(论文)电力电缆故障分析及定位方法
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电力电缆的故障分析及检测方法
电力电缆是输送电能的重要设备,但由于各种因素的影响,电缆故障时有发生。
及时准确地分析和检测电缆故障,对于确保电力系统的正常运行和保障供电的连续性具有重要意义。
本文将介绍电力电缆的常见故障以及故障分析和检测方法。
电力电缆的常见故障包括:短路故障、接地故障、绝缘故障和断线故障等。
电缆的短路故障是指两根或多根导体之间发生的直接连接,造成电流无法正常流通的一种故障。
造成短路故障的原因有导体间绝缘层破损、外部机械损伤等。
检测短路故障的方法主要包括电气法、机械法和红外扫描法。
电气法是通过测量电缆两端电阻差异来判断是否有短路故障;机械法是通过检查电缆表面是否有烧焦或熔化的痕迹来判断是否有短路故障;红外扫描法是通过检测电缆表面的热点来判断是否有短路故障。
电缆的绝缘故障是指电缆绝缘层发生破损或老化,导致导体之间或导体与地之间发生直接连接的一种故障。
绝缘故障的原因有环境湿度过高、绝缘材料老化等。
检测绝缘故障的方法主要包括绝缘电阻测定、绝缘材料特性测试和局部放电检测。
绝缘电阻测定是通过测量电缆绝缘电阻的大小来判断是否有绝缘故障;绝缘材料特性测试是通过测试绝缘材料的电性能来判断是否有绝缘故障;局部放电检测是通过检测电缆局部放电现象来判断是否有绝缘故障。
电力电缆的故障分析和检测方法有多种,选择合适的方法可以及时准确地判断故障原因和位置,以便及时修复和维护电缆设备,确保电力系统的正常运行。
电力电缆故障检测的方法与分析摘要:随着电力系统的不断发展和普及,电力电缆故障检测的重要性也日益突显。
本文从直流高电压法、交流耐压法、局部放电检测等多种检测方法的原理、优缺点和适用范围入手,全面分析和讨论了电力电缆故障检测方法。
同时,本文还对电力电缆故障检测技术的未来发展进行了探讨,提出了应用人工智能技术、建设变电站智能化系统等方向,为电力电缆故障检测技术的不断发展和进步提供了有益的参考。
关键词:电力电缆,故障检测,直流高电压法,交流耐压法,局部放电检测引言:电力电缆在现代电力系统中占据着至关重要的地位,它们承担着输送和分配电力的重要任务。
然而,由于电力电缆在使用过程中受到各种因素的影响,如环境、电磁场、电气负荷等,容易出现各种故障,如击穿、绝缘老化、短路等,这些故障不仅会影响电力系统的正常运行,而且还可能对人员和设备造成安全威胁。
因此,对电力电缆进行故障检测是十分必要的。
一、电力电缆故障检测方法1.直流高电压法直流高电压法是一种经典的电力电缆故障检测方法,通常用于对中低电压电力电缆的绝缘状态进行检测。
其原理是利用直流高电压将电缆绝缘强度测试到破坏的程度,以判断电缆绝缘状况[1]。
具体实施时,直流高电压法通常采用大功率直流高压发生器进行电压升压,并利用导电试验仪对电压和电流进行测量,来判断电缆的绝缘状态是否存在故障。
直流高电压法的优点是测试精度高、可靠性强,且可以对电缆全程进行检测,同时对于一些表面绝缘损坏的缆芯,也能够进行有效的检测。
但是,其缺点是测试过程中会造成一定的破坏,特别是在检测老化电缆时,易造成局部绝缘破坏,导致电缆的进一步恶化。
此外,直流高电压法测试的时长相对较长,且需要复杂的测试设备,成本较高。
适用范围方面,直流高电压法通常用于检测电缆绝缘老化、击穿等问题,特别适用于对新建电缆进行试验和运行前的检测,也可以对在运行中的电缆进行定期检测。
但是,对于电缆内部绝缘沟槽、气泡等缺陷的检测效果相对较差,需要配合其他检测方法进行检测。
浅谈电力电缆的故障分析及检测方法电力电缆是输送大功率电能的主要设备之一,其正常运行对于电网的稳定运行和电能的供应至关重要。
电力电缆在长时间的使用过程中,由于各种原因可能会出现故障,如绝缘破损、接头接触不良等,这些故障不仅会导致电能的损失,还可能引起火灾、事故等安全隐患。
必须对电力电缆进行及时的故障分析和检测,以保证电缆线路的安全运行。
一、电力电缆的故障分析1. 接头接触不良电缆接头是连接电缆线路与设备的重要环节,其接触不良会导致电阻增加,引起局部发热,甚至引发火灾。
接头接触不良的原因有接头材质不合格、施工不规范等。
对于接触不良的故障,可以通过检测电缆接头的温升来判断是否存在故障。
2. 绝缘破损电力电缆的绝缘材料通常是聚乙烯、交联聚乙烯等,长时间的运行可能会引起绝缘老化、破损等问题。
绝缘破损会导致电缆的局部绝缘性能下降,容易形成局部放电,进一步破坏绝缘层,造成电能损失、局部发热等问题。
对于绝缘破损的故障,可以通过检测局部放电的信号来判断是否存在问题。
3. 金属外护层损伤电力电缆的金属外护层通常是铅护套、铜护套等,用于防止电缆绝缘层的机械损伤和外界环境的侵蚀。
金属外护层也可能因为外力撞击、腐蚀等原因而损伤,导致电缆的绝缘层暴露在外。
金属外护层损伤会导致电缆的绝缘层易受损,并可能引起漏电、短路等故障。
对于金属外护层损伤的故障,可以通过对电缆的外观检查和测试测量电缆的绝缘电阻来判断是否存在问题。
二、电力电缆的故障检测方法1. 红外热像仪检测红外热像仪可以通过对电力电缆进行红外辐射图像的拍摄和分析,来检测电缆的接头、绝缘破损、金属外护层损伤等故障。
因为这些故障会产生不同的温升,通过红外热像仪可以清楚地观察到故障部位的温度异常情况。
2. 局部放电检测局部放电是电力电缆存在故障时产生的,对其进行检测可以判断电缆绝缘的性能是否正常。
常用的局部放电检测方法包括超声波检测和电磁波检测。
