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110kV 高压电缆端击穿的故障原因及防治对策

电缆环流监测装置 2019-11-27 技术论文 523 ℃ 0 评论

摘要:在现有的电力系统环境,如何有效的进行管理和资产管理。在充分保证电网的安全可靠运行的前提下,使用企业资产的可靠性,使用效率,使用成本和寿命的整体平衡是电力企业生产和管理能力的挑战。结合实际工作经验,从高压电缆故障的概述出发,对高压电缆故障分析、判断和故障发现进行了详细的介绍,以期为同行人员提供参考。邵伟森(广东威恒输变电工程有限公司广东佛山528500)
1 引言
社会的进步和经济的发展,我国的电力系统正在迅速发展。电缆线路,特别是交联聚乙烯电力电缆,其具有结构简单、承载能力强、机械强度高、绝缘性能好、安装方便、施工和维护等优点,逐渐取代了架空线路,已经成为高压输电线路的重要组成部分。然而,由于高压电缆被埋在地下,分析以确定故障点和故障查找更困难。如何尽快确定故障的原因和部位,尽快解决故障,恢复供电,具有十分重要的现实意义。本文结合作者的工作经验,进行故障判断和故障查找,并谈谈他们对高压电缆分析的看法,以供参考。
2 110kV 高压电缆故障描述
2.1 110kV 电缆老化与绝缘性能下降电缆用于一段时间的输入后,绝缘性能会大大的降低,这是由绝缘电缆老化引起的,电缆故障率会明显增加。老化是电缆绝缘材料的物理和化学反应的综合因素引起的,影响材料的物理性能,一个不可逆的下降,最终失去了它的价值。高压电缆将投入运行后,电、机械、光学、热学、化学等因素和时效与老化效应都应该是我们考虑的重心。使用寿命会引起局部放电的主要原因。对于高压电缆老化,运行时间超过30 年是正常老化,而且由于各种因素在短期内发生老化属于过早老化,主要原因如下:①电缆选择不合适,长期过载工作,大大加速了电缆的老化过程;②线附近的热源,使长期加热电缆,部分或全部,由热老化引起;③电缆周围环境可以和电缆绝缘层材料进行不良化学反应,引起电缆的过早老化。
2.2 附件的故障
如果没有人为的破坏和自然灾害,电缆可以一般稳定运行。电缆和终端之间的连接是最容易发生故障的。这种电缆的电缆附件生产工艺要求高孔隙率,杂质必须严格控制在一定范围内,如果不达到电缆的要求,在操作过程中,很容易引起局部放电和绝缘击穿。附件故障的具体原因有以下几个方面:①中间连接器电缆终端,生产质量不高。例如在制造过程中剥离半导体、压线、电缆接头、密封、导体连接管压接终端或中间接头金属屏蔽层接地,工艺不符合有关技术要求,导致失败;②不正确的材料有可能导致电缆附件的热膨胀系数和体积增大,很容易引起电缆的附件和本体不能和收缩和膨胀导致密封性能下降,导致水或空气进入电缆附件,引起短路故障发生;③电缆接头的生产忽略了环境湿度,导致击穿事故。电缆接头的生产过程如果周围环境湿度很容易破坏电缆的绝缘性能,甚至通过通道的形成,造成电缆的击穿。
2.3 电缆护层的故障
110kV 电缆护套的存在是为了保护电缆免受损坏。电缆敷设过程一般选择最短路径,因此有可能通过各种环境。电缆护套的腐蚀是为了使电缆金属套从环境腐蚀到电缆金属护套的密封功能有所提升。电缆护套也应保证良好的绝缘,电缆金属护套可以保证绝缘,避免金属保护层形成于感应电压。电缆护套的故障会引起金属护套循环的增加,从而影响到电缆的传输容量,也会导致空气,水和金属屏蔽接触腐蚀反应,并损坏主电缆。电缆护套故障主要是由于以下3 种类型:①电缆和附件在生产过程中的质量问题,影响电缆护套缺陷功率;②电缆施工不严格按照工艺要求,施工质量差,造成保护层失效;③由于市政、地铁、房地产建设等野蛮施工,电缆保护层受到外部破坏。
