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类型电力电缆接地电流检测-.ppt

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  • 文档编号:10342627
  • 上传时间:2019-11-01
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    1、电力电缆接地电流检测,课程内容简介,任务一:电力电缆接地电流分析,电力电缆基本知识,一,二,电力电缆线路,电力电缆是指在电力系统的主干线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品。产品的技术性能主要是导体的导电能力(载流量),高电场下的电场均匀性和绝缘稳定可靠性,整体结构的热平衡性(散热能力要与运行中的发热量保持平衡),电动应力承受能力,以及电缆在安装、敷设、运行中机械力的承受能力。电力电缆线路作为一个完整的输配电线路,包括电缆本体、接头、终端,视情况不同还可能带有不同功能的配件,如护层保护器、交叉互联箱、温度警示装置等。有些电缆线路还包括相应的附属土建部分,如电缆沟、排管、竖井、隧道等。与架空线

    2、路相比,电力电缆线路进行输电和配电的主要优点是:不受大气环境(如雷电、雨雾、污秽物、风等)影响;不占地表面和空间;不影响城市景观美化;维护工作量小。电力电缆线路的缺点是:建设投资费用高;输送电流密度小;事故抢修时间长。,一、电力电缆基本知识,电力电缆绝缘分类,电缆按绝缘材料和结构的不同可分为油浸纸绝缘电缆、挤包绝缘电缆和压力绝缘电缆三大类。 (1)油浸纸绝缘电缆将绝缘纸带绕包在导电线芯上,经过真空干燥驱除绝缘纸中水分,再浸渍黏性矿物油填充纸带中气隙而形成油浸纸绝缘层,然后在绝缘层外挤包金属套,构成油浸纸绝缘电缆。油浸纸绝缘电缆使用广泛,但是因制造工艺复杂,目前已有被挤包绝缘电缆取代的趋势。(2

    3、)挤包绝缘电缆挤包绝缘电缆中使用的绝缘材料是电性能良好的有机高聚物。由于是将高聚物直接挤压在导电电芯上构成电缆绝缘,工艺相对简单,所以挤包绝缘电缆将逐步取代油浸纸绝缘电缆。按有机绝缘材料的不同,可将挤包绝缘电缆分成聚氯乙烯电缆,聚乙烯电缆,交联聚乙烯电缆和乙丙橡胶电缆等。(3)压力绝缘电缆在较高电压等级及特殊场合,有时候使用压力绝缘电缆。它们的结构特点是用带压力的油或者气填充或压缩油纸绝缘电缆中的气隙。按具体措施不同,压力绝缘电缆可分为充油电缆,充气电缆,钢管电缆和压气(SF6)绝缘电缆。,交联聚乙烯绝缘电力电缆,(1)电缆结构:交联聚乙烯绝缘单芯电缆一般包括导电线芯,内屏蔽层(包裹在导电线芯

    4、上),绝缘层,外屏蔽层(包裹在绝缘层上),金属套和外护层等组成部分,通常用于35kV以上电压等级。电缆的导电线芯是传导电流的通路,它必须具有很强的导电性以减少运行中电能在线路上的损耗,因此线芯需要采用高导电率的金属材料,常用的电力电缆线芯材料是铜和铝。护层的作用是保护电缆绝缘层,使其免受机械损伤和各种外界因素的影响,如水、日光、生物以及火灾等因素的破坏,保证电缆长期运行的电气稳定性,护层的优劣直接影响导电缆的使用寿命。,(2)交联方法:聚乙烯分子的交联可以使用物理方法或化学方法。物理交联是用高能粒子射线或电子束照射聚乙烯使其交联,多用于绝缘层较薄的电缆。化学交联是在聚乙烯材料中加入少量过氧化物

