Ｐｏｗｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｏｋｖ电缆故障分析与精确定点 张 亮 （南京供电公司） 【摘要】电缆作为城市供电中非常重要的工具，具有节约资 由于ｌＯｋＶ电缆线路往往配备的设备不止一台，重合闸使用后如果采 用加速保护，会导致线路出现故障，主要变现在产生较大变压器空 载励磁涌流，甚至可以达到额定电流电流的６—８倍，需要３—５个周 波才能慢慢的恢复平稳。为了躲开变压器励磁涌流可以将过流保护 源美化城市环境的作用。电缆故障常常会影响到人们的日常生产和 生活。本文主要介绍了ｌＯｋｖ电缆的常见故障，对常见故障的原因进 行了详细的分析，介结了常见的故障查找方法和精确点，供维修人 员和相关管理人员参考。 【关键词】ｌＯｋｖ电缆；故障；分析；精确点 胃 言 ｌＯｋｖ电缆和架空线相比，具有电缆故障隐蔽，不容易查找等特 点，而且ｌＯｋｖ电缆常常受到周围环境的制约，因此查找电缆故障是 目前电力维修的重点和难点。因此有必要对常见的电缆故障进行详 细的介绍，解决实际电力维修中的难点。 １电力电缆故障的性质及判断 确定了故障电缆的故障性质后才知道利用何种测试方法对故障 电缆进行故障探测。一般确定故障性质都是通过兆欧表测量相与相 之间或相对地之间的绝缘电阻来确定。 １．１低电阻接地故障 将电缆两端的芯线全部开路，用兆欧表逐相测量电缆对地绝缘 电阻。若电阻低于１００ Ｑ时，判断为低电阻接地故障。一般常见的 相问短路、单相接地和两相接地等都有可能是低阻故障类型。 １．２高电阻接地故障 用兆欧表测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻。若电缆芯与芯之间 绝缘电阻低于正常值很多，但高于１００Ｑ时，判断为高电阻接地故 障。一般常见的高阻故障有单相接地、两相接地等。 １．３断线故障 用兆欧表测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻正常，应用兆欧表（或 万用表）进行导体连续性试验。将电缆另一端三相导体之间短路并 悬空，用兆欧表（或万用表）测量相问导体回路电阻。若测量相间 导体回路电阻如有不为零的数值即判断为断线故障。 ｌ＿４闪络性故障 对电缆进行交流耐压或摇绝缘试验。若试验电压升至某值时， 监视电流表指值突然升高，电源控制回路保护跳闸或绝缘电阻值突 然大幅下降，这种有放电间隙或闪络表面故障即判断为闪络性故障。 ２ １ ＯｋＶ电缆常见故障原因分析 ２．１过流保护不灵敏问题 定时限过流保护对目前ｌＯｋＶ电缆的线路来势是非常重要的，目 前从实际的情况来看，过流保护灵敏度不高的问题是实际中经常会 遇到的 一般来讲，由于ｌＯｋＶ电缆线路具有供电的电路很长以及负 荷重也非常大的特点，因此末端最小两相短路电流较小。所以在ｌＯｋＶ 电缆中的末端，也就是过流灵敏度和要求值相等的位置应该配置一 台ｌＯｋＶ跌落式熔断器。，而熔断器的额定电流应该有相应的要求， 一般情况下是取后面一段电路的最大载荷量电流。 ２．２多条线路同时故障引发主变跳闸问题 从目前的情况来看，由于ｌＯｋＶ电缆在施工的过程中，特别是对 于一些比较小的城镇，由于在施工的过程中铺设的质量一般不是非 常好，所以当遇到了比较恶劣的天气，再加上路途中的树木较多， 很容易多条ｌＯｋＶ电缆的线路同时出线故障，这样的情况会导致在相 当短的时间内，主变过流保护往往在段时间内来不及反应，因此会 造成跳闸的现象。这种情况一般采取将抱回限时调整到０秒，在最 短的时间内将故障切除。