探討電力電纜故障點(diǎn)測試方法

   應用一定的測試儀器將電纜故障點(diǎn)及時(shí)地查出，盡快地將故障排除，以使線(xiàn)路中電氣設備恢復正常工作。
　　
　　電纜是將一根或多根導線(xiàn)絞合而成的線(xiàn)芯，裹以相應絕緣層后，外面包上密閉包皮（鋁、鉛或塑料等）。在電力系統中常用的電纜有電力電纜和控制電纜兩大類(lèi)，其中電力電纜是用來(lái)輸送和分配大功率電能的。按絕緣材料的不同，可以分為油浸紙絕緣電力電纜、橡皮絕緣電力電纜和聚氯乙烯絕緣電纜，在工程上應用zui廣泛的是油浸紙絕緣電力電纜，由于電纜在制作中，以及鋪設線(xiàn)路、環(huán)境溫度、施工原則等，國家都有明文規定，在此不再贅述，本文主要對電力電纜易發(fā)生故障的可能點(diǎn)及如何進(jìn)行測試的幾種方法。
　　
　　1電纜故障的類(lèi)型及測試方法
　　
　　電纜發(fā)生故障后一般先用1500V以上搖表或高阻計判別故障類(lèi)型，再用不同儀器和方法初測故障，zui后用定點(diǎn)法確定故障點(diǎn)，故障點(diǎn)的精測方法有感應法和聲測法兩種。
　　
　　感應法，其原理是當音頻電流經(jīng)過(guò)電纜線(xiàn)芯時(shí)，在電纜的周?chē)须姶挪ù嬖?，因些攜帶電磁感應接收器，沿線(xiàn)路行走時(shí)，可收聽(tīng)到電磁波的音響，音頻電流流到故障點(diǎn)時(shí)，電流突變，電磁波的音頻發(fā)生突變，這種方法對尋找斷線(xiàn)相間低電阻短路故障很方便，但不宜于尋找高電阻短路及單相接地故障。
　　
　　聲測法，其原理是用高壓脈沖促使故障點(diǎn)放電，產(chǎn)生放電聲，用傳感器在地面上接收這種放電聲，以測出故障點(diǎn)的位置。
　　
　　具體故障類(lèi)型按以下方法進(jìn)行測試。
　　
　　1.1低電阻接地故障
　　
　　1.1.1單相低電阻接地故障
　　
　?。?）故障點(diǎn)的測試。
　　
　　電纜的單相低電阻接地故障是指電纜的一根芯線(xiàn)對地的絕緣由阻低于100kΩ，而芯線(xiàn)連續性良好。此類(lèi)故障隱蔽性強，我們可以采用回路定點(diǎn)法原理進(jìn)行測試。接線(xiàn)圖如圖1a所示，將故障芯線(xiàn)與另一完好芯線(xiàn)組成測量回路，用電橋測量，一端用跨接線(xiàn)跨接，另一端接電源、電橋或檢流計，調節電橋電阻使電橋平衡，當電纜芯線(xiàn)材質(zhì)和截面相同時(shí)，可按下列公式計算
　　
　　若損壞的線(xiàn)芯和良好的芯線(xiàn)在電橋上位置相互調換時(shí)，則有
　　
　　式中Z——測量端至故障點(diǎn)的距離m；
　　
　　L——電纜總長(cháng)度，m；
　　
　　R1、R2——電橋的電阻臂。
　　
　　在正常情況下，這兩種接線(xiàn)測量結果應相同，誤差一般為0.1％～0.2％，如果超出此范圍或者X>L/2，可將測量?jì)x表移到線(xiàn)路的另一端測量。
　　
　　另外，我們還可以采用連續掃描脈沖示波器法（MST—1A型或LGS—1型數字式測試儀）進(jìn)行測試。短路或接地故障點(diǎn)處反射波將為負反射，示波器熒屏圖如圖1b所示。此時(shí)故障點(diǎn)距離可按下列公式計算
　　
　　式中X——反射時(shí)間μs；
　　
　　V——波速，m/μs。
　　
　?。?）測量時(shí)注意的事項。
　　
　　a.跨接線(xiàn)的截面應與電纜芯線(xiàn)截面接近，跨接線(xiàn)應盡量短，并保持良好。
　　
　　b.測量回路應盡可能繞開(kāi)分支箱或變、配電所，越短越好。
　　
　　c.直流電源電壓應不低于1500V。
　　
　　d.直流電源負極應經(jīng)電橋接到電纜導體，正極接電纜內護層并接地。
　　
　　e.操作人員應站在絕緣墊上，并將橋臂電阻、檢流計、分流器等放在絕緣墊上。
　　
　　1.1.2兩相短路故障點(diǎn)的測試
　　
　　當出現兩相短路故障點(diǎn)，測量接線(xiàn)方法如圖2所示。測量時(shí)可將任一故障芯線(xiàn)作接地線(xiàn)，另一故障芯線(xiàn)接電橋，計算公式和測量方法與單相低電阻接地故障點(diǎn)相同。
　　
　　1.1.3三相短路故障點(diǎn)的測試
　　
　　當發(fā)生三相短路故障時(shí)，測量時(shí)必須借用其他并行的線(xiàn)路或裝設臨時(shí)線(xiàn)路作回路，裝設臨時(shí)線(xiàn)路，必須測量該線(xiàn)路的電阻，接線(xiàn)方法如同圖2所示?？砂聪率接嬎?，即
　　
　　式中R為臨時(shí)線(xiàn)的單線(xiàn)電阻值，其余符號的含義與式（2）相同。
　　
　　1.2高電阻接地故障點(diǎn)