超声波检测可以通过探测仪器发出声波信号,来判断电缆绝缘层的破损情况;电磁波检测可以通过对电缆周围的电场和磁场进行检测,来判断放电情况。
浅谈电力电缆故障检测及故障点定位方法1 概述电力电缆在实际运行或试验过程中,出现的故障多种多样,表现形式也各有不同。
为了快速查找和排除故障,确保电力电缆线路的安全可靠运行,故障检测技术人员必须具备和掌握故障发生原因的分析能力、故障类型判断能力、故障查寻步骤和常用方法、熟练使用故障测试定位仪器的技能等。
本文阐述了电力电缆故障类型、检测步骤,并重点对电力电缆故障检测及故障点定位方法进行研究分析。
2 电力电缆的结构电力电缆按其内芯的数量划分,可分为单芯电缆和三芯电缆两种。
不论是单芯电缆还是三芯电缆,电力电缆按其导线截面划分,又可分为各种截面的型号规格。
但是,不论是单芯还是三芯电缆,也不论是哪种截面型号规格的电缆,其基本结构都是一样的,即都是由导体、绝缘层和保护层组成。
其中:导体在电缆最中央,起电流电能传导的作用;绝缘层在导体和外保护层之间,起绝缘作用;保护层在最外层,起保护电缆承受一定的拉力的作用。
目前应用最广泛的是由铜导体、交联聚乙烯绝缘和高密度聚乙烯材料构成的电缆。
在电力系统中,高压部分,如110kV、220kV、500kV电缆常采用单芯电缆;中低压部分,如10kV和低压电缆线路采用三芯电缆。
3 电力电缆的故障类型及诊断电缆在运行或预试过程中,常常会出现电缆的绝缘层或保护套出现损坏或故障的情况,从而会导致线路停电,甚至危害到整个电网的安全运行,那么造成电缆故障的原因有哪些呢?通常,导致电力电缆发生故障的原因较多,有机械损伤、绝缘受潮、绝缘老化严重、原材料缺陷和制作工艺缺陷、雷击或其他冲击过电压而损坏等。
其中,机械损伤占到电缆故障的八成以上。
根据电缆故障发生部位的不同,电力电缆故障主要发生在电缆本体、电缆中间接头故障和电缆终端头故障。
实际运行经验中大部分电缆故障发生在中间接头或终端头上。
根据故障发生时间不同,分为运行故障、试验故障两种,从电缆故障的性质来看,电力电缆故障分为低阻故障、断路故障、高阻泄露和闪络故障。
TECHNOLOGY AND INFORMATION118 科学与信息化2023年12月下电力电缆外护套的故障定位及监测技术沈浩然上海久隆电力(集团)有限公司 上海 200052摘 要 电力电缆外护套的故障定位及监测技术是电力系统运行和维护中的重要内容。
本文通过对电缆外护套故障的类型和原因进行分析,概述了常用的故障定位及监测技术。
电力电缆外护套的故障定位及监测技术在电力系统的运行和维护中起着重要的作用。
通过合理选择和使用这些技术手段,可以提高电缆系统的可靠性和安全性,避免意外停电和电缆故障对生产和生活带来的不良影响。
同时,也可以降低电缆故障排除的时间和成本,提高电力系统的运行效率。
关键词 电力电缆;外护套;故障定位;监测技术Fault Location and Monitoring Technology of Power Cable Outer Sheath Shen Hao-ranShanghai Jiulong Electric Power (Group) Co., Ltd., Shanghai 200052, ChinaAbstract The fault location and monitoring technology of the outer sheath of power cable is an important part of the operation and maintenance of electric power system. This paper analyzes the types and causes of power cable outer sheath faults, and summarizes the commonly used fault location and monitoring technology. The fault location and monitoring technology of the outer sheath of power cable plays an important role in the operation and maintenance of electric power system. Through the reasonable selection and use of these technical means, the reliability and safety of the cable system can be improved, and the adverse effects of unexpected power outages and cable faults on production and life can be avoided. At the same time, the time and cost of cable troubleshooting can be reduced, and the operation efficiency of electric power system can be improved.Key words power cable; outer sheath; fault location; monitoring technology引言电力电缆外护套是电力系统中不可或缺的重要组成部分,它起到了保护导线和绝缘材料的作用。
