電力電纜故障可分為開路故障、低阻故障和高阻故障三種類型。
若電纜相間或相對地的絕緣電阻值達(dá)到所要求的規(guī)范值,但工作電壓不能傳輸?shù)浇K端,或雖然終端有電壓但負(fù)載能力較差,這類故障稱開路故障。若電纜相間或相對地的絕緣受損,其絕緣電阻減小到一定程度的故障稱為低阻故障。相對于低阻故障,若電纜相間或相對地的故障電阻較大,則稱為高阻故障,它包括泄漏性高阻故障和閃絡(luò)性高阻故障。泄漏性高阻故障是指隨試驗電壓的升高而泄漏電流逐漸增大,且大大超過規(guī)定的泄漏值的故障。閃絡(luò)性高阻故障是指絕緣電阻值很大,當(dāng)試驗電壓升高到一定值時,泄漏電流突然增大的故障。
在進行電纜故障探測時,先需要進行電纜故障性質(zhì)判斷,通常是將電纜脫離供電系統(tǒng),并按下列步驟測量:
1.用絕緣電阻測試儀測量每相對地絕緣電阻,如絕緣電阻指示為零,可用萬用表或回路電阻測試儀進行測量,以判斷是高阻還是低阻接地;
2.測量兩相之間的絕緣電阻,以判斷是否是相間故障;
3.將另一端三相短路,測量其線芯直流電阻,以判斷是否有開路故障。
一、電纜故障探測技術(shù)
采用的方法主要為低壓脈沖法和高壓閃絡(luò)法。
低壓脈沖法可測量電纜中出現(xiàn)的開路故障、相間或相對地低阻故障;
高壓閃絡(luò)法可用于探測高阻故障。
低壓脈沖法測量原理是依據(jù)均勻傳輸線中波傳輸與反射的原理。將被測電纜看作是一均勻傳輸線,它每一點的特性阻抗是相等的,當(dāng)從電纜一端發(fā)射一低壓脈沖波時,由于故障點的阻抗發(fā)生了變化,電磁波傳播到該點處就發(fā)生折、反射現(xiàn)象,反射電壓Ue與入射電壓Ui滿足關(guān)系式:
其中:Zc為電纜的特性阻抗,Z為電纜故障點的等效波阻抗。對于低電阻故障,若故障點對地電阻為R,則該點的等效波阻抗Z=R/Zc;對于開路故障,若故障電阻為R,則該點的等效阻抗Z=R+Zc。
當(dāng)-1<β<0時:說明低阻抗點存在反射波,且反射波與入射波反極性。R愈小,β愈大,Ue愈大;
當(dāng)R=0為短路故障時,β=-1,Ue=-Ui:電壓波在短路故障點產(chǎn)生全反射;
當(dāng)0<β<+1時:說明開路故障點也存在反射波,且反射波與入射波同極性。R愈大,β愈大,Ue愈大;
當(dāng)R=∞,即為斷線故障時,β=+1,Ue=-Ui:電壓波在斷線故障點產(chǎn)生開路全反射。
實際用儀器測量低阻、開路故障時,是由機內(nèi)產(chǎn)生一寬度為0.1~2µs、幅度大于120V的低壓脈沖,在t0時刻加到電纜故障相一端。此時脈沖以速度v向電纜故障點傳播,并經(jīng)過同樣的時間?t時間后到達(dá)故障點,并產(chǎn)生反射脈沖,反射脈沖波又以同樣的速度v向測量端傳播,并經(jīng)過同樣的時間?t于t1時刻到達(dá)測量端。若設(shè)故障點到測量端的距離為L