3 110kV 电缆故障分析及查找故障点
3.1 110kV 电缆故障分析
一般可分为高阻电缆故障、低阻故障;故障密封;闪络接地、接地、短路、断接、混合故障;单相、两相、三相故障。故障需要先进行电缆故障分析,并根据故障原因进行进一步的测试,以节省时间,提高故障诊断的效率。粗、细的测量维修人员也需要根据实际情况进行选择,以便更有效地掌握故障情况,这有利于综合诊断。对电缆故障的初步判断一般故障现象的进一步观察和分析。例如,有电缆故障或接地故障,根据故障现象判断,但具体的两相短路或三相短路或混合故障不能准确分析。对故障进行初步判断,应进行绝缘电阻测定或导电试验,并进一步确定故障类型。测量绝缘电阻,就是使用兆欧表(1kV 以下的电缆用1kV 的兆欧表,1kV 以上的电缆用2500V 的兆欧表)来测量电缆线芯之间和线芯对地的绝缘电阻;导通试验则是将电缆的末端三相短接,用万用表在电缆的首端测量线芯之间的电阻,如图1 所示。
3.2 110kV 电缆故障测距
①电桥法。桥式法是一种经典的测试方法,操作简单,测量精度高,适用于除高阻和闪络故障检测外的其他故障。这是由于微电流通用灵敏度计无法检测到由故障引起的高电阻故障。甚至增加了由于故障点损毁,或故障电阻太低,造成永久性短路,对特定故障点声测量的后期影响。②低电压脉冲反射法。采用低压脉冲反射试验的方法,对电缆注入压力脉冲,脉冲沿电缆传输到阻抗失配,如短路。故障点,中间接头,脉冲反射,回到测量仪器的角度记录的极性识别的反射脉冲,故障的性质可以被确定。该方法可用于低阻电缆、短路和开路故障的测量。它是通过对故障点反射脉冲和脉冲时差定位的观察,使其简单直观,不需要知道电缆的确切长度和其他原始的技术数据。根据脉冲反射波形可以很容易地识别电缆接头和分支点的位置,但它不能用于测量高电阻和闪络故障。③脉冲电压法。高电阻和常见故障闪络电压脉冲法。这种方法用了半个世纪,一直很准确的确定。该方法是将电缆的故障通过直流高压或高压脉冲信号的故障点进行击穿,通过测量观察点与故障点电压脉冲之间的时间间隔来确定故障的位置。该方法不需要通过故障点进行熔断,且测试速度快,测试过程相对简单,操作方便,因此对电缆故障检测具有重要的意义。
3.3 精确定位故障点
110kV 电缆故障是由上述方法确定的,可用于电缆故障的位置有一个模糊的位置,但进一步准确的位置的故障可以使故障排工作更方便。准确的确定电缆故障之前,首先要了解电缆的具体信息,电缆敷设方向和接头位置的原始施工。如果信息不完整,即使知道电缆故障距离,也不知道具体的位置,可以使用特定安装路径的电缆路径检测器来确定电缆,然后进行下一步操作。利用磁声同步方法可用于确定高阻和闪络故障的具体位置。应用于电缆一端的高压脉冲,故障点会随着音频信号和电磁信号发生放电,气隙由于大量不规则的内部交联电缆的存在,放电时击穿声音弥漫在填充电缆中。该方法选择在夜间一个相对安静的最佳选择,不仅可以接收到一个明确的磁场信号,而且还可以避免噪声对放电的影响,确定监测故障的具体位置。对于低电阻的故障电阻小于10 的故障声,微弱,甚至不在声学上,那么声检测仪就会失去效果。在这种情况下,电缆故障注入脉冲电压信号,电流经过故障点重新回到电源,由于电磁耦合效应会通过电缆路径仪器或磁感应仪器从一个侧面电压变送器启动测量,磁信号会变弱或消失。
4 结束语
在110kV 高压电缆故障中,电缆接头故障占比较大的比例,对于这种故障肉眼将能够快速识别,容易检测,并在中间的电缆故障检测的难度是比较大的。作为现场试验人员,一定要加强学习,注意分析各种故障波形和正常波形的区别,在实际工作中认真总结、积累经验,提高故障分析和检测水平。
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