前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇高压电缆范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
高压电力电缆,其在电网系统中占有重要的地位。高压电力电缆在运行中,存在一定的故障隐患,在高负荷用电的背景下,要采用故障监测的手段,监督高压电力电缆的运行状态,及时发现故障问题并处理,保障高压电力电缆的安全与稳定,降低故障发生机率和影响力度。本文以高压电力电缆为研究对象,探讨故障检测措施的相关内容。
关键词:
高压电力电缆;故障监测;措施
我国电网系统正处于逐步改革的状态,在改革创新中,高压电力电缆的规模越来越大,考虑到高压电力电缆在电网系统中的作用,全面实行故障监测,致力于解决监测中的故障问题,促使高压电力电缆保持高效、稳定的运行状态,防止发生安全事故。高压电力电缆的故障监测措施,有利于提高运行的水平,预防运行风险,体现了故障监测措施在高压电力电缆方面的实践价值。
一、高压电力电缆故障原因
分析高压电力电缆故障的原因,如:(1)高压电力电缆的生产制造,本身就是诱发故障的原因,电缆本体、连接点等未达到规范的指标标准,安装到电网系统内,有缺陷的高压电力电缆,就会第一时间表现出故障问题;(2)调试方面的故障原因,高压电力电缆安装后,通过调试的手段,促使电缆进入到正常的运行状态,实际在调试时,缺乏规范标准,或者未经过调试就投入运行,都会对高压电缆电缆造成故障影响;(3)外力破坏,鸟类迁徙、建筑改造以及人为破坏,都属于外力破坏的范围,在高压电力电缆体系中,引发故障缺陷,在短时间内就会造成断电、短路的问题。
二、高压电力电缆故障表现
高压电力电缆故障,表现为绝缘故障、附件故障两个部分,结合高压电力电缆的运行,分析故障的具体表现,如下:
1.绝缘故障
高压电力电缆的绝缘故障,在电缆运行一段时间后,经常出现,运行时间越久,故障率的发生率越高。绝缘材料在高压电力电缆中起到保护、防触电的作用,绝缘材料受到环境条件的干扰,出现老化、破裂的情况,加速丧失绝缘性能,引起了物理变化,损坏了高压电力电缆的绝缘设备和材料。绝缘故障中,最为明显的是老化问题,高压电力电缆的绝缘老化,降低了绝缘材料的保护性能,无法保障绝缘材料的安全性。
2.附件故障
高压电力电缆的附件故障,是指在附件方面,引起放电、击穿的故障问题。附件故障的表现有:(1)附件结构,在剥离半导体的操作中,破坏到了电缆的附件,在附件表面,附着了大量的灰尘、杂质,导致附件投入使用之后,产生了强大的电场,电场作用下灰尘、杂质处于游离的状态,加快了附件故障的发生速度;(2)附件制作时,连接位置有质量缺陷,待附件工作中,缺乏有效的连接控制,接头的位置,电阻数值过大,有明显的发热情况,严重时会诱发附件火灾;(3)附件安装工艺不规范,如接头、密封不规范,导致附件工作后,面临着潮气的干扰,降低了附件的工作能力。
三、高压电力电缆故障监测
1.在线监测
在线监测的应用,在高压电力电缆故障监测方面,起到监督、控制的作用,主要是监测局部放电故障。在线监测时,从高压电力电缆结构内,选择安装电流传感器的位置,如:交叉互联箱、终端接地箱等,利用传感器耦合的方法,采集系统中的电流量,直接传输到在线监测中心,实时监督高压电力电缆的运行状态。在线监测中心根据传送的状态信息,评估电缆的运行状态。
2.故障测距
高压电力电缆故障监测中的测距,属于故障定位的关键指标,测距期间,严格规划出故障的位置,快速、直接地找到故障点的位置。测距在故障监测中,属于重要的部分,辅助高压电力电缆故障的定位水平,提高故障检测及维护的工作效率。
3.监测技术
高压电力电缆有故障时,线路中的参数,有着明显的变化,采用监测技术,获取参数的实际变化量,在此基础上,推算出高压电力电缆的故障,同时有效判断故障的发生位置。列举高压电力电缆中,比较常用的监测技术,如下:电桥法。高压电力电缆故障监测时的电桥法,具有简单、方便的特征,其应用非常广泛,其只能判断故障,无法准确地判断故障类别。电桥法中的电流稍小,采用的仪表仪器,要具有较高的灵敏性,降低故障监测时的误差。电桥法使用时,应该测量非故障电缆相电阻,同时测量电桥法接入电缆相故障点前后的电阻值,比较后,找出高压电力电缆故障的发生点。万用表法。在高压电力电缆的故障监测过程中,万用表法短接了电缆内的金属屏蔽层以及电缆芯,也就是高压电力电缆的终端,而始端测量短接的电阻值,电阻值读数是无穷大时,说明高压电力电缆系统中,有开路的故障,电阻值的读数,高于两倍线芯的电阻,表示系统内出现了似断非断的故障情况。高压电力电缆的三芯电缆结构,如果接入了金属屏蔽层,就要考虑在终端位置,短接屏蔽层,采用万用表,接入开始位置,直接测量三相间的实际电阻值,掌握绝缘层的电阻值。