    5、在一定温度下进行交联,又分为湿法交联,干法交联和硅烷交联三种。1)湿法交联湿法交联用蒸汽作为加热和加压媒介。交联过程中,过氧化物分解产生气体,如甲烷、乙烷、水蒸气等,它们会在绝缘中形成直径约1um10um的微孔。交联后绝缘中含水量较高,介电强度降低,在电场作用下容易产生水树枝,导致绝缘老化。2)干法交联干法交联是用气体(如N2或SF6)代替蒸汽作为加热和加压的媒介,或仅用气体作为加压媒介,而用辐射方法加热绝缘进行交联。干法交联使绝缘中微孔数减少,含水量降低,提高了绝缘的介电强度,适用于生产较高电压等级的交联聚乙烯电缆。3)硅烷交联硅烷交联以少量的过氧化物(0.1%DCP)用硅烷触媒剂混入聚乙烯

    6、材料,代替湿法交联或干法交联过程中的加高热和加压,使聚乙烯在水中交联。这种交联过程也会使绝缘中含有少量的水分。,任务一:电力电缆接地电流分析,电力电缆基本知识,一,二,二、电力电缆接地基本知识,电缆导体和金属护套间的关系可以看做一个变压器的初级绕组与次级绕组。当电缆导线通过电流时,其周围产生的一部分磁力线将与金属护套交链,使护套产生感应电压。感应电压的大小与电缆的长度和流过导线的电流成正比。当电缆很长时,护套上的感应电压叠加起来可达到危及人身安全的程度。当线路不对称或发生短路故障时,金属护套上的感应电压会达到很大的数值;当线路遭受操作过电压或雷击过电压时,护套上也会形成很高的感应电压,将使护层

    7、绝缘击穿。如果护套两点接地使护套形成闭合通路,护套中将产生环行电流。电缆正常运行时,护套上的环行电流与导线的负荷电流基本上为同一数量级,将产生很大的环流损耗,使电缆发热,影响电缆的载流量,这是很不经济的。,电压为220kV,截面积为800mm2,长度为370m的电缆线路,设计传输容量为90MVA,运行中进行了测量试验,当电缆带负荷约30%时,进行两端接地,测试护套的环行电流;一端接地,测试护套的电压。,1. 运行规程接地要求,国家电网公司Q/GDW电力电缆线路运行规程(2010年)中5.5章节对电缆线路接地方式进行明确的规定: (1)三芯电缆线路的金属屏蔽层和铠装层应在电缆线路两端直接接地。当

    8、三芯电缆具有塑料内衬层或隔离套时,金属屏蔽层和铠装层宜分别引出接地线,且两者之间宜采取绝缘措施。 (2)单芯电缆金属屏蔽(金属套)在线路上至少有一点直接接地,任一点非直接接地处的正常感应电压应符合下列规定: a、采取能防止人员任意接触金属屏蔽(金属套)的安全措施时,满载情况下不得大于 300V; b、未采取能防止人员任意接触金属屏蔽(金属套)的安全措施时,满载情况下不得大于 50V 。 (3)单芯电缆线路的金属屏蔽(金属套)接地方式的选择应符合下列规定: a、电缆线路较短且符合感应电压规定要求时,可采取在线路一端直接接地而在另一端经过电压限制器接地,或中间部位单点直接接地而在两端经过电压限制器

    9、接地。b、上述情况以外的电缆线路,应将电缆线路均匀分割成三段或三的倍数段,采用绝缘接头实施交叉互联接地。c、水底电缆线路可采取线路两端直接接地,或两端直接接地的同时,沿线多点直接接地。 (4)单芯电缆金属屏蔽(金属套)单点直接接地时,下列情况下宜考虑沿电缆邻近平行敷设一根两端接地的绝缘回流线。 a、系统短路时电缆金属屏蔽(金属套) 上的工频感应电压,超过电缆外护层绝缘耐受强度或过电压限制器的工频耐压。b、需抑制电缆对邻近弱电线路的电气干扰强度。,2. 单端接地方式,当电缆线路长度大约在500m及以下时,电缆护套可以采用一端直接接地 (通常在终端头位置接地),另一端经保护器接地。护套其它部位对地