浅谈电力电缆的故障分析及检测方法
电力电缆作为输电和配电系统中不可缺少的组成部分,一旦发生故障,将会对系统的正常运行和供电安全造成严重影响。
因此,对电力电缆的故障分析和检测至关重要。
一、电力电缆的故障类型
1、绝缘损坏:电缆绝缘剥落、破损、老化或水分进入绝缘层等原因导致绝缘性能下降或失效。
2、接头失效:施工过程中接头的安装质量不良、接头材料老化、接触面积过小等原因导致接头失效。
3、电缆击穿:电缆内部放电或绕组沿面闪络,形成电火花而引起电缆击穿。
4、地缆故障:电缆外护套破损、损坏或腐蚀,电缆对地绝缘性能下降或失效。
1、局部放电检测:利用UHF检测设备、数字相位计等仪器测量电力电缆中的局部放电信号,判断电缆绝缘系统的健康状态。
2、电缆故障地点检测:利用脉冲反射法、时间域反射法等技术,测量电缆中故障点的位置。
3、电缆故障类型测试:利用交流峰值电压测试、介损角测试等仪器,对电力电缆进行故障类型测试。
4、红外热像法检测:利用红外热像仪对电力电缆进行红外热像图像的采集和分析,以发现电缆故障。
1、绝缘损坏处理:对于绝缘损坏的电力电缆,应及时更换或修复绝缘层,防止其扩大。
2、接头失效处理:对于接头失效的电力电缆,应检查接头材料和接头连接处,并进行相应的修补和更换。
3、电缆击穿处理:对于发生电缆击穿的情况,应及时停止使用该电缆,并进行修复或更换。
4、地缆故障处理:对于地缆故障的电力电缆,应修补坏损的电缆护套或切掉故障部分重新接地处理。
总之,对于电力电缆的故障,应通过科学的检测方法进行诊断,并采取相应的处理措施,以保障电力系统的正常运行和供电安全。
电力电缆故障检测及故障点定位方法分析摘要:近年来,各行业的竞争越来激烈,发电企业相较之前也有了巨大的进步。
为了满足人民的用电量,我国在地下敷设了大量的电力电缆,这些电力电缆可以有效避免人为破坏,并具有较高的防腐蚀性和防损伤性。
然而,和架空的线路相比,地下的电力电缆一旦出现问题,就很难确定故障位置。
为此,作为风电行业如何对故障进行检测和定位成为了有关人员需要思考的问题。
本文就电力电缆故障检测及故障点定位方法进行探讨,在介绍电力电缆故障类型的基础上,具体介绍了其故障检测和定位方法,以供参考。
关键词:电力电缆;故障检测;故障点;定位方法一、电力电缆存在的故障类型就电力电缆自身的情况来说,导致电力电缆出现故障的原因较多,主要有机械损伤、绝缘受潮、绝缘老化严重、原材料缺陷和制作工艺缺陷、雷击或其他冲击过电压而损坏等。
其中,机械损伤是导致电力电缆发生故障的主要原因。
电力电缆根据不同的分类规则,将其故障类型划分为以下几方面。
首先,受故障位置的影响,电力电缆故障主要分为电缆本体故障、电缆中间接头故障和电缆终端头故障。
根据故障的发生时间不同,故障可以划分为运行故障和试验故障。
另外,从电力电缆故障的性质,可以将其划分为断线故障和主绝缘故障。
其中,主绝缘故障主要是由于电力电缆由故障电阻和击穿间隙所引发,为此,该故障类型又可以细分为低阻故障、高阻故障及闪络故障。
低阻故障和高阻故障的区分主要是由于自身电力电缆的阻抗性不同。
而闪络故障主要是由于电缆故障点的电阻值非常大,可以给故障电缆施加极大电压,故障部位才会出现闪络击穿问题,以预防性试验出现此种故障居多。
二、现阶段电力电缆的故障检测方法2.1低压脉冲检测法低压脉冲检测法主要适用于低阻短路或者接地方面的故障和断线故障。
在使用该方法的过程中,工作人员往往需要发射低压脉冲,使脉冲在电力电缆中进行传播。
一旦到达遇到了故障发生点或者短路区域,脉冲就会产生反射,从而反馈到故障探测设备上,以便工作人员针对故障进行维修。
电力电缆的故障分析及检测方法【摘要】电力电缆是电力传输和配电系统的重要组成部分,但在长期使用过程中会出现各种故障,给电网安全稳定运行带来风险。
本文从电力电缆故障的类型及成因分析入手,介绍了常见的电力电缆故障检测方法,包括非接触式故障检测技术和电力电缆故障定位技术。
还探讨了故障预警系统的应用,为及时发现并修复电缆故障提供了重要依据。
结论部分强调了电力电缆故障分析及检测方法的重要性,指出未来发展趋势,并对本文所述内容进行了总结。
本文旨在帮助读者深入了解电力电缆故障问题,为电力系统安全稳定运行提供技术支持和理论参考。
【关键词】电力电缆、故障分析、检测方法、成因、非接触式、定位技术、预警系统、重要性、发展趋势、总结。
1. 引言1.1 背景介绍电力电缆作为输送电力的重要设备,在电力系统中扮演着至关重要的角色。
由于长期使用或外部环境因素等原因,电力电缆可能会出现各种故障,严重影响电力系统的安全稳定运行。
对电力电缆的故障进行分析与检测显得尤为重要。
背景介绍部分旨在对电力电缆故障分析及检测方法这一课题进行引言,说明研究的背景和意义。
电力电缆故障可能引发电力系统事故,导致停电、设备损坏甚至人身安全受到威胁,因此及时检测和修复故障对于电力系统的安全可靠运行至关重要。
随着电力系统的发展,电力电缆的规模和复杂程度不断增加,传统的故障分析和检测方法已经无法满足需求,因此有必要对电力电缆的故障分析及检测方法进行深入研究和探讨。
在这样的背景下,本文将对电力电缆故障分析及检测方法进行系统性的总结和探讨,以期为电力系统的稳定运行提供技术支持和保障。
1.2 研究意义电力电缆的故障分析及检测方法在现代电力系统中具有重要意义。
随着电力需求的不断增长和电力系统规模的扩大,电力电缆作为电力传输的重要组成部分,其安全可靠性对整个电力系统的稳定运行起着至关重要的作用。
