绝缘钢芯架空线

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电缆故障点的四种实用测定方法

2023-08-04 14:55:47

  1.电缆故障的类型和判断有哪些?
  无论是高压电缆还是低压电缆,在施工、安装和运行过程中,经常因短路、超负荷运行、绝缘老化或外力作用而发生故障。电缆故障可以概括为接地、短路和断线,其故障类型主要包括以下几个方面:
  ①三芯电缆的一芯或两芯接地。
  ②两相芯线之间短路。
  ③三相芯线完全短路。
  ④单相芯线断裂或多相芯线断裂。
  对于直接短路或断线故障,万用表可以直接测量判断;对于间接短路和接地故障,用兆欧表摇测铁芯间绝缘电阻或铁芯对地绝缘电阻,根据其电阻值可判断故障类型。
  故障类型确定后,不容易找到故障点。根据笔者的经验,介绍几种查找故障点的方法,以供参考。
  2.电缆故障点的查找方法
  1)声音测量方法:
  所谓测声法,是基于故障电缆放电的声音,对高压电缆芯对绝缘层闪络放电更有效。该方法中使用的设备是DC耐压测试仪。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,ZL为高压整流硅堆,R为限流电阻,Q为放电球间隙,L为缆芯。
  当电容C充电到一定电压值时,球隙会对故障缆芯放电,缆芯对故障位置的绝缘层放电产生“河马小厨师”火花放电声。对于裸露的线缆,可以直接通过听觉进行搜索。对于埋在地下的电缆,应先确定电缆方向并做好标记,然后在噪音声音Z小时,可借助聋人助听器或医用听诊器等扩音设备进行搜寻。搜索时,将拾音器贴近地面,沿电缆方向缓慢移动。“滋滋”的放电声Z大时,就是故障点。使用这种方法时须注意安全,并指定专人对测试设备端和电缆端进行监控。
  (2)桥接法:
  电桥法是用双臂电桥测量电缆芯线的DC电阻值,然后测量电缆的实际长度,根据电缆长度与电阻的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,判断误差一般小于3m;对于故障点接触电阻大于1ω的故障,可用高压烧穿的方法将电阻降至1ω以下,再用此方法测量。
  先测量芯线A和B之间的电阻R1,然后R1=2Rx+R,其中Rx为A相或B相到故障点的电阻值,R为短接触点的接触电阻。然后测量电缆另一端a’和b’芯线之间的DC电阻R2,R2=2R(L-X)+R,其中R(L-X)是a’相或b’相芯线到故障点的电阻值。测量R1和R2后,按照图3所示电路短路B '和C ',测量B和C两相铁芯。由此可得故障点的接触电阻值:R=R1+R2-2RL,故故障点两侧芯线的电阻值可表示为:Rx=(R1-R)/2,R(L-X)=(R2-R)/2。在确定了Rx、R(L-X)、RL三个值后,就可以根据比例公式得到故障点到电缆末端的距离X或(L-X):X =(Rx/RL)L,(L-X)=(R(L-X)/RL)L,其中L为电缆总长度。使用电桥法时,应保证测量精度,电桥连接线应尽可能短,线径应足够大,与电缆芯线的连接应压接或焊接,计算过程中应预留所有小数位。

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  (3)电容电流测量方法:
  电缆在运行中,芯间和芯间都存在电容,电容均匀分布,电容与电缆长度成线性正比。电容电流测量法就是基于这个原理,对于电缆芯线断线故障的判定非常准确。测量电路如图4所示。所用设备为1 ~ 2kVA单相调压器、0 ~ 30V、0.5级交流电压表和0 ~ 100mA、0.5级交流毫安表。
  测量步骤:①首先在电缆头端测量各相线芯的电容电流(施加的电压应保持相等)Ia、Ib、Ic。(2)在电缆末端,测量各相线芯的电容电流Ia’、Ib’和Ic’的值,以检查完好线芯与破损线芯的电容比,初步判断破损距离的大概点。③根据电容计算公式C=1/2πfU,当电压U和频率F一定时,C与I成正比。因为工频电压的f(频率)是恒定的,所以测量时只要外加电压恒定,电容与电流的比值就是电容的比值。设电缆总长度为L,芯线断点之间的距离为X,则Ia/ Ic=L/X,X = (IC/IA) L。
  测量过程中,只要保持电压恒定,电流表读数准确,电缆总长度测量准确,测量误差相对较小。
  (4)零电位法:零电位法,即电位比较法,适用于短长度电缆芯线对地故障。用这种方法测量简单而确,其接线如图5所示。测量原理如下:将电缆故障芯线并联一根相同长度的比较导体。当两端施加电压E时,相当于在两根平行的均匀电阻丝两端连接电源。此时,一根电阻丝上的任何一点都与另一点相连。反之,电势差为零的两点一定是对应点。由于微伏表的负极接地,与电缆故障点等电位,当微伏表的正极在比较线上移动到零时,该点与故障点等电位,即故障点的对应点。
  测量步骤如下:
  ①先将蓄电池E接在B、C相芯上,然后在地上铺一根与故障电缆长度相同的对比线S。导线应采用裸铜线或裸铝线,其截面应相等,不能有中间接头。
  ②将微伏表的负极接地,用长软线连接正极,线的另一端在铺设的比较线上滑动时应充分接触。
  ③闭合闸刀开关K,并将柔性导体的末端滑动到比较导体上。当微伏表指示为零时,该位置就是电缆故障点的位置。

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