    10、绝缘,这样护套没有构成回路,可以减少及消除护套上的环行电流,提高电缆的输送容量。为了保障人身安全,非直接接地一端护套中的感应电压不应超过50V,假如电缆终端头处的金属护套用玻璃纤维绝缘材料覆盖起来,该电压可以提高到100V。 护套一端接地的电缆线路,还必须安装一条沿电缆线路平行敷设的导体,导体的两端接地,这种导体称为回流线。为了避免正常运行时回流线内出现环行电流,敷设导体时应便它与中间一相电缆的距离为0.7s(s为相邻电缆轴间距离),并在电缆线路的一半处换位。,3. 双端接地方式,66kV及以上电压等级XLPE绝缘单芯电缆金属护套上的感应电压与电缆的长度和负荷电流成正比。当电缆线路很短,传输功

    11、率很小时,护套上的感应电压极小。护套两端接地形成通路后,护层中的环流很小,造成的损耗不显著,对电缆的载流量影响不大。当电缆线路很短,利用小时数较低,且传输容量有较大裕度时,电缆线路可以采用护套两端接地。,4. 护套中点接地方式,电缆线路采用一端接地太长时,可以采用护套中点接地的方式。这种方式是在电缆线路的中间将金属护套接地,电缆两端均对地绝缘,并分别装设一组保护器。每一个电缆端头的护套电压可以允许50V,因此中点接地的电缆线路可以看做一端接地线路长度的两倍。当电缆线路长度为两盘电缆,不适合中点接地时,可以采用护套断开的方式。电缆线路的中部(断开处)装设一个绝缘接头,接头的套管中间用绝缘片隔开,

    12、使电缆两端的金属护套在轴向绝缘。为了保护电缆护套绝缘和绝缘片在冲击过电压时不被击穿,在接头绝缘片两侧各装设一组保护器,电缆线路的两端分别接地。,5. 交叉互联接地方式,电缆线路很长时(大约在1000m以上),可以采用护套交又互联。这种方法是将电缆线路分成若干大段,每一大段原则上分成长度相等的三小段,每小段之间装设绝缘接头,绝缘接头处护套三相之间用同轴引线经接线盒进行换位连接,绝缘接头处装设一组保护器,每一大段的两端护套分别互联接地。这样不但对称排列的三相电缆护套电位向量和为零,就是在不对称的水平排列三相电缆中,由于电缆每小段进行了换位,每大段全换位,三相电缆护套感应电压相差很小,相位差120,

    13、其向量和很小,产生的环行电流也几乎为零。,任务一:电力电缆接地电流分析,电力电缆基本知识,一,二,三,三、电力电缆护层接地电流形成机理,1. 电力电缆结构中的金属层作用,电缆结构中的金属部分包括芯线、金属屏蔽层、金属护层、金属铠装层等(并不是在所有电缆中都同时具有这几种金属层),各层材料及作用如下表所示。,2. 电力电缆护层感应电动势的产生,对于三芯电缆,因三根芯线在同一个金属护层内,当三相电流基本平衡时,三相合成电流接近于零,合成磁通也接近于零。此时金属护层上感应电动势很小,可以忽略不计。只有在非对称短路时,破坏了三相电流的对称性,合成磁通不再等于零,金属护层上才会有不平衡感应电动势产生。对

    14、于单芯电缆,当芯线流过交变电流时,交变电流的周围会产生交变磁场,形成与电缆回路相交链的磁通,其必然与电缆的金属护层相交链,金属护层上将会产生感应电动势。,3. 电力电缆护层接地电流的产生,电缆护层接地线上的电流主要由感应电流、电容电流、泄漏电流3部分组成。感应电流由金属层的感应电动势作用在金属层的自阻抗、接地点间的导通电阻、接地线的电阻等阻抗上形成,感应电流的大小与感应电动势成正比,与回路中的总阻抗成反比,当电缆护层仅单点接地时,感应电流为零。电容电流由工作电压作用在导体与金属护层间电容上而产生,与电缆长度、电缆截面尺寸、工作电压等因素有关。泄漏电流为工作电压作用在电缆主绝缘层的绝缘电阻上产生