高压电力电缆也存在着一些系统,没有金属屏蔽层,检测相间电阻即可,判断高压电力电缆的性能和质量。低压脉冲法。高压电力电缆中的低压脉冲法,需要在故障电缆结构中,增加低压脉冲信号,待脉冲到达故障点、接头以及终端位置后,就会受到电气参数突变的干扰,促使脉冲信号发生反射、折射的情况,此时运用仪器,记录好低压脉冲从发射一直到接收过程的时间差,计算出高压电力电缆的故障区域。低压脉冲法在高压电力电缆的故障诊断方面,常见于低阻故障、开路故障,有一定的局限性,低压脉冲的仪器,以矩形脉冲为主,考虑到脉冲宽度、发射脉冲和反射脉冲的重叠问题,合理选择低压脉冲法的仪器。二次脉冲法。此类方法比较适用于高压电力电缆的闪络故障,配合高压发生器冲击闪络的技术,促使二次脉冲,在电缆的故障点,表现出起弧灭弧的瞬间变化,进而出发低压脉冲信号,经过二次脉冲操作后,比较低压脉冲的波形,规划出高压电力电缆的故障点。冲击闪络法。高压电力电缆的故障点位置,受到冲击闪络法的影响,形成了高压脉冲信号,出现了击穿放电的问题,也就是常见的闪络现场。冲击闪络法在高压电力电缆故障中,应用最为广泛,其可灵敏的检测到电缆中的闪络故障、高阻故障,通过放电的现象,评估高压电力电缆的运行状态。
四、结语
高压电力电缆故障监测措施中,要明确故障的发生原因和具体表现,由此才能提高故障监测的水平,全面保护高压电力电缆的安全运行。高压电力电缆在电网的发展过程中,具有较大的潜力,必须要落实电缆故障监测,优化高压电力电缆的运行环境,保障电网的安全性及可靠性,避免高压电力电缆结构中发生故障问题,提升电网运行的水平。
参考文献
[1]蔡楚宝,周长城.高压电力电缆故障监测技术的研究[J].中国科技投资,2013(26):90.
[2]袁鸿鹏.一起高压电力电缆故障原因分析及防范措施[J].科技信息,2013(35):240-241.
[3]屈光宇,沈菲,陈彤妍.高压电缆故障分析及检测方法研究[J].能源与节能,2017(2):50-52.
【关键词】高压 电力电缆;故障;应用情况
引言:电缆供电的传输性能在城乡内比架空线既稳定,可靠性高,且占地小,不会造成对市容的影响,也不受自然环境的制约,从而提高了供电的安全性。但是由于受制造上工艺的影响且经过一段时间的使用,会出现电缆绝缘水平下降的情况,易引起超高压电缆发生接地故障。
1、电力电缆故障的测寻方法
应首先明确电缆的类型、电压等级和规格参数等。充分了解电缆信息,才有助于确保电力电缆检测的有效性和高效性。
1.1电力电缆线路故障基本上可以分为三大类:
(1)接地故障DD电缆线芯单相接地故障或多相接地故障一般接地电阻在100KΩ以下为低阻接地故障,100Ω以上为高阻接地故;
(2)短路故障DD电缆线芯两相短路故障或三相短路故障 一般电阻在100KΩ以下为低阻短路故障,100千伏以上为高阻短路故障;
(3)断线故障DD电缆线芯一相断开或多相断开。
1.2按故障点电缆绝缘损坏的程度对电缆故障进行分析
(1)低阻故障:当故障点绝缘阻值下降至该电缆的特性阻抗,或者遇到支路电阻值等于零的情况下,就会出现电缆呈低阻故障;
(2)开路故障:电缆的绝缘电阻值无受限制范围或其电阻值与正常电缆的绝缘电阻值相同,但电压却不能正常运行,影响到用电设备工作的,电缆就呈现开路故障;
(3)高阻故障:电力电缆的正常运行受到限制,故障点的直流电阻等于该断路的特征阻抗,电缆就会呈现高阻故障;
(4)高阻泄漏:进行断路(开路)高压试验时,试验电压的增高会影响泄露电流也随之而增大,当试验电压达到额定值时,泄漏电流电压会超过其规定值的允许范围,出现高阻泄漏;
(5)闪络性故障:在进行断路(开路)试验时,当出现试验电压升到某一数值,泄漏电流的测试仪表指示突然升高,表针呈闪络性摆动;而电压指示仪表指示值稍呈下降时,此现象消失,但电缆绝缘仍有极高的阻值。这种异常现象,表明电缆存在故障,电缆的绝缘某点有问题,而故障点没有造成电阻通路,只有放电间隙或闪络表面的故障。
1.3故障电缆路径的确定方法
用信号发生器连接被测电缆,利用磁性天线接受地面上的磁性信号,在线圈中产生感应电动势。然后通过专业工具进行监测,来完成检测工作。根据检测时音响曲线的变化,可以判断出电缆路径。
1.4测量电缆故障点的距离
电缆故障性质确定后,根据不同的故障,选择适当的方法测定从电缆一端到故障点的距离,这就是故障测距。又称为“粗测”。为了找到确切的故障点,往往还要配合其它手段进行“细测”,即定点。常用的两种测距方法:
(1)直流电桥法
