6kV電纜故障的分析及故障點(diǎn)的定位

       電纜是電能最重要的傳輸設(shè)備，發(fā)揮著通訊、控制、監(jiān)控、電力輸送等重要作用，電力電纜的安全與否直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全。然而，由于電纜制造工藝的缺陷、電纜的結(jié)構(gòu)材料不符合要求、自然界的外力腐蝕老化、電網(wǎng)過(guò)電壓、人為破壞等因素，會(huì)出現(xiàn)各種各樣的不安全狀況。
       電纜故障根據(jù)絕緣電阻故障性質(zhì)可分為開(kāi)路故障、低阻故障、高阻故障3種類型；根據(jù)電纜故障發(fā)生的方式可分為擊穿故障和運(yùn)行擊穿故障。盡管造成電纜故障的原因很多，但根據(jù)故障類型的特點(diǎn)采用相應(yīng)的測(cè)試方法，仍然能準(zhǔn)確找到故障點(diǎn)并分析出故障原因。
       某廠對(duì)6kV高壓電纜發(fā)生的故障，合理利用電纜故障測(cè)試儀進(jìn)行分析查找定位，及時(shí)進(jìn)行整改，消除隱患，避免了類似的事故發(fā)生。
       一、故障經(jīng)過(guò)
       某廠1#、2#機(jī)6kV一段母線接地故障報(bào)警，1#、2# 機(jī)輸煤變高壓側(cè)6kV斷路器電壓A相指示電壓為零。拉開(kāi)1#、2# 機(jī)輸煤變高壓側(cè)6kV斷路器，母線接地故障消失。操作1#、2# 機(jī)輸煤變至檢修狀態(tài)，拆除1#、2# 機(jī)輸煤變高壓側(cè)6kV電纜，分別對(duì)電纜和變壓器遙測(cè)絕緣，絕緣電阻為變壓器高壓側(cè)2500ΜΩ，電纜A相0，電纜B相0，電纜C相2500ΜΩ。
由此判斷故障點(diǎn)在1#、2# 機(jī)輸煤變高壓側(cè)6kV電纜A相。
       二、電纜故障分析及故障點(diǎn)的定位
       1、用QJ23A單臂電橋進(jìn)行粗測(cè)
       利用電纜導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度成正比的原理，測(cè)得A相首端對(duì)地電阻為1.63Ω，A相尾端對(duì)地電阻為0.81Ω。由此推斷故障點(diǎn)靠近1#、2#機(jī)輸煤變室。
       由于單臂電橋測(cè)量的誤差較大，不能作準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)的依據(jù)，只能判斷故障為金屬性接地。查閱1#、2#機(jī)輸煤變相關(guān)資料，電纜為交聯(lián)聚乙烯電纜、截面積95 mm2、長(zhǎng)度285 m。沿電纜走向巡查發(fā)現(xiàn)兩處電纜溝蓋板被重車壓碎并坍塌，清理這兩處發(fā)現(xiàn)電纜支架嚴(yán)重變形，多根電纜受擠壓嚴(yán)重，電纜外護(hù)套多處受損。電纜溝內(nèi)高壓電纜較多并都在運(yùn)行狀態(tài)，利用原始的敲擊聽(tīng)音法確定出故障電纜。
       由于是金屬性接地故障，導(dǎo)體及屏蔽已與地網(wǎng)導(dǎo)通，解開(kāi)電纜兩端屏蔽接地并懸空，測(cè)量電纜對(duì)地直流電阻，同時(shí)晃動(dòng)電纜受損處，觀察電纜對(duì)地直流電阻值沒(méi)有變化，說(shuō)明電纜接地故障點(diǎn)不在這兩處。
       2、利用低壓脈沖法進(jìn)行測(cè)量
       故障點(diǎn)為金屬性接地，利用F-406電力電纜故障測(cè)試儀的低壓脈沖法進(jìn)行測(cè)量。選擇電纜種類為交聯(lián)聚乙烯電纜、采用波速172 m/μs，被測(cè)電纜的A相接測(cè)試線。