    15、,绝缘正常时泄漏电流幅值极小,通常可以忽略不计。,任务一:电力电缆接地电流分析,电力电缆基本知识,一,二,三,四,1. 单端接地方式,在高压电缆的特殊连接中,最简单的连接形式就是单端接地,就是将要接地的三根单相电缆的护套在其一端接地,另一端通过过电压保护器(小避雷器)接地。在护套上的其他各点,随着远离接地端,金属护层的接地电压逐渐升高,离接地点最远的点金属护层电压达到最高值。当过电压保护器动作形成接地点,单端接地方式变为双端接地方式,否则在其他情况下电缆金属护套中是没有电流的,不会出现护套循环电流的功率损失。单端接连接地方式下的电缆排列方式同样具有水平排列、大品字形排列、小品字形排列这三种基本

    16、排列方式。,2. 双端接地方式,与单端接地方式不同,双端接地方式下电缆护套两端均直接接地,电缆护套与大地形成完整回路。这种接线方式下,高压电缆金属护层上所承受的电压为金属护套的电阻与大地回路电阻和两端接地电阻之和的分压。相比接地电阻而言,金属护层的电阻可忽略不计,所以金属护层上所承受的电压几乎为零。,以典型220kV电缆为例,在800米双端接地分别采用大品字形排列和水平排列方式下,1000A负荷电流下,金属护层承受电压、双端接地两端电流及对应阻抗值,四、电力电缆接地电流分析,3. 交叉互联接地方式,交叉互联分段方式有分段交叉互联、改进型分段交叉互联、连续型交叉互联和混合型系统等接线方式。在交叉

    17、互联换位过程中,有金属护层换位和电缆线芯换位两种换位方式。为了节约高压电缆敷设空间,我国主要采用金属护层换位,电缆线芯不换位的交叉互联方式。目前,单芯高压电力电缆广泛采用三段式交叉互方式进行连接。三段式交叉互联接线方式就是俗称的交叉互联接线方式,是将护套分为三个小段,然后将各部分的金属护层在每个小段的连接处进行交叉换位连接,以此来中和总的三相感应电压。三段交叉互联具体的连接方式为:对位于一个完整交叉互联段的首端与末端的金属护层,通过直接接地箱将其接地;在两个交叉互联小段相接触的位置,将同一相的金属护层断开,通过交叉互联箱与相邻段的金属护层进行换位,再通过电压保护器接地。当交叉互联换位出现错误时

    18、会导致接地电流显著增大。电缆接地系统中,一组完整的交叉互联段内交叉互联换位次序应该前后一致,即同时为“ABCA”或者“ACBA”。典型的的交叉互联换位次序错误如图4-2所示,此时金属护层内环流将很大。,任务一:电力电缆接地电流分析,电力电缆基本知识,一,二,三,四,五,五、电缆接地异常引发故障典型案例介绍,1. 某110kV户外电缆终端接地线脱焊导致高温异常及绝缘受损,某公司单位运维人员巡视时发现某站某110kV电缆户外终端的外护套存在高温灼烧现象,经红外成像仪测温其局部最高温度达到202。经现场拆除其外护套后确认靠近尾管的铝护套锈蚀严重,且焊接于铝护套位置的接地金具已脱焊。,通过解体分析得知

    19、,该电缆终端进水受潮严重,其铝护套锈蚀严重且发生穿孔现象,并且在其内部的铜网和应力锥锥托均发现锈蚀现象。该电缆终端内部存在两处放电位置,一是脱焊的接地金具与铝护套之间;二是电缆本体介于应力锥端部和铜网端部的位置。,通过设备解体发现的现象并结合理论推断,则造成该110kV户外终端异常的原因如下:该段电缆位于变压器套管出线至户外终端之间,由于电缆铝护套在接地线脱焊后无有效接地,因此该段电缆铝护套上产生的感应电压在如图5-4所示两个位置有压差和放电现象,因此铝护套对脱焊的接地线金具之间存在感应电压压差并发生放电现象,放电产生高温并最终导致终端发生烧蚀现象。,2. 某110kV电缆接地系统失效导致电缆