直流电桥法是试验班查找电缆故障的常用方法,它是根据电缆沿线均匀,电缆长度与缆芯电阻成正比的特点,并根据惠斯登电桥原理,可将电缆短路接地,故障点两侧的环线电阻引入直流电桥,测量其比值,由测得的比值和电缆全长,可算出测量端到故障点的距离。工作原理:被测电缆末端无故障相与故障相短接,电桥两输出臂无故障相与故障相短接。
(2)脉冲法
脉冲法能够较好的解决高阻和闪络性故障的探测,而且不必过多的依赖电缆长度的准确性,截面一致等原始资料,是目前电缆故障测寻的发展方向。电缆故障闪测仪的基本探测原理是将电缆认为均匀长线,应用波理论进行分析研究,并通过观测脉冲在电缆中往返所需的时间来计算故障点距离。测试时,在故障相上注入低压发送脉冲,该脉冲沿电缆传播直到阻抗配的地方,如象中间接头、T型接头、短路点、断路点和终端头等,在这些点上都会引起波的反射,反射脉冲回到电缆测试端时被试验设备接收。故障点将以回波的形式出现在扫瞄基线上。故障点回波与发送的测量脉冲之间的时间间隔与故障点在实际电缆上距测试端的距离成正比。
2、如何面对情况复杂的电缆故障
2005年,某地曾发生一起10kV电缆故障,带负载运行的交联电缆YJV22-3×150,是采用埋地穿管的敷设方式。故障发生时,支线开关跳闸,使该地段数百用户停电。检修人员到达现场,观察发现沿线路方向几十米处地面有下陷现象,周围留有打桩机辗压的痕迹,但当时不能准确判断电缆的故障位置,在做好停电的手续、验电接地、挂警示牌后,马上将电缆拆下,选用2500伏兆欧表对电缆进行绝缘摇测,发现电缆的绝缘电阻低于100千欧,且导体连续性良好,这就判断电缆是属于接地故障。为了尽快查找到故障点,我们选用了测寻方法中的声测法。
声测法即声测定点试验法,它是利用电容充电后经过球间隙向故障线芯放电,并在故障地点附近用压电晶体拾音器确定故障准确位置的方法。选用升压变压器T,其电压值范围为200V~220V/30000V~35000V,额定容量1kVA,高压硅堆D,球间隙G选用一对小铜球,直径为10mm~20mm,球隙放电的间隙时间一般取2~3秒一次,电容器C取值为2~9μF,将电缆通电升压,用压电晶体拾音器沿着线路的方向移动,最后通过拾音器的声响,发现了故障点的准确位置,立刻开挖该处,发现电缆的外护套、铠装层、铜屏蔽层、线芯都有压伤现象。我们只用了半小时就寻出了故障点,在进行一个多小时的抢修后,再对电缆进行绝缘摇测,符合安全标准,正常恢复供电,投入运行。实践表明,测寻电缆故障采用声测法,具有科学性、实用性和简易性。电缆线路的检修工作是电缆安全运行管理工作的重要环节,当电缆发生故障时,只有通过有计划、有步骤、利用最实效的简易方法测寻,将电缆故障定位及快速抢修,才能确保用户的用电及线路的正常安全运行。
3、对于电力电缆安全运行及时排除电力电缆故障的几点建议
通过电缆多年运行, 预防性试验及电缆故障的测寻实践中, 提出以下几方面建议:
(1)应特别注意加强对电缆运行基础资料的管理, 特别是直埋电缆的走向, 类别规格, 尺度等原始数据, 桥架电缆也是如此。
(2)加强相关工作人员专业技术培训, 提高技术工人素质,加强工作技能,特别是电缆材质制作的技术水平,最大限度的减少高压电缆发生故障的概率。
(3)加强电缆施工技术管理, 施工技术的好坏直接决定着工程质量。桥架上电缆一定拴好标识牌, 施工操作要按电缆施工技术规范执行,并采取相关措施。
(4)加强对施工地区环境的管理, 根据电缆原始资料对动土段加强监视, 尽量减少、预防外力破坏, 电缆保护。
(5)不断深化改革,进一步加强对相关电气工作人员的职业技能技术培训, 提高工作水平, 引进先进技术积极学习有关试验方面的高科技知识, 来适应当今世界的高科技的发展。
4、总结
维护电缆的安全运行,是一项至关重要的工作。当地下电缆发生故障时,可以使用简易的测寻方法来寻找电缆故障点,缩短修复时间。在以后的工作实践中,我们需要不断提高技术能力,更加熟练地运用这种方法,不断提高高压电力电缆系统运行的稳定性。
参考文献:
【关键词】:高压电缆头故障原因检测方法防治措施
一、高压电缆及附件的基本知识
1、高压电缆的电场分布原理
高压电缆每一相线芯外均有一接地的(铜)屏蔽层,导电线芯与屏蔽层之间形成径向分布的电场,即正常电缆的电场只有从(铜)导线沿半径向(铜)屏蔽层的电力线,没有芯线轴向的电场(电力线),电场分布是均匀的。
图 图中紫色箭头表示电场的电力线
2、高压电缆头的性能要求
电缆终端头是将电缆与其他电气设备连接的部件;电缆中间头是将两根电缆连接起来的部件;电缆终端头与中间头统称为电缆附件。电缆附件应与电缆一样能长期安全运行,并具有与电缆相同的使用寿命。
2.1线芯联接好
主要是联接电阻小、联接稳定,能经受起故障电流的冲击;长期运行后其接触电阻应不大于电缆线芯本体同长度电阻的1.2倍;具有一定的机械强度、耐振动、耐腐蚀性能;此外还应体积小、成本低、便于现场安装。