将线路过流保护和主变流保护的时限级别 尽量的调大，建议参数为Ｏ．５秒，这样就能够保证有足够的时间预 留给主变过流保护。 ２．３ ｌＯｋＶ电缆线路三相一次重合闸后加速误动作问题 很多ｌＯｋＶ电缆线路在实际的使用中要使用到三相一次重合闸 装置，对于ｌＯｋＶ电缆的运行和故障的分析提出了新的要求，问题是 ３４２ Ｉ华东科技 后加速带延时０．２秒左右。 ３ １ ＯｋＶ故障精确点查找方法 在进行粗查法进行电缆故障查找后，如果不能发现电缆故障，则 需要进一步采取准确定位查找法进行故障点查找。目前，国内外应用 于ｌＯｋＶ配电电缆故障查找的方法主要有直流电桥法、低压脉冲反射 法、脉冲电压法等多种电缆故障点查找法。 ３．１低压脉冲反射法 低压脉冲反射法比较适用于当电缆发生低阻、短路、断线等故 障。低压脉冲反射法主要是通过向电缆中注人一个低压脉冲，然后测 量电缆故障点处的反射脉冲与发射脉冲间的时间差来计算出测试点 到电缆故障点的距离。该方法具有简单、直观、操作简便，不需要知 道配电电缆准确长度等优点，在工程中得到广泛应用。但：低压脉冲 反射法不适用于电缆所发生的高阻与闪络性故障。 ３．２脉冲电压法（冲闪法） 适这种方法对于各种故障都比较适用，用直流高压或高压脉冲 使电缆故障击穿，然后测量故障点以及发射和反射冲的时间差。这种 技术优点是故障的测量的时间较快，以及实践较短，缺点是安全性 差、波形比较复杂，难以读取。 ３．３脉冲电流法 脉冲电流法同脉冲电压法，比较适用与电缆发生的各类故障，是 目前工程实践应用适用最为广泛的电缆故障检测方法。采用直流高 压或高压脉冲使故障电缆的故障点发生击穿，然后采用线性祸合器 准确测量电缆故障在发生击穿过程中所产生的电流脉冲与发射脉冲 间的时间差，进而准确计算出电缆测试点距离故障点的距离。利用脉 冲电流法测试电缆故障，具有较高安全可靠性且接线较为简单、脉冲 电流波较易分辨，能够大大提高电缆故障点查找效率，缩短故障停电 时间。 ３．４分割查找法 对于电缆线路较长、中间存在串接设备等分支线路而言，应采用 分割法将故障电缆线路分为若干段，然后按照上述两种以上方法进 行分段检测准确确定电缆故障点。采用分割查找可以缩小故障点查 找范围，减少漏判、误判等可能性发生，提高故障点查找效率和准确 可靠性。 ４ １ＯｋＶ电力电缆的故障处理步骤 电缆故障发生后，准确找到故障点是故障处理的重要环节，也 是较复杂的环节之一，毕竟输电线路涉及到的铺设范围相当广泛。 具体来说，发生故障后，应采取如下步骤进行处理： ４．１确定故障性质 电缆出现故障以后，要对故障点进行排查和寻找，以便进行后 续处理工作。首先，要对故障的性质进行诊断，对故障类型及严重 性进行判断。目前看来，电力电缆故障大致表现为接地、断线和短 路，具体包括单相接地、相间短路、三相短路和断线故障。一般来 说，可以依照经验等首先进行比较粗略的诊断。 ４．２故障距离粗测 接下来要进行电缆故障的测距，比如用脉冲电流法以及低压脉 冲反射等方法对故障距离进行测定。这个过程又叫做粗测，就是对 故障发生点的具体位置进行粗略的测量和判断，依照电缆走向可以 对故障大体方位进行判断，将其精确在一定范围中。一般来说，还 可以在这个步骤之前确定电力电缆铺设范围中是否有施工等情况， 有可能更方便地确定故障位置。 ’（下转第３５７页） 机械与设备 研制ＰＲＯＴＯＳ７０机组开关总成 王前进岳保森曲金杰 （山东中烟工业有限责任公司青州卷烟厂。山东潍坊２６２５００） 【摘要】研制一种新型ＰＲＯＴＯＳＴ０机组点动操作总成装置。 