电力电缆在运行过程中可能会面临各种故障,如绝缘老化、电缆接头松动、外部损伤等,这些故障不仅会影响电力传输效率,还可能引发重大事故,造成人员伤亡和财产损失。
电力电缆的故障定位方法发布时间:2021-06-02T02:02:25.854Z 来源:《中国电业》(发电)》2021年第4期作者:李文杰[导读] 电能质量好坏与电网的运行情况息息相关,近年来配网电缆故障不断增多,对电网的工作稳定性造成了严重影响。
广东威恒输变电工程有限公司 528000摘要:电能质量好坏与电网的运行情况息息相关,近年来配网电缆故障不断增多,对电网的工作稳定性造成了严重影响。
但是与其他工程故障相比,电缆故障具有一定的特殊性,要想及时准确的排查电缆中的故障类型难度较大,需要相关人士展开更进一步的分析。
基于此,以下对电力电缆的故障定位方法进行了探讨,以供参考。
关键词:电力电缆;故障定位;方法引言近年来,电力电缆在城市中得到了广泛应用,为了在电力电缆线路发生故障时,能够及时找出故障,电力电缆故障工作查找显得尤为重要。
一般而言,电力电缆故障查找主要分为两个阶段,即电缆故障点的预定位和电缆故障点的精确定位,对两个阶段所采用的方法做出归纳,对电力电缆线路故障查找工作具有一定的参考意义。
1故障情况某发电厂,甲、乙两条线路,其中甲线路由电网侧架空线路通过电缆与发电厂内GIS(气体绝缘开关设备)开关出线套管连接,乙线路由发电厂内GIS开关出线套管通过电缆与用户侧架空线路连接。
线路送电方案中,首先由电网侧对甲线路冲击送电,再由发电厂内母线冲击送电,最后由发电厂侧主变对乙线路进行冲击送电。
主变送电2h后,对乙线路冲击送电,约10min后,发现集控室内灯光闪烁,甲、乙两条线路电压、电流均为零,有功、无功指示均到零,GIS站内有较大响声,并得知甲线路电网侧远端开关保护动作跳闸,故障选相为相间短路,测距故障点显示为发电厂内部。
工作人员立即对现场进行初步检查,发现甲、乙两条线路发电厂内电缆终端尾部均有电弧放电痕迹,其中甲线路电缆终端保护接地箱烧毁,其他设备未见异常。
发电厂人员将此情况反馈至电缆生产厂家,要求前往分析故障原因。
电力电缆故障定位方法
电力电缆是电力网络中重要的设备之一,它负责将发厂生产的电能传输至消费者处。
由于电力电缆在电力系统中的重要地位,为了保障电力网的安全和稳定运行,对其进行有效的故障定位处理就显得尤为重要。
电力电缆故障定位主要通过触发方式和距离方式来定位故障点。
中,触发法的原理是,当电力电缆出现故障时,故障电流会形成一个新的闭合电路,使得距离故障点较近的保护装置触发,从而推知故障点位置。
距离法则有三种定位方法:第一种是配对计时定位,它利用保护装置在故障发生后触发的不同量度来推知故障点距离保护装置
的距离;第二种是计算法定位,即利用保护装置和故障点之间的特定关系,将保护装置的触发时间转换成故障点的位置;第三种是信号传输法定位,它是利用定位仪发射的特殊电磁、声音信号传输至故障处,并采集反射回来的信号,在计算机中经过处理,从而准确定位故障点。
电力电缆故障定位在实践中仍难免存在差错,因此,在实际应用中应当做好预防措施,包括:第一,定期对电力电缆进行检测和维护,尽可能避免电力电缆发生故障;第二,正确使用保护装置,确保在故障发生后及时触发;第三,利用信号传输定位技术,在进行故障定位时,可以获得更高的精度;第四,要合理使用定位仪,以降低定位仪出错的几率。
以上所述只是电力电缆故障定位全貌的简要介绍,虽已经有不少技术手段来帮助电力电缆故障定位,但仍有许多方面可以加以改进,
比如采用更新颖的信号传输技术,提高故障定位的可靠性和精度。
只要不断吸收新技术,并结合已有手段,就能有效地帮助电力电缆故障的定位,进而提高电力网络的安全。
电力电缆故障定位综述摘要:随着电力、能源行业的发展,各种电力电缆越来越多地运用到生产生活的各个领域,而且一般都是埋入地下或进入电缆沟敷设,当电缆发生故障后,如何快速准确的查找故障点,尽快恢复供电,是长期困扰我们的难题。
因此总结出一种能够快速、准确、方便地查找电缆故障的方法,并快速排除电缆故障,将会给予机组安全、稳定运行以强有力的支援。
本文主要针对电力电缆故障及故障定位进行简要分析。
关键词:电力电缆;故障;定位1电力电缆故障类型分析电缆故障的原因大致可归纳为:机械损伤、绝缘受潮、绝缘老化变质、过电压、材料缺陷、护层的腐蚀、电缆过热、电缆的中间接头盒终端头的设计和制作工艺问题等。
总的来说,由于制造缺陷而造成的电缆故障是不多的,而机械损伤引起的电缆故障占电缆事故的比例很大。
电缆的故障按性质分类可以分为以下几类:1.1高阻故障电缆线芯对地绝缘电阻或者线芯之间绝缘电阻低于正常值但高于200Ω,这种情况电阻不是很高,但是电压却施加不上。
1.2短路故障电缆的线芯对地绝缘电阻或者线芯与线芯之间的绝缘电阻低于200Ω,一般常见的有单相接地、两相短路或接地及三相短路或者接地故障等。
1.3开路故障电缆线芯断开而发生的故障。
通常是由于电缆线芯被短路电流烧断或外力破坏引起线芯断裂所致。
1.4闪络故障电缆的线芯对地绝缘电阻或者线芯之间的绝缘电阻比较高,但当对电缆进行直流(或交流)耐压到某一值时,电缆泄漏电流突然增大,甚至出现突然击穿现象。
当电压降低时绝缘电阻值仍然很大。
这类故障大多在进行预防性耐压试验时发生,故障现象不稳定。
2电缆故障测试的定位方法2.1脉冲法:低压脉冲法:利用传输线的电波反射现象,通过计量发射脉冲与故障点反射脉冲之间的时间差来进行测距。
