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电缆故障的中以及常用的检测测试方法总结

时间:2019-02-26 作者:admin

随着城市现代化建设的发展,城市照明线路逐步转入地下,为城市环境带来了宽敞的空间,而且使用电更加的安全,获得越来越广泛的应用。但在城市建设加速发展的同时,路灯地下电缆经常遭到其它管线施工单位不同程度的损坏,轻的造成电缆外皮损伤,重的造成电缆完全断裂。然而,由于地下电缆的隐蔽性,一旦发生故障,查找电缆故障点十分困难。如何准确、迅速、经济地查找电缆故障便成了我们路灯行业关注的焦点。电缆故障情况及埋设环境比较复杂,变化多,测试人员应熟悉电缆的埋设走向与环境,确切地判断出电缆故障性质,选择合适的仪器与测量方法,按照一定的程序工作,才能顺利地测出电缆故障点。加强电缆的管理,搞好电缆的运行和维护对电气安全运行有着极其重要的意义。 

  一、电缆故障的种类。
  无论是高压电缆或低压电缆,在施工安装、运行过程中经常因短路、过负荷运行、绝缘老化或外力作用等原因造成故障。电缆故障可概括为接地、短路、断线三类。
  对于直接短路或断线故障用万用表可直接测量判断,对于非直接短路和接地故障,用兆欧表摇测芯线间绝缘电阻或芯线对地绝缘电阻,根据其阻值可判定故障类型。由于短路故障会造成由其供电的电气设备断电,并且还会引起系统电压波动,影响安全生产,因此应极力避免电缆故障。
  二、电缆故障原因。
  查明电缆故障的原因,对于减少电缆的损坏、快速地判定出故障点十分重要。电缆故障的原因大致可归纳为以下几类:
  1、机械损伤。机械损伤引起的电缆故障占电缆事故很大的比例。有些机械损伤虽然很轻微,而且当时并没有造成故障,但在几个月甚至几年后损伤部位很有可能发展成故障。
  2、因电缆线外伤造成绝缘受潮。
  3、绝缘老化变质。电缆运行负荷大、温度高、长期运行,运行环境差等原因造成电缆绝缘老化,电缆绝缘介质内部气隙在电场作用下产生游离使绝缘下降。
  4、过电压。大气与内部过电压作用,使电缆绝缘击穿形成故障,击穿点存在缺陷。
  5、设计和制作工艺不良。中间接头和终端头的防水、电场分布设计不周密,材料选用不当,工艺不良、不按规程要求制作会造成电缆头故障。
  6、电缆材料缺陷。
  7、护层的腐蚀。由于地下酸碱腐蚀、杂散电流的影响,电缆铅铁包外皮受腐蚀出现麻点、开裂或穿孔,造成故障。
  三、电缆故障的查找方法
  故障类型确定后,查找故障点并不是一件容易的事情,下面根据笔者的经验,介绍几种查找故障点的方法,供参考。
  (1)测声法:
  所谓测声法就是根据故障电缆放电的声音进行查找,该方法对于高压电缆芯线对绝缘层闪络放电较为有效。此方法所用设备为直流耐压试验机。电路接线如图1所示,其中SYB为高压试验变压器,C为高压电容器,ZL为高压整流硅堆,R为限流电阻,Q为放电球间隙,L为电缆芯线。
   
  当电容器C充电到一定电压值时,球间隙对电缆故障芯线放电,在故障处电缆芯线对绝缘层放电产生“滋、滋”的火花放电声,对于明敷设电缆凭听觉可直接查找,若为地埋电缆,则首先要确定并标明电缆走向,再在杂噪声音最小的时候,借助耳聋助听器或医用听诊器等音频放大设备进行查找。查找时,将拾音器贴近地面,沿电缆走向慢慢移动,当听到“滋、滋 ”放电声最大时,该处即为故障点。使用该方法一定要注意安全,在试验设备端和电缆末端应设专人监视。
  (2)电桥法:
  电桥法就是用双臂电桥测出电缆芯线的直流电阻值,再准确测量电缆实际长度,按照电缆长度与电阻的正比例关系,计算出故障点。该方法对于电缆芯线间直接短路或短路点接触电阻小于1Ω的故障,判断误差一般不大于3m,对于故障点接触电阻大于1Ω的故障,可采用加高电压烧穿的方法使电阻降至1Ω以下,再按此方法测量。 
  测量电路如图2所示,首先测出芯线a与b之间的电阻R1,则R=2Rx+R,其中Rx为a相或b相至故障点的一相电阻值,R为短接点的接触电阻。再就电缆的另一端测出a′与b′芯线间的直流电阻值R,则R=2R(L-X)+R,式中R(L-X)为a′相或b′相芯线至故障点的一相电阻值,测完R与R后,再按图3所示电路将b′与c′短接,测出b、c两相芯线间的直流电阻值,则该阻值的1/2为每相芯线的电阻值,用R表示,R=Rx+R(L-X),由此可得出故障点的接触电阻值:R= R+ R-2 R,因此,故障点两侧芯线的电阻值可用下式表示:Rx=(R-R)/2,R(L-X)=( R-R)/2。Rx、R(L-X)、R三个数值确定后,按比例公式即可求出故障点距电缆端头的距离X或(L-X):X=( Rx / R)L,(L-X)=(R(L-X)/ R)L,式中L为电缆的总长度。
  采用电桥法时应保证测量精度,电桥连接线要尽量短,线径要足够大,与电缆芯线连接要采用压接或焊接,计算过程中小数位数要全部保留。
  (3)电容电流测定法:
  电缆在运行中,芯线之间、芯线对地都存在电容,该电容是均匀分布的,电容量与电缆长度呈线性比例关系,电容电流测定法就是根据这一原理进行测定的,对于电缆芯线断线故障的测定非常准确。测量电路如图4所示,使用设备为1~2kVA单相调压器一台,0~30V、0.5级交流电压表一只,0~100mA、0.5级交流毫安表一只。   
  测量步骤:
  ①首先在电缆首端分别测出每相芯线的电容电流(应保持施加电压相等)Ia、Ib、Ic的数值。
  ②在电缆的末端再测量每相芯线的电容电流Ia′、Ib′、Ic′的数值,以核对完好芯线与断线芯线的电容之比,初步可判断出断线距离近似点。
  ③根据电容量计算公式C=1/2πfU可知,在电压U、频率f不变时C与I成正比。因为工频电压的f(频率)不变,测量时只要保证施加电压不变,电容电流之比即为电容量之比。设电缆全长为L,芯线断线点距离为X,则Ia/ Ic=L/X,X=( Ic/ Ia)L。
  测量过程中,只要保证电压不变,电流表读数准确,电缆总长度测量精确,其测定误差比较小。
  (4)零电位法:
  零电位法也就是电位比较法,它适应于长度较短的电缆芯线对地故障,应用此方法测量简便精确,不需要精密仪器和复杂计算,其接线如图5所示,测量原理如下:将电缆故障芯线与等长的比较导线并联,在两端加电压E时,相当于在两个并联的均匀电阻丝两端接了电源,此时,一条电阻丝上的任何一点和另一条电阻丝上的对应点之间的电位差必然为零。反之,电位差为零的两点必然是对应点。因为微伏表的负极接地,与电缆故障点等电位,所以,当微伏表的正极在比较导线上移动至指示值为零时的点与故障点等电位,即故障点的对应点。
  

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