　　
　　電纜的高電阻接地故障是指導體與鋁護層或導體與導體之間的絕緣電阻值遠低于正常值，但大于100kΩ，而芯線(xiàn)連續性良好。
　　
　　1.2.1用高壓電橋法尋找高阻接地故障
　　
　　其接線(xiàn)原理如圖3a所示，由于故障點(diǎn)電阻大，必需使用高壓直流電源，以保證通過(guò)故障點(diǎn)的電流不致太小。橋臂電阻為100等分的3.5Ω左右的滑線(xiàn)電阻，電橋所加電壓10～200kV，微安表指示為100～20μA，故障點(diǎn)至測量端的距離可按下式測算，即
　　
　　當調換圖3中故障芯線(xiàn)與完好芯線(xiàn)的位置時(shí)則有
　　
　　式中X——故障點(diǎn)至測量的距離，m;
　　
　　L——電纜線(xiàn)路長(cháng)度，m；
　　
　　C——滑線(xiàn)電橋讀數。
　　
　　1.2.2一次掃描示波器（711型）法
　　
　　所謂的一次掃描示波器法是采用高壓一次掃描示波器，記錄故障點(diǎn)放電振蕩波形，確定故障點(diǎn)，示波器熒光屏如圖3b所示，故障點(diǎn)的距離可按以下公式計算
　　
　　式中V——波速，m/μs；
　　
　　T——振蕩周期，μs。
　　
　　1.2.3測量時(shí)應意事項
　　
　?。?）由于測量是在高壓下進(jìn)行，必須與地可靠絕緣，操作人員應戴絕緣手套，用絕緣桿操作，并與高壓引線(xiàn)保持一距離。
　　
　?。?）同一電纜中不測量芯線(xiàn)也必須可靠接地，以防感應產(chǎn)生危險高壓。
　　
　?。?）測量時(shí)應逐漸加壓，若發(fā)現電流表指針晃動(dòng)或閃絡(luò )性故障，要立即停止測量，以免燒毀儀表。
　　
　?。?）當用正接法測量完畢而需要更換接線(xiàn)時(shí)，必須降低電壓，切斷電源，只有將回路中殘余電荷放盡，才能調換接線(xiàn)進(jìn)行反接法測量。
　　
　　1.3*斷線(xiàn)故障點(diǎn)
　　
　　所謂*斷線(xiàn)故障是指各相絕緣良好，一相或者多相導線(xiàn)不連續。此時(shí)，同樣可采用二種方法進(jìn)行測試。
　　
　　1.3.1電橋法（電容電橋，QF1—A型電橋）
　　
　　其接線(xiàn)如圖4a所示，在線(xiàn)路二端測量故障的電容與標準電容器之比，確定故障點(diǎn)的距離，可按下列公式計算
　　
　　式中CE、CF分別為故障相在E、F端時(shí)所測的電容。
　　
　　1.3.2連續掃描示波器法（MST—1A或LGS—1型）
　　
　　采用示波器法，發(fā)射脈沖，在斷線(xiàn)故障點(diǎn)處，反射波為正反射。示波器熒屏圖如圖4b所示，故障點(diǎn)的距離按下列公式計算
　　
　　式中V——波速，m/μs；
　　
　　T——反射時(shí)間，μs。
　　
　　1.4不*斷線(xiàn)故障點(diǎn)
　　
　　不*斷線(xiàn)點(diǎn)分高電阻斷線(xiàn)（導體電阻大于1kΩ）和低電阻斷線(xiàn)（導體電阻小于1kΩ）兩種情況。它表現出各相絕緣良好，一相或多相導線(xiàn)不*連續。此時(shí)我們對高電阻斷線(xiàn)可采用交流電橋法測量，其接線(xiàn)原理圖如圖5所示。在線(xiàn)路兩端測量故障相的電容與標準電容器之比，其距離按下列公式計算
　　
　　式中CE、CF分別為故障相在E、F端所測量的電容。
　　
　　而對低電阻斷線(xiàn)，先用低壓電流使其燒斷，然后再按*線(xiàn)故障測試。
　　
　　1.5其他
　　
　　除以上幾種情況外，還會(huì )發(fā)生一些故障，如：（1）*斷線(xiàn)并接地故障，此故障表現為一端各相絕緣良好，另一端接地，我們可以采用*斷線(xiàn)故障點(diǎn)測試法。（2）不*斷線(xiàn)并接地故障，此類(lèi)故障表現為各相絕緣良好，一相或多相導線(xiàn)不*連續，經(jīng)電阻接地，可采用交流電橋法按高阻斷線(xiàn)故障測試。（3）閃絡(luò )性故障，所謂閃絡(luò )性故障表現各相絕緣電阻良好，而且導線(xiàn)連續性亦好，故障點(diǎn)已經(jīng)封閉。此時(shí)可采用高電阻接地故障中的一次掃描示波器（711型）法，或者燒穿后用其他方法進(jìn)行測試。
　　
　　2結束語(yǔ)
　　
　　電纜線(xiàn)路萬(wàn)一發(fā)生故障后，應立即進(jìn)行修理，以免因外界原因擴大損壞范圍，要加強責任心，對工作負責任，將盡可能避免一些常見(jiàn)故障發(fā)生。為確保電纜線(xiàn)路的安全運行，預防很重要，要做好電纜運行的技術(shù)管理，加強監護，嚴格控制電纜和負荷電流及溫度，嚴格執行工藝規程，確保檢修質(zhì)量，使電纜線(xiàn)路得以充分地利用。