据统计,用低压脉冲法测定的电缆低阻或开路故障,约占电缆故障总数的10%。
低压脉冲反射法适用于低阻短路或者接地、开路性故障,并可以测试电缆的全长和电波在电缆中的传播速度。
低压脉冲法测试线路非常简单,测试时向电缆注入一低压脉冲,该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点,如短路点、故障点、中间接头等,脉冲产生反射如图2-1所示用低压脉冲法定位分析时,必须掌握三个要素:极性、振幅和时间。
路灯供电电缆故障检测及故障点定位方法分析摘要:在城市建设中,道路照明是城市各种车辆夜间行驶、为行人创造良好的视觉环境、保证交通安全所必需的至关重要的基础设施。
道路照明具有负荷分布、配电线路长度、环境恶劣等特点。
在道路照明工程设计过程中,电气设计人员误解了道路照明供电电路的保护,电缆截面的选择与保护开关仪器的选择不一致,造成了很大的安全风险。
本文对路灯供电电缆故障检测及故障点定位方法进行分析,以供参考。
关键词:路灯供电;电缆故障检测;故障点定位引言路灯照明工程是市政建设的重要内容,每年全市大力发展市政基础设施建设,全市照明水平迅速提高,各种照明工程建设时,全市夜晚更加明亮,人们出行特别方便。
但是,由于各种因素的影响,路灯的故障时间也越来越频繁,路灯的故障对人们的生产生活影响很大,容易引发交通事故,给公共安全管理带来负面影响。
路灯电缆大多埋在地下,属于隐蔽工程。
市政建设过程中考虑了后续的维修工作,但仅用于城市建设,路灯故障的检测和维修不方便。
因此,如何快速、准确地检测和排除路灯电缆故障部位、原因、路灯故障是重要的管理职责之一,在路灯工程管理过程中,必须组建专业维修队伍,解决各种路灯问题。
1路灯电缆截面选择的条件(1)根据温度升高选择截面。
根据加热条件选择导体。
长负载电流不能小于电路的允许工作电流,导体的实际工作温度不超过允许值。
路灯电路由于工作电流小,特别是广泛应用LEd照明后,工作电流更小,因此路灯电缆可以满足温升要求。
(2)根据经济电流选择截面。
根据线路损失成本和寿命期间初始投资成本之和的原则,选择电缆部分。
路灯电缆的特点是工作电流小,电缆截面大,一般满足经济电流密度的要求。
(3)根据短路热稳定性选择截面。
短路保护装置切断短路电流之前,电缆必须能够承受包括非特定部件在内的短路电流的热作用。
普通路灯专用变压器容量≤400kVA由于容量小,变压器低压侧输出短路电流小。
另外,路灯电缆的截面一般根据路灯提供的相关材料在16 ㎡2以上,因此除非变压器容量相对较大,否则不应在电缆上进行热稳定性检查。
电力电缆故障检测及精确定位方法的研究作者:何淮淼来源:《中国集体经济》2011年第12期摘要:目前,电缆线路大多都敷设在电缆沟内或埋在地下,电力电缆运行过程中,由于绝缘老化变质、过热、过电压、机械损伤、腐蚀、绝缘受潮等原因,会产生各种的故障,需要进行故障分析来找出发生故障的位置。
文章主要在电力电缆故障定位方法及如何快速检测进行探讨,以供同行借鉴。
关键词:电力电缆故障;故障测距;精确定点一、前言电缆故障测试一般要经过故障性质诊断、故障测距、精确定点三个步骤。
故障性质诊断是电缆故障测试的初始步骤,主要是确定故障类型以选择相应的故障测距和精确定点方法;故障测距是在一定误差范围内确定故障点的位置,其精确程度与电缆故障能否快速排除有直接关系,也是国内外专家学者研究得最多的方面;精确定点是根据故障测距的结果,找出故障点精确位置的过程。
近年来,随着小波分析应用的广泛,国内学者提出了许多基于小波分析的故障测距方法,取得了很多有价值的成果,但还存在着一些尚未解决的问题,因此,还需要进行新方法的研究,以提高故障测距精确度,加快电缆故障的排除。
二、电力电缆故障常见原因了解电缆故障的原因,对于减少电缆的损坏,快速地判定出故障点是十分重要的。
电缆发生故障的原因是多方面的,常见的几种主要原因如下:(一)机械损伤很多故障是由于电缆安装敷设时造成的机械损伤或安装后靠近电缆路径作业造成的机械损伤而直接引起的。
(二)绝缘老化变质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。
当绝缘介质电离时,气隙中产生臭氧、腐蚀绝缘,绝缘中的水分使绝缘纤维产生水解,造成绝缘下降。
过热会引起绝缘老化变质。
造成电缆过热的因素有多方面。
内因主要是电缆绝缘内部气隙游离造成局部过热,从而使绝缘炭化;外因是电缆过负荷产生过热。
安装于电缆密集地区、电缆沟及电缆隧道等通风不良处的电缆、套管中的电缆,以及电缆与热力管道接近的部分等,都会因本身过热而使绝缘加速损坏。
电力电缆的故障分析及检测方法电力电缆是输送电能的重要设备,但在运行中难免会出现故障。
电力电缆的故障一般分为三类:绝缘故障、电缆接头故障和电缆外包层故障。
处理故障需要实施合适的检测方法,据此本文将就电力电缆故障的检测方法进行探讨。
一、绝缘故障检测方法1、绝缘电阻测试法绝缘电阻测试法是比较常用的一种绝缘故障检测法。
它主要是利用高压直流放电器将试验电缆的一端接地,另一端接通500V或1000V直流电压(也可以根据实际情况对电压进行调整),并记录电流与电压。
如果读书在在50MΩ以上,说明绝缘没有问题。
此法的优点是简单易行,缺点在于只能检测到大面积的绝缘故障,不能检测到局部绝缘故障。
2、局部放电检测法局部放电检测法是一种常用的局部绝缘故障检测方法。
它的原理是利用放电电流产生信号,通过放大和滤波等处理得到故障信号,然后再通过分析断层发生的时间、位置、大小等综合条件来定位故障。