2.2绝缘性能好
电缆附件的绝缘性能应不低于电缆本体,所用绝缘材料的介质损耗要低,在结构上应对电缆附件中电场的突变能完善处理,有改变电场分布的措施。
2.3电缆附件的重要部件
电缆附件中最重要的部件是应力管和应力疏散胶,主要用于缓和分散电应力的作用,应力管和应力疏散胶的材质构成都是由多种高分子材料共混或共聚而成,一般基材是极性高分子,再加入高介电常数的填料等等。应力管和应力疏散胶中是否含有半导体成分要看生产厂家的材料配方,有可能有,也可能没有。
3、高压电缆头的分类及特点
3.1热收缩电缆头
所用材料一般以聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯(EVA)及乙丙橡胶等多种材料组成的共混物。
采用应力管处理电应力集中问题,即采用参数控制法缓解电场应力集中。主要优点是轻便、安装容易、性能尚好、价格便宜。
3.2预制式电缆头
所用材料一般为硅橡胶或乙丙橡胶。
主要采用几何结构法即应力锥来处理应力集中问题,缓解电场集中分布的方式要优于参数控制法的产品。主要优点是材料性能优良,安装 简便快捷,无需加热即可安装,弹性好,使界面性能得到较大改善,是近年来中低压以及高压电缆采用的主要形式。
不足之处在于对电缆的绝缘层外径尺寸要求高,通常的过盈量在2-5mm(即电缆绝缘外径要大于电缆附件的内孔直径2-5mm),过盈量过小,电缆附件将出现故障;过盈量过大,电缆附件安装非常困难(工艺要求高)。特别在中间接头上问题突出,安装既不方便,又常常成为故障点。此外价格较贵。
3.3冷缩式电缆头
所用材料一般为硅橡胶或乙丙橡胶。
冷缩式附件一般采用几何结构法与参数控制法来处理电应力集中问题。
最大特点是安装工艺更方便快捷,只需在正确位置上抽出电缆附件内衬芯管即可安装。所使用的材料从机械强度上说比预制式附件更好,对电缆的绝缘层外径尺寸要求不高,只要电缆附件的内径小于电缆绝缘外径2mm就完全能够满足要求。价格与预制式附件相当,比热收缩附件略高,是性价比最合理的产品。
不足之处是35kV及以下电压等级的冷缩式附件一般多采用工厂扩张式,有效安装期在6个月内,最长安装期限不得超过两年,否则电缆附件的使用寿命将受到影响。66kV及以上电压等级的冷缩式附件则多为现场扩张式,安装期限不受限制,但需采用专用工具进行安装,专用工具一般附件制造厂均能提供。
二、高压电缆头故障产生的原因
1、厂家制造原因
高压电缆头以前用绕包型、模铸型、模塑型等类型,需要现场制作的工作量大,由于现场条件的限制和制作工艺原因,绝缘带层间不可避免地会有气隙和杂质,容易发生问题。现在国内普遍采用组装型和预制型电缆头。
电缆头故障一般都出现在电缆电应力集中的绝缘屏蔽断口处,应力锥本体制造缺陷、绝缘填充剂问题、密封圈漏油、密封不好进水等原因会导致电缆头故障。
2、施工质量原因
施工质量导致高压电缆头故障的事例很多,主要原因有五个方面:一是没有严格按照生产厂家的工艺规定制作电缆头。二是电缆头制作工艺控制差,在绝缘表面难免会留下细小的滑痕,半导电颗粒和砂布上的沙粒有可能嵌入绝缘中;绝缘暴露在空气中的时间过长,绝缘材料受潮严重。三是电缆头未及时妥善固定,电缆头受到机械应力走样变形。四施工现场温度、湿度、灰尘等环境条件比较差,电缆头清洁度达不到要求。五是竣工验收采用直流耐压试验造成接头内形成反电场导致绝缘破坏。
3、设计原因
电缆通道设计太狭窄,电缆弯曲半径达不到规范要求,施工中电缆头受机械应力过大,导致电缆头绝缘套破损、脱胶;电缆规格设计不满足实际负荷要求,电缆长期过负荷运行,热膨胀导致电缆头在固定支架立面上挤伤导致击穿。
三、高压电缆头故障检测
1、测量绝缘电阻
电缆敷设前后,一定要测量电缆的绝缘电阻,以排除电缆本身的质量问题。一般采用5000V兆欧表测量电缆每一相导体对地或对金属屏蔽层间和各导体间的绝缘电阻,非测量相的导体、金属屏蔽或金属套和铠装层一起接地。
电缆头制作后测量电缆每一相导体对地和各导体间的绝缘电阻应无明显变化。
2、直流耐压试验
直流耐压试验的目的在于检验电缆的耐压强度,对发现绝缘介质中的气泡、机械损伤等局部缺陷比较有利。因为在直流电压下,绝缘介质中的电位将按电阻分布,所以当介质有缺陷时,电压主要被与缺陷部分串联的未损坏介质的电阻承受,较有利于发现介质缺陷。
对纸绝缘电缆和交流耐压试验条件不具备的情况下,允许对Uo≤18kV的橡塑电缆采用直流耐压试验。纸绝缘电缆是指粘性油浸纸绝缘电缆和不滴流油浸纸绝缘电缆。
纸绝缘电缆直流耐压试验电压Ut 可采用下式计算:
对于统包绝缘(带绝缘):
对于分相屏蔽绝缘:
试验电压见下表 B-1
3、交流耐压试验
