路、鐵路及高大建(jiàn)築物時,由於地麵的下沉而使電纜垂直受力變形,導致電纜鎧裝、鉛包(bāo)破裂甚至折斷而造成各種類型的(de)故障。
2.5電纜絕緣物的流失
電纜鋪設時地溝凹(āo)凸不平,或處在電杆上的(de)戶(hù)外頭(tóu),由於電纜的起伏、高低落差懸殊,高(gāo)處(chù)的電纜(lǎn)絕緣油流向低處而使高處(chù)電纜絕緣性能下降,導致故障發生(shēng)。
2.6長期過荷(hé)運行
由於過荷(hé)運行,電纜的溫度會隨之升高,尤其在炎熱(rè)的夏季,電纜的溫升常常導致電纜的較薄弱處和對接頭處首先被(bèi)擊穿。在夏季,電纜故障率高的原因正在於此。
2.7震動破壞
鐵路軌道下運行的電纜,由於劇烈的震動(dòng)導致電纜外皮產生彈性疲勞而破裂(liè)形成故障。
2.8拙劣的技工、拙劣的接頭(tóu)與不按技術(shù)安全要求鋪設電纜(lǎn),往往都(dōu)是形成電纜故障的重要原因。
2.9在潮濕的氣候條件下作接頭
使接頭封裝物內混入水蒸(zhēng)氣而耐不住試驗電壓,往往形成閃(shǎn)絡性故障。
3電纜故障探測方法
3.1錘擊(脈衝)法(fǎ)
這種技術在一個簡單的電纜係統中探測高祖故障是有效(xiào)的。錘擊法包括采用一個(gè)脈衝或衝擊電壓來衝擊停電的電纜,當(dāng)一(yī)個有效的高壓(yā)衝擊脈衝集中在故障區域時,故障點就閃絡,並產生一個操作人員可(kě)聽見的沿電纜表麵傳輸的錘擊聲。但探測電纜故障往往(wǎng)需要幾次錘擊,多次重複錘擊可(kě)能會損(sǔn)壞電纜。
3.2時域反射測量(liàng)法(fǎ)(TDR)
一種在電纜結構上通過改變所(suǒ)產生(shēng)的脈衝反射來顯示的低壓電弧反射技術(shù)。這種脈衝反射是記錄在TDR的屏幕(mù)上,並且同特(tè)性圖形(在故障前進行和記錄的特性圖形)相比較,或者(zhě)與同一電纜線路上的健全相所做出的(de)特性圖形相比較。故障點的距離是由圖形散射點來確定的。TDR是探測低阻故障的有效的方法之一。但TDR的圖形分析需要經過培訓並有經驗的操作員來進行分析操作。
高阻故障和複雜的係統,就要(yào)求具有更高的能量等級。高(gāo)壓電弧發(fā)射的一些方法,例如數字式電弧反射法和差異電弧反射法,均需要特殊的設備和嚴格(gé)培訓的操作人員。
4探測裝置
4.1快速裝置探測器
這種裝置可探測(cè)回路斷電之前當(dāng)電纜首次燃弧時由故障發出的波形,而(ér)被捕獲的(de)波形,經處理儲存在探測器的監視器中,而監視器是鏈接在URD係統中(zhōng)通常的斷開點。這種裝置有兩個傳感器,以便監視一個回路兩(liǎng)邊的暫態(tài)故障(zhàng)。當故障發(fā)生時(shí),兩個暫態峰值之間的時間間隔給出了到故障點的距離。FFF能(néng)自動工作,無需嚴格培訓的操作人員(yuán)。此裝(zhuāng)置(zhì)完全可以安裝在URD回路中,作為永久性的檢測儀器,以便探測做發生的故障。或者(zhě)說故障發生後,該裝置可作為探測(cè)工具使用。由於該裝置在故障之後采(cǎi)用電纜額(é)定值或低於(yú)額定值的電壓,脈衝進行一次性的衝擊,而且放電(diàn)隻進(jìn)行一次,因此對(duì)電纜的損害小。
每一單相的開始輻射性或環形回路,僅進需要一台探測器,而三相係統則每相均需要安裝一台探測(cè)器裝置,通過RS-232接口可把(bǎ)故障位置信(xìn)息發送到電力公司調度室快速(sù)響應的遙控通信(xìn)計算機中心。
4.2首(shǒu)次響應裝置(FirstResponse)
是一種電池供電的錘擊物高壓耦合器同一種單錘擊來組成隔離變壓(yā)器(qì)之間(jiān)故障電(diàn)纜段的電纜(lǎn)雷達係統,並能測量到故障點的距(jù)離。該裝置采用數字式電弧反射(shè)技術,探測時(shí)需要高能量的濾波器。在複雜係統的高祖故(gù)障,廠產生幹擾信號,這些信號通過一些接頭和星(xīng)形連接的分(fèn)接頭(tóu)幹(gàn)擾探(tàn)測,因此需要更高的能量來(lái)快速而準確的查明(míng)故障。專(zhuān)用的送電線路和複雜的網絡係統,通(tōng)常設有入孔和管道,這些入孔和管道可能集聚大量的水而導致電纜故(gù)障。探測到水引起(qǐ)的閃絡的準確故障點(diǎn)很困難。為探測閃絡,電壓能級或脈衝發生器的電容必須提高(gāo)到能引起擊穿為(wéi)止。要查明紙絕緣的(de)鉛包電纜(lǎn)(PILC)和擠壓絕緣電纜的水故障,使其引起閃絡的能給就需要達到5400J,這比探測URN故障所需能量高(gāo)出幾倍。這就相應(yīng)的要求裝設濾波器以便有效的保護儀器和操作人員(yuán)免受來(lái)自高壓的危險。
除上述兩種裝置外,目前先進的探測裝置是故障/電纜分析係統-BiddleDART-6000,在電(diàn)纜故障探測方麵(miàn)取得了(le)十分顯著的成效。該裝置可應用於多種類型電纜,探測故障效率高,衝(chōng)擊時間短。BiddlDART-6000采用計算機分析數據,用(yòng)雷達探測,可使用常規的TDR法、電弧反射法、衝擊(jī)法(fǎ)(電流衝擊)和衰減法(fǎ)(電壓(yā)衝擊)等探測方法。DART技術通過衝擊前和衝擊時,凍結(jié)一些TDR的軌跡來提高標準的電弧反射法(fǎ)的探測(cè)能力,從而(ér)排除了(le)那些無關的和幹擾的反射,僅留下(xià)由故障(zhàng)引起的TDR反射(shè),簡化了TDR的信號判斷(duàn)過程。
DATR-6000自問世以來,顯示出不同凡響(xiǎng)的技術性能,在探測地埋(mái)擠壓絕緣故障時成功率(lǜ)達98%,探測(cè)電網饋電線、配電饋電線、PILC故障和某些(xiē)水故障成功率在70%以上。
5結論
隨著科(kē)學技術的不斷發(fā)展和電(diàn)纜故障探測應用領(lǐng)域技(jì)術人員的不懈努力創新,電纜故障(zhàng)探測技術將不(bú)斷發展,新的探測裝置將不斷更新換代,探測效(xiào)率和(hé)準確性逐步提(tí)高,探測誤差減小並趨於零,探測過程中對電纜的傷害會逐步降低並接近零。