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电力电缆的故障诊断

2014/9/3 16:58:58      点击:

  电力电缆故障可分为开路故障、低阻故障和高阻故障三种类型。  

  若电缆相间或相对地的绝缘电阻值达到所要求的规范值,但工作电压不能传输到终端,或虽然终端有电压但负载能力较差,这类故障称开路故障。若电缆相间或相对地的绝缘受损,其绝缘电阻减小到一定程度的故障称为低阻故障。相对于低阻故障,若电缆相间或相对地的故障电阻较大,则称为高阻故障,它包括泄漏性高阻故障和闪络性高阻故障。泄漏性高阻故障是指随试验电压的升高而泄漏电流逐渐增大,且大大超过规定的泄漏值的故障。闪络性高阻故障是指绝缘电阻值很大,当试验电压升高到一定值时,泄漏电流突然增大的故障。

  在进行电缆故障探测时,先需要进行电缆故障性质判断,通常是将电缆脱离供电系统,并按下列步骤测量:

  (1)兆欧表测量每相对地绝缘电阻,如绝缘电阻指示为零,可用万用表或回路电阻测试仪进行测量,以判断是高阻还是低阻接地;

  (2)测量两相之间的绝缘电阻,以判断是否是相间故障;

  (3)将另一端三相短路,测量其线芯直流电阻,以判断是否有开路故障。

  电缆故障测试仪电缆故障探测技术采用的方法主要为低压脉冲法和高压闪络法。

  低压脉冲法可测量电缆中出现的开路故障、相间或相对地低阻故障;

  高压闪络法可用于探测高阻故障。

  低压脉冲法测量原理是依据均匀传输线中波传输与反射的原理。将被测电缆看作是一均匀传输线,它每一点的特性阻抗是相等的,当从电缆一端发射一低压脉冲波时,由于故障点的阻抗发生了变化,电磁波传播到该点处就发生折、反射现象,反射电压Ue与入射电压Ui满足关系式:

  其中:Zc为电缆的特性阻抗,Z为电缆故障点的等效波阻抗。对于低电阻故障,若故障点对地电阻为R,则该点的等效波阻抗Z=R//Zc;对于开路故障,若故障电阻为R,则该点的等效阻抗Z=R+Zc

  当-1<β<0时:说明低阻抗点存在反射波,且反射波与入射波反极性。R愈小,β愈大,Ue愈大;

  当R=0为短路故障时,β=-1Ue= -Ui:电压波在短路故障点产生全反射;

  当0<β<+1时:说明开路故障点也存在反射波,且反射波与入射波同极性。R愈大,β愈大,Ue愈大;

  当R=∞,即为断线故障时,β=+1Ue= -Ui:电压波在断线故障点产生开路全反射。

  实际用仪器测量低阻、开路故障时,是由机内产生一宽度为0.1~2μs、幅度大于120V的低压脉冲,在t0时刻加到电缆故障相一端。此时脉冲以速度v向电缆故障点传播,并经过同样的时间∆t时间后到达故障点,并产生反射脉冲,反射脉冲波又以同样的速度v向测量端传播,并经过同样的时间∆tt1时刻到达测量端。若设故障点到测量端的距离为L,则有如下关系:

  所以只要记录t0t1时刻,就可以测出测量端到故障点的距离。

  当对电缆全长进行校准时,往往使电缆终端开路。因此,电缆全长的校准相当于电缆断线故障的测量情况。电缆存在中间接头时,由于接头处的电缆形状及其绝缘介质等的变化,引起了该点特性阻抗的变化。根据电磁波传输理论,该点也存在一定的反射。

  对于高阻故障,由于故障点电阻较大,此点的反射系数β很小或几乎等于零,用低压脉冲法测量时,故障点的反射脉冲幅度很小或不存在反射,因而仪器分辨不出来。这时需要用高压闪络测量法进行故障探测。

 

 

     关键词:兆欧表电缆故障测试仪回路电阻测试仪