直流耐压试验不能有效发现交联聚乙烯绝缘中的水树枝等绝缘缺陷,电缆头存在某些缺陷在直流耐压试验时不会击穿,为电缆运行留下隐患;由于空间电荷累积效应,加速了绝缘老化,缩短电缆使用寿命,高压电缆直流耐压试验合格、投运不久就发生击穿的情况时常发生;现场进行直流耐压试验时发生闪络或击穿,可能会对正常的电缆和接头的绝缘造成危害。
因此要求采用交流耐压试验检查橡塑绝缘电力电缆的质量情况。橡塑绝缘电力电缆是指聚氯乙烯绝缘、交联聚乙烯绝缘和乙丙橡皮绝缘电力电缆。
作交流耐压试验时,电缆两端的金属屏蔽或金属套应同时接地。单芯电缆的金属屏蔽或金属套一端接地、另一端装有护层过电压保护器时,须将护层过电压保护器短接,电缆金属屏蔽或金属套临时接地。
橡塑电缆20Hz~300Hz交流耐压试验电压和时间见下表B-2
四、高压电缆头故障的防治对策
1、电缆附件选择
选择适合现场条件的电缆头型式,开阔场地选用冷缩电缆头,场地狭窄选用热缩电缆头,室内潮湿场所也可以选择户外电缆头。
重要部位选择进口的如美国3M公司、德国PFISTERE公司产品,国产的如江苏安靠、沈阳国联、湖南长沙电缆附件厂等知名品牌。
2、保证安装质量
2.1关键工艺控制
生产厂家、电压等级不同,电缆头的制作工艺要求不尽相同,有的区别还很大,因此施工前必须认真熟悉电缆附件生产厂家提供的文字、声像资料,严格按照生产厂家的工艺规定制作电缆头,严禁凭借经验操作。
2.1.2电应力控制
电应力控制是高压电缆附件设计极为重要的部分。电应力控制就是采取适当的措施对电缆附件内部的电场分布和电场强度实行控制,使得电场分布和电场强度处于最佳状态,从而提高电缆附件运行的可靠性和使用寿命。
在做电缆头时,剥去了屏蔽层,改变了电缆原有的电场分布,将产生对绝缘极为不利的切向电场(沿导线轴向的电力线)。在剥去屏蔽层芯线的电力线向屏蔽层断口处集中。那么在屏蔽层断口处就是电缆最容易击穿的部位。电缆最容易击穿的屏蔽层断口处,我们采取分散这集中的电力线(电应力),用介电常数为20~30,体积电阻率为108~1012Ω•cm材料制作的电应力控制管(简称应力管),套在屏蔽层断口处,以分散断口处的电场应力(电力线),保证电缆能可靠运行。
而应力管是在不破坏主绝缘层的基础上,才能达到分散电应力的效果。在电缆本体中,芯线外表面不可能是标准圆,芯线对屏蔽层的距离会不相等,根据电场原理,沿电缆径向分布的电场强度不均匀,对电缆绝缘有害。在芯线外包裹一层半导体层,使得主绝缘层的厚度基本相等,达到电场均匀分布的目的。在主绝缘层外、铜屏蔽层内设置的外半导体层,同样也是消除铜屏蔽层不平引起的电场不均匀。
为尽量使电缆在屏蔽层断口处电场应力分散,应力管与铜屏蔽层的接触长度要求不小于20mm,一般在20~25mm左右。短了会使应力管的接触面不足,应力管上的电力线会传导不足(因为应力管长度是一定的),长了会使电场分散区(段)减小,电场分散不足。
2.1.2电缆头接地
在制作电缆头时,将钢铠和铜屏蔽层可靠接地。钢铠和铜屏蔽层分开接地是为了便于检测电缆内护层的好坏,在检测电缆护层时,钢铠与铜屏蔽间通上电压,如果能承受一定的电压就证明内护层是完好无损。如果没有这方面的要求,也可以将钢铠与铜屏蔽层连在一起接地(提倡分开引出后接地)。
电力安全规程规定:35kV及以下电压等级的电缆都采用两端接地方式,这是因为这些电缆大多数是三芯电缆,在正常运行中,流过三个线芯的电流总和为零,在铝包或金属屏蔽层外基本上没有磁链,这样,在铝包或金属屏蔽层两端就基本上没有感应电压,所以两端接地后不会有感应电流流过铝包或金属屏蔽层。
感应电压的大小与电缆线路的长度和流过导体的电流成正比,电缆很长时,护套上的感应电压叠加起来可达到危及人身安全的程度,在线路发生短路故障、遭受操作过电压或雷电冲击时,屏蔽上会形成很高的感应电压,甚至可能击穿护套绝缘。
2.2、注意细节处理
操作电缆剥刀应调整刀口露出长度不超过加工材料的厚度,避免剥除电缆结构材料的上层时损伤到下层。
绝缘屏蔽末端处理平整光滑。电缆附件厂家一般采取涂刷半导电漆(美国ELASTIMOLD、瑞士C.C等)、模塑半导电层(日本厂家)、套半导电管(美国G&W),以及将半导电屏蔽末端刮齐并形成一光滑过度的斜坡等方法(瑞士BRUGG、德国K.P公司),消除绝缘屏蔽凹坑、台阶或半导电尖端等缺陷。
打磨主绝缘应采用电缆头厂家提供的绝缘砂皮或自购#120以上细砂纸,打磨完成后用不掉毛的清洁纸进行清洗,并用电吹风进行风干,也有些厂家用高热电吹风对绝缘表面进行短时间加热以保证表面光滑。
清洗主绝缘应使用厂家提供的专用拭纸、拭液,拭纸不能擦拭半导体层,拭纸一次性使用,不能在主绝缘上来回反复。
合理安排电缆头施工,电缆开剥一端、做一个电缆头,当天开剥的电缆必须完成做头,不允许批量开剥,避免电缆绝缘长时间暴露在空气中受潮。