局部放电检测法主要适用于高压交流电缆及其附件的检测,检测结果更为可靠,但仪器昂贵,操作比较麻烦。
二、电缆接头故障检测方法电缆接头故障比较常见,如果及时发现故障,不仅可以延长电缆的使用寿命,而且可以提高电缆系统的可靠性。
电缆接头故障的检测方法包括如下:1、分接箱可视检查法通过检查分接箱外观,连接方式、接线端子、连接盘上的引线及连接板上的引线等情况来判断电缆接头的质量。
2、分接箱绝缘电阻测试法通过对接头进行高压试验,测量其绝缘阻值,从而判断接头质量。
3、分接箱局部放电检测法通过检测接头所产生的局部放电信号,来定位接头故障位置。
三、电缆外包层故障检测方法电缆外包层故障往往不易发现,如果长期不修复,很容易引起电缆系统故障。
这类故障的检测方法有以下几种:1、有线检测法通过检测电极间导通状态的变化来定位电缆外包层故障点的位置。
该方法精度高,定位准确,但是在大功率电缆上的实用性不足。
2、雷电冲击测试法利用冲击波法产生的电磁场,通过定位电缆故障处反射回来的信号来寻找故障点。
电气工程中的电缆故障定位与检测技术研究在当今的电气工程领域,电缆作为电力传输和信号传输的重要载体,其稳定运行对于整个电力系统的可靠性至关重要。
然而,由于各种原因,电缆可能会发生故障,如绝缘老化、机械损伤、过热等。
及时准确地定位和检测电缆故障,不仅能够减少停电时间、降低维修成本,还能保障电力系统的安全稳定运行。
一、电缆故障的类型及原因电缆故障的类型多种多样,常见的有短路故障、断路故障、接地故障和高阻故障等。
短路故障通常是由于电缆绝缘层被击穿,导致相线之间或相线与地线之间直接接触,电流瞬间增大。
这种故障可能是由于电缆长期过载运行、绝缘材料老化、受潮、受到外力破坏等原因引起的。
断路故障则是指电缆中的某一相或多相导线断开,导致电流无法正常流通。
造成断路故障的原因可能有电缆受到过度拉伸、弯曲,或者在安装过程中被切断等。
接地故障是指电缆的相线与地线之间发生不正常的接触,导致电流泄漏。
这可能是由于绝缘层破损、受潮,或者在运行过程中受到雷电等过电压的冲击。
高阻故障是指故障点的电阻值较高,一般大于 10 倍的电缆特性阻抗。
这种故障通常是由于电缆的绝缘层存在局部缺陷,但尚未完全击穿。
二、电缆故障定位与检测的基本原理电缆故障定位与检测的方法众多,但其基本原理主要包括以下几个方面:1、电桥法电桥法是一种经典的电缆故障检测方法。
它基于惠斯通电桥的原理,通过测量故障电缆的电阻,计算出故障点的距离。
这种方法适用于低阻故障,但对于高阻故障的检测效果不佳。
2、脉冲反射法脉冲反射法是目前应用较为广泛的一种方法。
它向电缆发送脉冲信号,当脉冲遇到故障点时会产生反射。
通过测量脉冲从发射到反射回来的时间,结合脉冲在电缆中的传播速度,就可以计算出故障点的位置。
3、行波法行波法利用故障产生的暂态行波在电缆中的传播特性来定位故障。
包括低压脉冲行波法、直流高压闪络法、冲击高压闪络法等。
其中,低压脉冲行波法适用于低阻和短路故障,而直流高压闪络法和冲击高压闪络法适用于高阻故障。
输电线路的电力电缆故障定位技术随着电力系统的发展和规模的扩大,输电线路的安全稳定运行对于电力供应的可靠性至关重要。
然而,由于电力电缆可能会遭受不同类型的故障,及时准确地定位故障点成为了迫切需要解决的问题。
本文将介绍一些常用的电力电缆故障定位技术,以助于提高电力系统的可靠性。
一、绝缘电阻法绝缘电阻法是一种通过测量电力电缆绝缘电阻来定位故障点的方法。
该方法适用于发生绝缘破裂、接地或局部短路等故障的情况。
具体实施过程包括:1. 断电:首先需要切断电力电缆的供电,确保施工过程的安全性;2. 清洁:清洁故障点周围的接地体和绝缘面,以确保测试的准确性;3. 测试:利用测试仪器测量电缆两端的绝缘电阻,并记录测量结果;4. 分析:根据测量结果进行故障点的定位。
二、时间绘图法时间绘图法是一种通过测量电力电缆两端的故障前后电压和电流波形来定位故障点的方法。
该方法适用于发生线路接地、短路等故障的情况。
具体实施过程包括:1. 断电:同样需要先切断电力电缆的供电,确保施工过程的安全性;2. 连接测量设备:将测量设备连接到故障线路的两端,包括电流互感器和电压互感器等;3. 测量:进行故障前后的电压和电流波形测量,并记录相应的数据;4. 分析:通过对比和分析波形数据,可以确定故障点所在的位置。
三、反射法反射法是一种通过测量电力电缆上信号的反射情况来定位故障点的方法。
该方法适用于发生局部绝缘破裂或局部短路等故障的情况。
具体实施过程包括:1. 发射信号:首先,向电力电缆中注入带有特殊频率的信号;2. 接收信号:利用接收器接收由故障点反射回来的信号,并记录信号强度和时间;3. 分析:通过分析信号的强度和时间,可以定位故障点所在的位置。
四、红外热像法红外热像法是一种通过测量电力电缆表面的热分布情况来定位故障点的方法。
该方法适用于发生高阻值接地、局部短路等故障的情况。
具体实施过程包括:1. 检查设备:确保红外热像仪工作正常,并进行必要的校准;2. 检查环境:确保测试环境没有干扰,例如没有阳光直射等;3. 观察:通过红外热像仪观察电力电缆表面的热分布情况,寻找异常热点;4. 定位:根据异常热点的位置确定故障点所在的位置。
浅谈电力电缆故障定位技术与方法摘要:目前,电力电缆以其安全、可靠、隐蔽性好等优点在城市电网中得到了越来越广泛的应用。
但是,由于电缆多埋于地下,一旦发生故障,寻找起来十分困难。
长期以来,人们在实践中总结了许多查寻方法,特别是随着新的技术的应用,一些新的测试方法也不断被提出。