    20、本体击穿故障,某110kV线路零序二段、接地距离二段保护动作跳闸,重合未出,后经隧道内查线发现该线路A相电缆发生本体击穿故障。电缆击穿点位于A相电缆终端站的隧道内电缆引上部分,靠近固定电缆用金属卡具处,电缆线芯对金属卡具放电痕迹明显。,击穿点上端,击穿点下端,电缆击穿点处主绝缘至线芯成漏斗型,外大里小,主绝缘击穿点周围的金属护套全部烧毁、断裂;击穿点背侧的主绝缘也烧蚀出直径30mm,深约10mm的圆洞,形状与主绝缘击穿点相似,但未与线芯贯通。,根据上述主绝缘击穿点的特征,可以确定本次电缆击穿故障是热击穿过程,分析其故障原因为金属抱箍将电缆外护套绝缘磨破,导致电缆多点接地,进而引发绝缘击穿。,3

    21、. 某220kV电缆线路交叉互联箱电缆被盗导致电缆本体击穿故障,某220kV线路双套纵差保护动作跳闸,故障相别为A相,故障电流18.975kA。运维人员随后经查线发现该线路3#中间接头、4#中间接头的互联线被盗,在距4#接头35米处发现电缆本体击穿点。,现场勘查发现在3#中间接头和4#中间接头之间,A相电缆本体严重受损,且在多个电缆支架固定处发现外护套破损现象,金属护套与电缆支架或抱箍有明显放电痕迹;同时,B相、C相电缆本体外护套也存在部分受损。,本次电缆本体发生导体对护套径向击穿故障的主要原因是电缆金属护套交叉互联线被盗,引起金属护套产生悬浮电位。该电位差导致金属护套击穿 PVC外护套,并构

    22、成金属护套对电缆支架、抱箍的多点接地,进而引发金属护套环流增大、温度升高,金属护套环流引发绝缘材料迅速老化,绝缘强度下降,最终导致电缆导体线芯对外护套径向击穿,引发线路故障。,任务二:电缆接地电流检测技术现场应用及注意事项,电力电缆护层接地电流测试设备组成及基本原理,一,二,一、电力电缆护层接地电流测试设备组成及基本原理,1. 电缆护层接地电流检测概述,不同的电缆护层接地方式下接地电流会有显著区别。电缆外护套发生破损,或者电缆屏蔽层发生断裂破损时,电缆护层接地电流都会发生变化,因此,通过对电缆护层接地电流的带电检测或在线监测可以发现安装过程中接地方式的错误、交叉互联系统中接线的错误,发现电缆护

    23、层多点接地、屏蔽层断裂等缺陷。实践证明,电缆护层接地电流检测是检查电缆接地系统是否正常的有效手段,国家电网公司状态检修试验规程将电缆护层接地电流带电检测作为电缆的日常巡检项目之一。,2. 接地电流带电检测,(1)测试设备组成通常采用便携式大口径钳形电流表进行带电检测,测量电缆护层接地线上流过的电流。目前市场上常见的针对电缆护层接地电流测试的钳形电流表除常规功能外,通常还具有多组数据存储、历史数据查询、保存、打印等高级功能。对仪器关键技术参数的主要要求如下:测量导线直径不小于50mm,电流量程至少满足10mA100A。,(2)测试仪器基本原理钳形电流表按结构和工作原理的不同,分为整流系和电磁系两

    24、类。整流系钳形电流表只能用于交流电流的测量,而电磁系钳形电流表可以实现交、直流两用测量。电磁系钳形电流表主要由电流互感器、整流电路、磁电系电流表、量程转换开关及测量电路组成。电流互感器的铁芯为钳形结构,它分为固定部分和活动部分,且置于电流互感器的前端,其中的活动部分与扳手联动;当握紧扳手时,电流互感器的铁芯便可以张开,这样被测电流的导线不必切断就可以穿过铁芯的缺口,然后放松手使铁芯闭合,这时通过电流的导线相当于电流互感器的一次线圈,则二次线圈中将出现感应电流,和二次线圈相连的电流表指针就发生偏转,从而指示被测电流的数值。量程转换开关及切换电路可实现钳形电流表的多量程电流测量。(3)测试方法通常