2.3及时固定电缆头
为防止电缆自身重量、弯曲产生的应力损伤电缆头,必须在电缆头三指套后部适当的位置(约200mm处)进行可靠固定电缆。一般应在做电缆头前固定电缆,电缆头施工空间条件受限制时,如紧凑布置的GIS开关柜下方,可在电缆头制作连接后及时固定。
2.4作业环境控制
水分和小杂质对电缆头非常有害的,容易引起水树和局放的发生,在接头施工中一定要注意环境湿度及粉尘情况。选择无风雨雾雪、无扬尘潮气的时机制作电缆头;工作场所事先打扫干净、照明充足;平均气温低于0℃时,电缆应预先加热;施工中随时保证手和工具、材料的清洁;操作时严肃认真,不闲谈、抽烟;电缆敷设、试验前后必须对电缆头做好密封、防止受潮。
2.5耐压试验
耐压试验是为了检验电缆内在质量,但也是破坏性试验,为避免试验对电缆造成伤害,必须严格按最新的交接试验标准(GB50150-2006)进行电缆耐压试验,对橡塑绝缘电力电缆进行交流耐压试验,对纸绝缘电缆和交流耐压试验条件不具备时对Uo≤18kV的橡塑电缆进行直流耐压试验。
3、优化设计
准确掌握高压电缆的基本参数,设计的电缆通道走向合理、尺寸满足电缆弯曲半径;
同时结合现场实际,特别是引入设备处的技术处理,应充分考虑施工的可操作性,并减小电缆头对设备产生的机械应力。几点建议:出线较多的高压配电室下方设计电缆夹层;与变压器连接采用共箱电缆或共箱母线;采用插拔式电缆头连接的GIS开关柜下方取消柜间的混泥土隔断;多根电缆排列方向与设备接线端子或母线的排列方向应垂直。
参考文献:
1.现行国家标准《电力工程电缆设计规范GB 50217―1994》。
2.现行国家标准《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范(GBJ50168-92)》。
3.现行国家标准《电气装置安装工程电气设备交接试验标准(GB50150-2006)》。
《额定电压26/35kV及以下电力电缆附件基本技术要求JB/T8144》
5.美国3 M公司、德国PFISTERE公司提供的35kV电缆头制作技术说明书。
中图分类号:TM247文献标识码:A 文章编号:41-1413(2012)01-0000-01
摘要:高压电缆冷缩中间头制作的工艺原理是利用冷缩管的收缩性,使冷缩管与电缆完全紧贴,同时用半导体自粘带密封端口,使其具有良好的绝缘和防水防潮效果。冷缩电缆中间头制作方便,同时又具有良好的防水防潮性能,为电缆的长期运行提供了有力的保证。
关键词:冷缩;中间头;制作;工艺;试验
1、项目背景
在大多数变、配电过程中,电缆以其施工维护方便、供电可靠性能特点得以广泛应用,高压电缆冷缩中间头的使用具有很大的优点。
在平煤五矿三水平新副井井筒动力电缆敷设工程中,井筒深度866m,电缆型号为(MYJV42 6KV 3*120),电缆重量(10.2kg/m)。下井口距离泵房和变电所约400m,整根电缆的长度大于1200m。由于电缆太长、重量大,而该矿井井底又无任何牵引、提升设备,若整根电缆整体进行敷对工程的施工将造成了很大的难度,经过与甲方协商,共同对施工工艺进行优化,决定将电缆分为910m和350m两段,在井底巷道西侧约50m的位置制作8个动力电缆的冷缩中间头,使用该施工技术圆满的完成了8趟动力的电缆的敷设,取得了一定的经济效益。
2、工艺原理及技术特点
高压电缆冷缩中间头的工艺原理是利用冷缩管的收缩性,使冷缩管与电缆完全紧贴,同时用半导体自粘带密封端口,使其具有良好的绝缘和防水防潮效果。高压冷缩中间头安装简便快捷,不用动火,安全可靠,对电缆本体有持久的径向压力,与电缆同“呼吸”,密封防水性能好,保证长期可靠运行;密封性好,采用特制的专用密封胶黏接各连接部位,实现整体密封,杜绝病避免因天气环境造成的运行事故;安装简便,应力锥安装尺寸加长,允许更大安装尺寸偏差,减少安装失误;抗秽、耐老化、弹性好,具有优势的耐寒性能,特别使用股高海拔地区、寒冷地区、潮湿地区、烟雾地区及重污染地区。安装时不用明火,特别适用于矿山、石油、化工场所。
3、制作步骤
3.1 热处理
3.1.1 将电缆校正摆直位置,按不同使用要求确定将电缆开剥尺寸,开剥电缆外护套,长端剥去800mm,短端剥去600mm。
3.1.2 分别擦洗两端不少于50mm的电缆护套,把灰尘、油污及其他污垢拭去。
3.1.3 从外护套端口往外留取30mm的钢铠,用铜丝捆绑固定,其余剥除。
3.1.4 从钢铠断口往外,留取100mm内护套,剥除其余内护套。切掉填充物,分开芯线。
3.1.5 从芯线顶端向下两区铜屏蔽层,25mm2―50mm2电缆量取205mm;70mm2―120mm2电缆量取215mm;150mm2―240mm2电缆量取225mm;300mm2―400mm2电缆量取235mm,用PVC胶带标记,剥除量取的铜屏蔽。