以下主要针对电力电缆故障定位技术与方法展开分析关键词:电力;电缆故障;定位技术;方法前言随着城市建设的快速发展,用电量愈来愈大,架空线受到地面、空间、环境保护、安全及美观的限制,因此在电力建设中大量采用电力电缆。
无论是在电缆施工还是在生产运行中,都会出现故障,因此及时、准确地测寻到电缆故障点具有重要意义。
1电缆故障性质、原因及其分类电力电缆的故障原因可大致归纳如下:①绝缘老化变质。
电缆绝缘长期在电磁作用下工作,要受到伴随电磁作用而来的化学、热和机械作用,从而使介质发生物理化学变化,使介质的绝缘下降。
②过热。
电缆绝缘内部气隙游离造成局部过热,使绝缘炭化。
另外,电缆过负荷产生过热,安装于电缆密集地区、电缆沟及电缆隧道等通风不良处的电缆、穿于干燥管中的电缆以及电缆与热力管道接近的部分等,都会因本身过热而使绝缘加速损坏[1]。
③机械损伤。
如挖掘等外力造成的损伤。
④护层的腐蚀。
因受土壤内酸、碱和杂散电流的影响,埋地电缆的铅或铝包将遭到腐蚀而损坏。
⑤绝缘受潮。
中间接头或终端头在结构上不密封或安装质量不好而造成绝缘受潮。
⑥过电压。
过电压主要指大气过电压和内过电压,许多户外终端接头的故障是由大气过电压引起的,电缆本身的缺陷也会导致在大气过电压的情况下发生故障。
⑦材料缺陷。
电缆制造的问题,电缆附件制造上的缺陷和对绝缘材料的维护管理不善等都可能使电缆发生故障。
⑧设计和制作的工艺问题。
电缆故障定义为:无损坏故障、开路故障、短路故障。
而电缆故障分为:开路故障、低阻故障和高阻故障三种类型。
下面对这一分类法作一简单介绍:①开路故障。
若电缆相间或相对地绝缘电阻达到所要求的规范值,但工作电压不能传输到终端;或虽终端有电压,但负载能力较差。
电力电缆故障分析及定位方法 张玉涛 北京首都机场动力能源有限公司 摘要:本文介绍了电力电缆故障类型、测试步骤和定位方法,特别是目前最有效的高压电弧反射法及通过电缆路径仪测量路径和深度的发放。 关键词 电缆故障 脉冲反射 电弧反射精定点 电缆路径定位测深
一、前言 随着首都机场的高速发展和城市规划的要求,各种架空缆线逐步埋入地下,特别是电力电缆,各种类型的地埋电力电缆在机场供电系统得到广泛应用,也在冶金、石化、矿山、机场、港口等企事业单位得到普遍应用。 首都机场高压电缆长度目前达到了1600公里,覆盖面积达38平方公里。虽然这种供电的优点是显而易见的,但是电力电缆在使用过程中一旦发生故障,特别是高阻故障,很难测出故障的确切位置,不能及时排除故障,恢复送电,往往造成停电停产的重大经济损失。随着首都机场电网改造、电缆搬迁和故障电缆的修复等原因,原有的电缆图纸已不能正确反映电缆的敷设路径和埋深,尤其是奥运会临近,基础建设的加快,外力对电缆的破坏显得日益突出,成为影响电缆安全运行的主要因素,给电网安全带来了极大的威肋。因此为了保证电缆的安全运行,就需要对电缆进行有效地探测,建立完善的电缆线路管理系统。所以如何快速准确测出电缆故障是机场供电部门的首要课题。 本文重点介绍电力电缆故障类型、测试步骤、并着重介绍电弧反射精定点法及电缆路径仪定位法这两种电缆定位方法。希望通过本文的研究提高首都机场地区电缆故障的处理速度。
二、电缆参数 电力电缆故障是指在供电过程中发生干扰、局部电流不均匀造成的。为确定电缆故障位置。必须了解电力电缆的各种参数分布,来推断和测试故障点。电力电缆可看成有许多多的电阻(R)、电导(G)、电容(C)和电感(L)等效元件相联接组成的,这些元件称为电缆的分布参数。一小段电缆的等效电路图如图1所示
图1:一小段电缆的等效电路 理论上要求这些参数均匀的分布在整条电缆中,也就是说这些参数与电缆总长要成比例。这些参数不仅适用于两条线芯之间,而且也适用于线芯与屏蔽之间。 当电缆发生故障时,初步确定电缆故障位置起决定作用的参数为特征阻抗和波速度(V)。 1、电缆的特性阻抗z表示导线某一点上特性电压与特性电流之比,因此它不受位置和时间的限制,只与电缆结构、绝缘材料和导体材料有关。 2、波速度V 波速度V是指脉冲电压波从电缆一端传到另一端需要一定时间,是电缆长度与传播时间之比。 如果在运行和测试状态下的这些电缆特性参数均无变化,即可认为这条电缆无故障,但只要电缆某个位置存在特胜阻抗发生变化,电缆的均匀性就会受到影响,电缆就称为有故障电缆。
三、电力电缆故障类型分析 由于电力电缆的绝缘材料、运行方式、工作电压等不同,导致了大量的各种各样电缆故障,按故障性质分主要有:接地故障、短路故障、断线故障、闪络故障和综合故障;按故障电阻值分为:低阻故障和高阻故障。传统上把电缆故障点的直流电阻小于电缆特性阻抗称为低阻故障,反之则称为高阻故障。 1、接地故障 电缆-线芯或数线芯接地而发生的故障。当电缆绝缘由于各种原因被击穿后发生低阻接地故障或高阻接地故障,按脉冲反射仪测试波形划分,一般接地电阻在1 KΩ以下为低阻故障,以上为高阻故障。 2、短路故障 电缆线芯之间绝缘完全破损形成短路而发生的故障。一般线芯之间电阻RF小于l OΩ。 3、断线故障 电缆一线芯或数线芯断开而发生的故障。通常是由于电缆线芯被短路电流烧断或外力破坏引起。 4、闪络故障 电缆进行试验时绝缘间隙放电,造成绝缘击穿,此为击穿故障。在某种情况下,绝缘击穿后又恢复正常,即使提高试验电压也不再击穿,此为封闭性故障。此时电缆存在故障,但该故障点没有形成通道,这两种故障都属于闪络故障。该故障大多情况发生在电缆 接头或终端内,主要表现为:当试验电压升到某一值时,电缆泄漏电流突然升高,并且测量表针呈规律性摆动,降低电压时现象消失,测量绝缘电阻值仍很高。 5、综合故障 同时具有上述两种以上的故障称为综合故障。