    25、采用手持式大口径钳形电流表,钳套在电缆护层接地线上来测量护层的接地电流。,(4)检测仪器基本要求a、钳形电流表应携带方便、操作简单、测量精度高,交流电流测量分辨率达到0.2A,测量结果重复性好; b、 应具备多量程交流电流档; c、钳形电流表钳头开口直径应略大于接地线直径。(5)仪器操作注意事项a、使用钳形电流表测量时,应注意钳形电流表的电压等级和电流值档位。测量时,应戴绝缘手套,穿绝缘鞋,要特别注意人体头部与带电部分保持足够的安全距离。b、电流表钳口套入导线前应充调节好量程,不应在套入后再调节量程。因为仪表本身电流互感器在测量时副边是不允许断路的。当套入后发现量程选择不合适时,应先把钳口从导

    26、线中退出,然后才可调节量程。c、电流表钳口套入导线后,应使钳口完全密封,并使导线处于正中,否则会因漏磁严重而使所测数值不正确。,任务二:电缆接地电流检测技术现场应用及注意事项,电力电缆护层接地电流测试设备组成及基本原理,一,二,二、电力电缆护层接地电流的诊断标准与注意事项,1. 接地电流诊断标准,电缆护层接地电流测试开展时间相对不长,对测试结果的判断,目前尚无明确统一的判据。对于测量结果,可参考国家电网公司电力电缆局部放电带电检测设备技术规范(Q/GDW 11224-2014)中规定,结合实际进行分析判断。近几年国网公司关于电力电缆接地电流检测的诊断依据如下:(1)国家电网公司输变电设备状态检

    27、修试验规程(Q/GDW 1168-2013)规定:接地电流100A,且接地电流与负荷比值20%。(2)国家电网公司电缆状态评价导则(Q/GDW 456-2010),电缆护层接地电流评价项不扣分的条件是:接地电流绝对值小于100A,且不超过负荷电流的20%,且单相接地电流最大值与最小值之比小于3。(3)国家电网公司电力电缆局部放电带电检测设备技术规范(Q/GDW 11224-2014)规定:对电缆金属护层接地电流测量数据的分析,要结合电缆线路的负荷情况,综合分析金属护层接地电流异常的发展趋势。,2. 电缆接地电流检测的注意事项,对电缆护层接地电流的判断应视不同接地方式具体分析,电缆投运初期和后期

    28、日常巡视的侧重点也应不同,不能套用同一个标准。分析数据时,要结合电缆线路的负荷情况以及接地电流异常的发展变化趋势,综合分析判断。(1)对于电缆护层单端接地方式,接地电流主要为电容电流,不应随负荷电流变化而变化,单芯电缆的三相接地电流应基本相等,电流绝对值不应与负荷电流比较,而应当与设计值或计算值比较,偏差较大时应查明原因。(2)对于电缆护层两端接地方式,接地电流主要为感应电流,其大小与负荷电流近似成正比。当三相非正三角形布置时,单芯电缆的三相接地电流会有差别(边相比中相大),但最大值与最小值之比应小于2,接地电流的绝对值应不超过负荷电流的10%,否则应采取措施,如改为电缆护层单端接地或交叉互联

    29、系统等。(3)对于交叉互联系统,正常情况下应当三相平衡且数值都不大,当接地电流大于负荷电流的10%或三相差别较大时,应检查交叉互联接线是否错误,分段是否合理。(4)在电缆投运初期测量中,应重点分析是否存在电缆安装、设计错误;在日常巡视中,应注重与初期值的比较,有较大差异时,应查找电缆外护套绝缘及电缆接地系统故障。,任务二:电缆接地电流检测技术现场应用及注意事项,电力电缆护层接地电流测试设备组成及基本原理,一,二,三,三、电力电缆接地电流故障诊断机制,1. 电缆沟内敷设电缆的接地的电流故障诊断机制,对于采用电缆沟敷设的电缆,针对其容易出现的各种常见安装故障和运行安全问题制定以下故障诊断机制:(1