       由于電纜長(zhǎng)度小于2km，采樣頻率選擇48kHz，點(diǎn)擊采樣鍵儀器進(jìn)入自動(dòng)采樣，數(shù)據(jù)是連續(xù)的，調(diào)節(jié)儀器的幅度和位移旋鈕，使觀察采集到的波形幅度、位置及特征最清楚。
       測(cè)量完故障相后，在同樣的測(cè)試條件下選擇正常相B相進(jìn)行測(cè)量，并錄取波形。由于電纜三相之間長(zhǎng)度相同、材料相同、工藝相同、測(cè)試條件相同，因此具有非常的可比性。根據(jù)正常相發(fā)射波與終端開(kāi)路反射波的時(shí)差，測(cè)電纜全長(zhǎng)為255 m，與現(xiàn)場(chǎng)跨步實(shí)測(cè)值相近。此時(shí)比對(duì)故障相與正常相脈沖波形，鎖定電纜故障點(diǎn)在電纜距6kV 母線室214m的位置，此位置現(xiàn)場(chǎng)電纜蓋板完好，目測(cè)無(wú)故障現(xiàn)象。
       同時(shí)配合使用F-3路徑信號(hào)發(fā)生器與F-3數(shù)顯同步定點(diǎn)儀，該儀器用特殊結(jié)構(gòu)的聲波振動(dòng)傳感器及低噪聲專用器件前置放大，在信號(hào)處理技術(shù)上，用數(shù)字顯示故障點(diǎn)與傳感器探頭間的距離。正確操作儀器，維持儀器發(fā)出脈沖，帶上耳機(jī)手持聲波振動(dòng)傳感器沿電纜走向慢慢移動(dòng)，聽(tīng)取聲音的清晰度同時(shí)觀測(cè)數(shù)顯儀顯示的數(shù)據(jù)，儀器顯示位置與電纜故障測(cè)試儀所測(cè)位置基本相符。再次測(cè)量故障相對(duì)地電阻的同時(shí)，晃動(dòng)電纜可疑點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)電阻值突變?yōu)闊o(wú)窮大，說(shuō)明故障點(diǎn)就在此處�？梢钥闯觯�電纜由于長(zhǎng)期放置在棱角比較尖銳的角鐵上，在各種外力長(zhǎng)期作用下，角鐵逐漸穿破外護(hù)套、鋼鎧、內(nèi)護(hù)套、主絕緣，最后導(dǎo)致?lián)舸┓烹娦纬山饘俳拥亍?br />        利用正確的操作方法，并結(jié)合兩種檢測(cè)技術(shù)，成功查找出1#、2#機(jī)輸煤變高壓側(cè)電纜的接地故障點(diǎn)，為盡快恢復(fù)設(shè)備正常運(yùn)行提供了保障。電纜故障的粗測(cè)定位技術(shù)非常成熟，但精度很低。低壓脈沖法在電纜故障測(cè)距中較為先進(jìn)，對(duì)故障點(diǎn)的精確定位可以將誤差控制在40 cm之內(nèi)，但在實(shí)際操作中還要注意電纜走向和型號(hào)，以便更加準(zhǔn)確地找到故障點(diǎn)，提高故障查找的效率。
       三、整改措施
       1、立即對(duì)廠內(nèi)電纜溝內(nèi)各等級(jí)電纜進(jìn)行安全大檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患并處理。
       2、加強(qiáng)各等級(jí)電纜敷設(shè)施工時(shí)的監(jiān)督工作，認(rèn)真做好項(xiàng)目驗(yàn)收，制定定期巡視電纜溝內(nèi)電纜的制度。
       四、結(jié)語(yǔ)
       該次電纜故障的查找，是電纜故障測(cè)試儀的實(shí)際運(yùn)用，并綜合運(yùn)用了兩種方法，避免了因故障點(diǎn)不能定位而產(chǎn)生的電纜報(bào)廢，或利用排除法而導(dǎo)致電纜多斷點(diǎn)需重新制作中間接頭的大量工作，為設(shè)備及時(shí)消缺，按時(shí)投入正常運(yùn)行節(jié)約了時(shí)間，節(jié)省了大量的人力、物力和財(cái)力。