四、电力电缆故障测试步骤 当电缆发生故障后,为确定电缆故障位置,主要可分为三步: 1、识别故障并确定故障性质 将电缆脱离供电系统,首先用兆欧表测量每相对地绝缘电阻,如果绝缘电阻为零,再用万用表测量故障电阻,以判断是高阻故障还是低阻故障,然后测量相间绝缘电阻,判断是否存在相间短路,有准确的电缆故障性质判定结论后,便可选择合适的测试方法和仪 器。 2、电缆故障预定位 从电缆一端测试,给出测试端到故障点的距离,也就是地埋电缆从测试端到故障点的长度。 3、电缆故障精定位 由于地埋电缆的长度在地面丈量会存在误差,再加上脉冲反射仪(TDR或雷达)的测距误差,所以需要对故障点进行精确定点。
五、电力电缆故障预定位方法 从电缆故障类型可分为断线故障、低阻绝缘故障、高阻绝缘故障和闪络故障,不同故障所采用的测试方法和测试仪器也不同,必须分别对待。 1、低压脉冲法 低压脉冲法可对断线故障、短路故障、低阻故障和电缆全长进行预定位,同时也可识别电缆的中间接头。其原理为:脉冲发射仪给电缆发射低压脉冲,该脉冲沿电缆传播直到特性阻抗不匹配点(如断线点、短路点、终端点等),在这些点上会引起脉冲波的反射,并返回到测试端,脉冲反射仪给出测试轨迹,见图2。
图2:低压脉冲法测试示意图 故障距离L是由下面公式计算: L=V t/2 其中,V是波速度,如油浸纸绝缘电缆的波速度为160 m/μs,交联聚乙烯绝缘电缆的波速度为172 m/μt s。t是发射脉冲从测试端到故障点,再由故障点返回到测试端的往返时间,由脉冲反射仪测出,单位为微秒(μs)。 2、高压弧反射法 关于电缆的高阻故障、闪络故障,低压脉冲法就无能为力了,但可设法使故障电阻瞬时短路,就可以用脉冲反射仪测出故障波形。这一测试过程的设想就为高压弧反射法诞生奠定了基础,该方法可用于查寻高阻故障、闪络故障。主要设备有:直流高压单元、高压冲击单元、脉冲发生器、祸合单元、脉冲反射仪。 直流高压给高压冲击单元中的电容器充电,然后由球隙放电,产生一个高压脉冲传输到故障电缆的线芯,高压脉冲在故障点击穿燃弧,高阻故障点瞬时产生闪络放电,故障点由于电弧接地而导通,呈现低阻状态,同时脉冲发生器由内部通信装置触发而产生低玉测量脉冲,此脉冲在故障点处由于电弧短路而被反射,从而测出故障轨迹波形。 脉冲反射仪自动把f民玉波形和高压波形显示在屏幕上,故障点处会有明显的发散,见图3,兰色曲线为故障电缆的全长波形,红色曲线为高阻或闪络故障波形,故障点自动定位。
图3:高压弧反射法测试示意图 六、电力电缆故障精定点方法 当给故障电缆线芯加上一个足够高的冲击电压和冲击能量时,故障点会击穿并发生闪络放电,在故障点就会产生相当大的“啪、啪”放电声,这种声音可传到地面,一般闪络放电间隔为6-15秒。 1、声测定点法 当电缆故障预定位给出故障距离后,在故障电缆测试端给故障线芯加上冲击高压,使故障点闪络放电,同时用定点仪(含探头、接收机、耳机)在预定故障点附近的地面来听测故障点的放电声,听测出最响点,即为故障点的准确位置,见图4。 图4:声测定点示意图 2、声磁同步定点法 当采用冲击放电时,在故障点除产生放电声外,还会产生高频电磁波向地面传播。在地面用声磁探头可同时接收声信号和磁信号,电磁波起辅助作用,用来确定所听到的声音是否是故障点的放电声,由于声波与电磁波的传播速度不同,在地面每一点可用声磁同步定点仪测出声信号和磁信号的时间差,时间差最小点即为故障点的准确位置,见图5
图5:声磁时间差测定点示意图 3、音频感应法 当电缆故障点处于相间短路或相地短路(死接地)时(RF< 10(Ω),用冲击放电器冲击,故障点不放电,也就是说故障点不产生放电声,所以不能用声测法精定故障点。此时应采用音频感应法来探测定位故障点。该方法需要相当的故障测试经验和对电缆各方面的情况(如接头位置、埋设深度等)有详细的了解,才能取得较好的效果。 其测试原理是多芯电缆纽绞结构,当音频信号传输到电缆故障线芯时,在故障点前会产生有规则升降的电磁信号,到故障点电磁信号突然增大,过故障点电磁信号下降并保持均匀,见图6。 图6:音频感应法定位示意图 七、电缆路径仪的探测技术和性能分析 电磁法[3]是电缆路径探测和深度测量常用而又有效的方法,所用探测设备就是电缆路径仪,随着技术的进步,各种仪器的性能及适用范围也各不相同。以下将重点介绍该类仪器的技术特点及适用范围,以便供使用单位选择合适的仪器。 1、电磁法探测的原理 由于敷设在地下的电缆与周围的土壤介质在导电性、导磁性、密度或其他理化性质上存在着差异,从而能被探测、识别和区分。目前应用于电缆探测的方法大致有电磁法、直流电法、地震波法、放射性跟踪法和地质雷达等。其中电磁法由于探测精度高、操作简便、抗干扰能力强、适用范围广、成本低,效率高等特点而成为电缆探测工作中最常用的方法。 电磁法探测电缆,主要是利用电磁感应原理。当采用专用的发射机向待测电缆施加(直连或感应)一定频率的信号电流I后,该电流在待测电缆中流动并在其周围空间产生一个电磁场,其强度H可由下式确定H=K·(I/R),式中K为场强系数,I为电流强度,R为电缆周围任意一点距电流中心的距离,如图1所示,图中P为电缆周围任意一点,I为电流强度,R为P点距电流中心的距离,H为P点的电场强度,Hx为场强的水平分量,Hz为场强的垂直分量。用接收机在地面上测量该电磁场的强度及其分布便可确定被测电缆的位置和埋深,实现被测电缆的定位。
图1:电缆周围电磁场会布 2、信号连接方式