    30、)交叉互联换位失败。在电缆换位过程中,ABC三相电缆的标识分为两类。一种是以线芯相位为标准的标注,另一种是以金属护层为标准的标注。由于各个厂家之间还没有形成统一性的标准,导致在交叉互联系统金属护层换位箱的制作和安装过程中容易出现金属护层相位混乱的情形,导致交叉互联换位失败,由以往经验来看,交叉互联换位失败时的接地电流与正常交叉互联换位时的接地电流相比,表现出一相接地电流小,另两相接地电流特别大的特征,一般大于最小接地电流相的6倍以上。(2)外护套破损。对于采用电缆沟或者直埋敷设的电缆,其走线离地面的距离较近,容易出现外护套破损的状况。一种情况是由于煤气、自来水或者建筑工地的不适当施工,造成金属

    31、护层外皮的破损。还有一种情况是人为的电缆偷盗行为,划伤了电缆的PVC 外护套。在上述情况造成金属护层的PVC护套破损后,并不影响电缆的输电功能,在一定时间内从继电保护的角度看,电缆还处于正常的工作状态下,但这种以继电保护正常作为评价的方法只是用于架空线路,电缆因为有复杂的绝缘系统,PVC 破损对电缆正常运行是有害的。,(3)交叉互联箱被破坏。对于直埋电缆或者采用电缆沟敷设的电缆,金属护层的换位箱和接地箱都是位于地上的。虽然有相应的保护措施,但是也免不了遭受各种外力的破坏。一种情况是同轴电缆因为车撞、施工意外等原因造成同轴电缆的断裂;另一种情况是同轴电缆遭到偷盗而被割裂断开。在上述情况下,同轴电

    32、缆的断开导致了某一相金属护层的断开而无法形成回路,护套内就无法通过连续的接地电流,因此就产生了类似于与高压电缆采用单端接地方式下相似的特性。由于采用交叉互联方式敷设下的电缆长度要大于采用单端接地敷设方式下电缆的长度,由此在同轴电缆断裂处会产生上百伏特的电压,严重威胁人身财产安全,影响电缆运行。同PVC护套破损一样,继电保护装置同样无法反应类似的故障。如果没有监控措施,只有当同轴电缆断裂处的电缆主绝缘被击穿时,才会因为继电保护的动作而产生跳闸的反应。,2. 对隧道内敷设电缆的接地电流故障诊断机制,在隧道内敷设的电缆,电缆所处的环境要比直埋和电缆沟道里所处的环境要好很多,运行中的电缆可以方便的进行

    33、日常维护,电缆本体与接地箱、换位箱都可以进行日常巡查。隧道内的空间大,方便安装换气散热装置,能提高电缆的载流量。隧道中的电缆处于全方位的保护当中,不会出现像直埋或者电缆沟道里的电缆那样被车辆和恶意施工所破坏,因此常见的故障也与直埋或者电缆沟道内的电缆有所不同。(1)交叉互联换位失败。同直埋或者电缆沟道内敷设的电缆相同,隧道中的电缆在施工过程中也不可避免的会出现交叉互联换位失败的情况。处理方法与直埋或者电缆沟道内的处理方法相同,都是在有故障嫌疑的基础上进行进一步的开箱检查修复。(2)交叉互联箱进水。这是电缆敷设在隧道里面比较常见、影响比较大的故障。在雨水较多的季节,尤其是在夏季,一场大雨之后部分

    34、的雨水都流进电缆隧道内。通过电缆井流进隧道内的水会在隧道内的低洼地段汇集,水量大的情况下可以满贯整个隧道。如果在这个地方有交叉互联箱的存在,整个交叉互联箱就会部分或者全部的浸泡在水里面。由交叉互联箱的构造可知,金属护层在交叉互联箱内的换位是一种裸露的换位,同轴电缆与交叉互联箱的连接部分是裸露在空气中的,并没有绝缘或者其他封闭的保护措施,一旦互联箱进水或者受潮,三个金属护层等于在同一点发生了并联的状况,本段电缆和下一段电缆的三个金属护层的电流发生互相导通的流动。,(3)金属护层破损。隧道电缆中金属护层破损的情况同直埋电缆与电缆沟内敷设电缆在故障原因及损坏程度上有较大的差异性。在隧道中敷设的电缆,