3.1.6 从铜屏蔽层上端留取50mm外半导层,用PVC缠绕标记,其余剥除。在外半导层端口处,用刀剥出450坡口,紧挨端口子绝缘层缠绕3层PVC胶带,保护绝缘层。用砂纸把坡口打磨光滑,然后解掉PVC胶带。
3.1.7从各相芯线端下取中间连接线管的一半长度,去掉绝缘层,露导线,在绝缘层断口处,用刀分别切出450坡口。用砂纸把坡口打磨光滑。用电缆清洁纸擦净各相绝缘层和铜导线,两端电缆按相同尺寸相同方式同时开剥完成。
3.2 套入冷缩接头主体
从开剥长度较长的一端电缆各相分别套入冷缩接头主体,较短的一端各相分别套入铜屏蔽套网。
3.3 压接中间连接管,收缩冷缩接头主体
用压接管钳要求分别接各相中间连接管。从一端外半导层向内取15mm,用PVC胶带缠绕标记,作为一端收缩定位点。从标记起,25mm2―50mm2电缆量取340mm;70mm2―120mm2电缆量取360mm;150mm2―240mm2电缆量取380mm;300mm2―400mm2电缆量取400mm,用PVC胶带标记,为另一端收缩定位点。
3.4 安装铜屏蔽网套及内地线
拉开屏蔽套网,套在各相接头主体外。用砂纸打磨铜屏蔽层,在长端将地线末端插入三芯电缆分叉处,降低线绕包三相铜屏蔽层一周后引出,用恒力弹簧将地线和铜屏蔽网套一起与三芯电缆铜屏蔽扎紧,把地线另一端拉到短端,以同样方法用恒力弹簧扎紧,在恒力弹簧上缠绕两层PVC胶带,保证弹簧不会松脱。
3.5 内部整形
回填填充物,将凹陷处填平,使整个接头先呈现一个整齐的外形,用PVC胶带缠绕扎紧。在两个钢铠装端口之间半重叠绕包防水胶带。
3.6 连接外地线
用锯条及砂纸打磨钢铠,去掉防锈漆,恒力弹簧把另一根地线固定在钢凯的一端,并绕在防水带上面至另一端钢铠,并用恒力弹簧固定。在恒力弹簧上缠绕两层PVC胶带,用透明PVC胶带半搭接缠绕一周,末端打结固定。然后搭接约80mm外护套半重叠缠绕第二层防水胶带至另一端外护套同样位置。
3.7 安装铠装带,恢复外护套
带好乳胶手套,打开装甲带外包装口。包装打开后的装甲带必须在15秒内开始使用,否则将迅速硬化。从另一端搭接外护套100mm半重叠绕包装带至另一端搭接护外套100mm,然后回缠,直至将配套的装甲带全部用完。完成后必须静置30分钟以上方能移动电缆。
3.8 试验
电缆头应进行的实验项目有绝缘测试和直流耐压试验。电缆的绝缘电阻值一半不作具体规定,判断电缆绝缘情况应与原始记录进行比较,一般三相不平衡系数不应大于2.5。
3.9 施工中的注意事项
3.9.1 交联聚乙烯电缆绝缘层强度较大,剥切困难,剥切时要小心谨慎,特别是在剥切半导层时,避免伤到线芯绝缘。
3.9.2 冷缩三芯交联电力电缆中间头制作前必须对电缆作耐压试验,并做好记录,合格后方可进行中间头制作。
3.9.3 冬季施工,由于外界气候恶劣,为确保电缆头制作质量。制作前要搭设帐篷,确保施工质量。
3.9.4 电缆头从开剥到制作必须连续一次性完成,防止受潮。
3.9.5 电力电缆容性很大,特别是长电缆在制作前要注意高压试验后的电缆放电,以免伤人。
4、质量控制及优点
在制作电缆中间头时,应注意保持电缆的清洁,同时应尽量缩短制作时间。冷缩头采用整体预制式紧凑设计,接头主体由柔软的液体硅橡胶材料制成,在使用中不会由于电缆的弯曲而形成绝缘死角。
5、效益分析
冷缩电缆中间头在施工上简便易行,无需加热工具,可以节约劳动时间和劳动工具的投入;同时冷缩电缆中间头具有良好的防水防潮性能,为电缆的长期运行提供了有力的保证。虽然电缆冷缩中间头价钱较高,但在矿井中使用中间头,大大减少了敷设整根电缆需要使用的临时设施,又大大减少了劳动力,也减少了敷设整根电缆所带来的潜在风险。使用冷缩中间头,具有良好的推广意义。
参考文献:
[1]于景丰.电力电缆实用技术[M].北京:中国水利水电出版社,2006
关键词:电力电缆;故障原因;技术分析
1引言
随着人民生活水平的提高,高压电力电缆已经广泛应用于各个领域。供电正常已经发展为企业运行和人们正常生活的重要条件,高压电力电缆一旦出现故障,将直接导致整个电力系统的故障,影响企业的正常运转和人们的正常生活。因此了解电缆的故障原因、快速寻找电缆故障源并解决电缆故障问题显得尤其重要。
2高压电力电缆产生故障原因
2.1电力电缆自身的问题
材料本身具有缺陷会严重影响电缆的质量,造成高压下电缆出现故障。一般情况下,材料的缺陷主要分为包铅或包铝产生的缺陷、电缆附件制造上的缺陷、绝缘材料管理维护不善造成的缺陷三个方面。包铅或包铝产生的缺陷主要表现为纸绝缘上的裂纹、损坏、破口以及重叠间隙等。铸铁件制造不完美,造成砂眼、电缆的各个组件质量不合格或不按规定组装等都属于电缆附件制造上的缺陷。绝缘材料管理维护不善往往会造成材料受潮和老化,从而影响电缆的中间头和终端头质量。