    35、为了增加整个隧道的利用效率,电缆都是采用分层排列的方式,一般电缆隧道从上到下可以分成四层,摆放8回路的电缆。因为要采用分层敷设,所有的电缆都是摆放在金属架子上的。电缆在运行过程中,或由于电动力的作用,或由于热胀冷缩的作用,电缆相对于金属支架会产生蠕动。对于直埋或者电缆沟内敷设的电缆,电缆周围没有坚硬物体的存在,虽然电缆也会发生蠕动,但电缆旁边为土壤或者是空气,电缆的 PVC 护套不会被利器所划伤。隧道内敷设的电缆由于被放在了金属支架上,电缆如果发生较大幅度的蠕动,PVC 护套与金属支架接触的部分会发生摩擦,时间久了以后PVC 护套就会被金属支架磨破。同直埋电缆或者电缆沟内敷设电缆金属护层破损后

    36、一样,交叉互联接地系统除了两端接地外还会发生多点接地的故障。如果被磨破PVC护套的电缆再继续发生摩擦,PVC 护套破损点会产生严重的放电事故,有可能导致 PVC 护套的燃烧。由于隧道内有很多回的电缆线路,燃烧事故会迅速蔓延到整个隧道内。如果仅采用气体监控或者隧道视频监控,发现故障时,已是不可挽回的故障,起不到故障预防的作用。,不同的接地系统故障对应的接地电流特征,任务二:电缆接地电流检测技术现场应用及注意事项,电力电缆护层接地电流测试设备组成及基本原理,一,二,四,三,四、电缆接地电流异常分析与处理典型案例,1. 220kV电缆外护套存在破损导致接地电流试验超标,某220kV电缆在进行“三测”

    37、工作中发现接地电流超标。该220kV电缆接地电流的最大值为132A(实际为两相接地电流的矢量和,负荷1302A),发生在2#接头A相,超过100A的共有4处。对照电力设备(施)缺陷定性技术标准(京电发展2010304号),电缆接地电流超过100A属于严重缺陷,因此申请停电处缺。,在申请对该电缆停电进行缺陷查找后具体工作如下: (1)互联系统接线位置检查 对第一段交叉互联系统(1#、2#、3#中间接头)接头及接地箱、交叉互联箱进行了检查,中间接头位置及交叉互联电缆接线正确,接地箱及交叉互联箱使用位置及内部接线正确,无异常。 (2)护层保护器试验 对第一段交叉互联系统的护层保护器进行了试验,护层保

    38、护器正常。 (3)外护套的绝缘电阻试验及直流耐压试验 对第一段交叉互联系统的电缆进行外护套的绝缘电阻试验及直流耐压试验,发现A相(2#3#接头中间位置)直流耐压加压至6kV未通过,发现电缆外护套上存在一个破损,对此划痕进行处理,再次试验合格。,2. 电缆护层接地电流检测发现110kV电缆护层保护器击穿缺陷案例,某单位110kV电缆新投运不久,检测人员对电缆交叉互联箱保护器进行护层接地电流和红外成像测温,发现该保护器已击穿,更换保护器并恢复至原状态后再次对护层接地电流进行测量,检测未见异常。,更换保护器后,接地电流恢复正常,测量数据如下:,3. 电缆护层接地电流检测发现110kV交联单芯电缆护层破损缺陷案例,某单位对所辖的110kV及以上交联单芯电缆开展护层接地电流带电检测,在检测中发现某条电缆B相护层电流值为18A,A、C相电缆护层电流值1A。随后立即进行停电检查,发现B相用1000V兆欧表测得数值为0,其他两相为200兆欧,初步认定为电缆B相护层损坏,金属护层直接接地。在对电缆线路摸排中,发现距站内GIS电缆终端68米处一电缆支架尖端将电缆外护套扎破。修补后,用1000V兆欧表测得数值为200兆欧,护层接地电流恢复正常。,谢 谢!,

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