2.2电力电缆过热
造成电缆过热的原因有很多种,既有内在原因又有外在原因。高压电力电缆的特点是会长时间运行,高压电力电缆在上时间负载情况下回造成过热,从而出现故障。在日常生活中,如果电压不稳定,有高压突然窜入或电压选择不合理都容易造成电缆局部过热,使绝缘碳化而故障。若电缆安装于密集区域、隧道等通风不良处,都会导致电缆过热而加速绝缘损坏,尤其是高温天气时,电缆热量不能及时散失,增加了高压电力电缆的安全隐患。
2.3电力电缆的机械损伤
大部分电力电缆故障皆是因为机械损伤,有些轻微的机械损伤并不能立刻导致电力电缆故障,往往很长时间才反应出来,不易被人察觉是一个很大的安全隐患。常见的机械损伤有直接受外力作用造成的损伤、敷设过程造成的损伤、自然力造成的损伤以及安装过程造成的损伤四种。第一种损伤主要是指电缆直接遭受外力作用,如挖土、超重等造成的电缆误伤,运输过程中车辆振动造成包裹电缆的铅或铝裂损。第二种是指电缆承受不住过大的拉力和弯曲力,而使电缆保护层损坏。第三种是指电力电缆长时间铺设后在自身重力作用下产生的自然变形造成的损伤。第四种是指安装电缆的过程中对电缆施加的力过大而造成的损伤。
2.4电力电缆绝缘老化变质
电力电缆的寿命是有限的,因为在自然条件下电力电缆随使用时间的延长会逐渐老化,从而出现故障。造成电力电缆老化的原因有多种,一是在电场作用下逐渐老化,绝缘材料长期受电场影响,会使绝缘材料内部产生游离,从而减低绝缘材料的绝缘性。二是在晶化作用下逐渐老化,绝缘材料和保护层长期遭受外力和内应力会逐渐老化,表现为保护层龟裂受潮而降低电力电缆的绝缘性。三是在自然环境下受到腐蚀而老化,导致绝缘层开裂或穿孔。四是在水分和化学作用下老化,主要是因为绝缘介质在水的作用下发生电离,使绝缘性下降。
3高压电力电缆故障的测寻方法
寻找高压电力故障源的方法必须与故障性质相适应,不能盲目的选择测寻方法。在粗测前必须首先确定故障的性质和发生故障的原因,这样才能在最短的时间内找到故障源,同时不损坏检测设备,因为不当的测寻方法会损坏测试仪器。主要是确定故障电阻是高阻还是低阻;是否为短路断线,是单项还是多项等。
3.1测声法
测寻高压电力电缆故障源顾名思义,测声法是根据声音来寻找故障源的一种方法。故障时,电力电缆会发出不同的声音。测声法主要适用于因电缆的线芯发生闪络放电而出现的故障。使用测声法寻找故障源需要准备直流耐压的相关设施工具,因为测量过程中需要使高压电力电缆中的电容器的电压值达到要求,这些设备可以对电缆中运行的电容器充电,当电压值达到要求后,检测设备的放电间隙就会给故障位置的线路放电,进而对绝缘层放电,从而发出滋滋的声音。当电缆设置在平地上时可以直接用测声法寻找故障源,但当电缆敷设于地下的时候必须采取相应的措施保障工作人员的人身安全。
3.2电容电流法
测寻高压电力电缆故障源高压电力电缆在运行过程中,电容存在于线芯对地和相邻线芯之间,并均匀分布于电力电缆中,而且电容量随电缆长度的增大而增加,电容电流法可以根据以上规律准确的测出电力电缆的故障源。用该种方法寻找故障源需要准备一个交流毫安表、一个电压表和一台单项调节器。检测过程中需要测量电缆每一项的芯线电容电流值,通过计算故障线芯和运行正常线芯的电容电流值的比值即可大致判断故障源的位置。运用电容值得计算公式可以得到相应的结果,实际上电容电流的比值就是电缆线芯故障位置的电容量和正常芯线电容量的比值。
4高压电力电缆的故障的预防策略
高压电力电缆故障不仅影响人们正常的工作和生活,而且给人们带来了巨大的安全隐患。为了提高电缆运行的安全性和稳定性,同时保证人们的人生安全,需要故障诊断人员采取相应的预防措施预防电缆故障。在实际电力电缆管理工作中要加强电缆的日常维修,增加电缆安全检查次数,尤其是故障位置的电缆,记录并归档各项参数。同时加强公司各部门的工作交流,明确电缆的施工位置及注意事项,避免在施工中损坏电缆。结语高压电力电缆是电力系统的重要组成部分,一旦出现问题,会造成整个电力系统故障,影响正常的工作和生活。而且电缆在长时间使用下很容易发生故障,由于产生故障的原因有很多,寻找故障源有一定的难度。因此分析和研究高压电力电缆的故障原因和测寻方法对快速找出故障源,消除故障,提高电缆运行的安全性和可靠性有很重要的意义,
参考文献:
[1]袁燕岭.高压电力电缆护层电流在线监测及故障诊断技术[J].高电压技术,2015(4):11~12.
[2]何先华.高压电力电缆故障诊断技术[J].城市建设理论研究,2015(15).
[3]赵子江,刘晓.高压电力电缆的状态监测与故障诊断论述[J].工程技术,2016(1):22~23.