原组合开关属于机械式结构，由于卷烟机附着较多烟尘的属性，该 组合开关故障频次较高，用霍尔效应原理根据卷烟机ＰＬＣ接口要求 设计了一套新型总成装置，较好地解决了组合开关受烟尘影响的问 题。 Ｉ 一满足大于Ｉ （Ｏ．１ ７ｍＡ）的要求，三极管此时处于深度饱和状态。 霍尔传感器未检测到磁力线时，其输出端为截止状态，三极管 Ｑ也截止，ＬＥＤ熄灭，ＰＬＣ无输入信号。 三极管Ｏ选取９０１２，该器件参数满足电路要求。 完整电路如下图所示： 【关键词】烟尘；霍尔传感器；印制板 引言 ＰｒｏｔｏｓＴ０机组现为我厂主力设备。在ｓＥ卷烟机主机烙铁旁边 有一对开关组合，负责整个机组的启动与停止操作。操作极为频繁， 因为开关内部为机械结构，依靠外界机械位移，触动触点翻转切换， 其切换的过程也就是动触点与静触点重新接触与断开的过程，这就 要求工作环境尽量清洁，若在触点之间存在极小的烟尘，都可能造 成接触不良，影响设备的正常工作，而该开关组合所在区域又位于 ＰＲＯＴＯＳ机组烟尘最多的区域之一，其故障频次与维修量可想而知。 寻找一种无机械触点又能实现原电路功能的总成替代以上装置，将 会使以上问题得以改观。 １原理分析 霍尔效应： 当电流通过一个位于磁场中的导体的时候，磁场会对导体中的 电子产生一个垂直于电子运动方向上的作用力，从而在垂直于导体 与磁感线的两个方向上产生电势差。这个现象就是霍尔效应。 霍尔传感器特点：体积小、灵敏度高、响应速度快、温度性能 好、精确度高、可靠性高。 因此，用霍尔传感器完全可以满足我们的目要求。 ２器件选用及实施论证 ＨＡｌ ４４｝ 内部集成史密特触发器用于信号的整形，属于开关型器 件，所以输出只有饱和与截止两种状态。ＰＲＯＴ０Ｓ一７０ ＰＬＣ使用的是 西门子的ｓ７—４００，输入信号是ＰＮＰ方式，即高电平（２４Ｖ）为有效 输入。为满足接口要求，需由ＰＮＰ晶体管组成的共发射极输出电路 完成霍尔传感器与ＰＬＣ之间的过渡。 ３实施 查阅ｓ７—４００模块规范可知，Ｓ７—４００ＰＬＣ数字量输入模块要求： 高电平“１”的输入电流为６ｍＡ－－１２ｍＡ，也就是说，在ＰＬＣ的输入端 子接入２４Ｖ时，其内部电路会将输入电路中的电流控制在１２ｍＡ。为 便于调试及日后维修，添加由发光二极管ＬＥＤ和Ｒ３组成的指示电路， ＬＥＤ的电流取５ｍＡ。这样要求三极管Ｑ的最小输出电流为５＋１２＝１７ＩＩｌＡ。 三极管Ｑ应工作在饱和状态，其放大倍数ｈｆｅ取１００，求基极电流 （Ｉ ）：Ｉｂ＝１７／１００＝０．１７（ｍＲ） 插座Ｊ可以使该总成与主机完全脱离，可方便安装与维修。 由磁铁对霍尔传感器提供磁场，通过磁铁与霍尔元件相对位置 的改变，达到霍尔传感器信号输出转换的目的，从而达到设计要求。 依据电路图设计ＰＣＢ印刷电路板。 霍尔传感器对称放在按钮中心线上在电路板两个侧边，便于安 装调试。指示灯ＩＪ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ ４安放在电路板下方并与按钮中心 线对称，实用美观。 ４安装实施 经实际运行验证：在６个月的时间内该总成未出现故障，环境中 存在的烟尘并未对装置产生任何影响，信号也准确无误。 ５结语 ’ 本装置投入使用后，经操作人员的反馈：本装置操作简便，工 作可靠，较好地解决了组合开关倍受烟尘影响的问题，解除了频繁 更换开关的烦恼，减少了维修电工的工作负担。 参考文献： …模拟电子技术基础ＩＳＢＮ ７－０４—００１５８—３／ＴＮ．６１ 『２１ｓ７－４００模块规范． ３１ＹＪ１７一ＹＪ２７卷烟机组ＩＳＢＮ－７－５０４６—３１２９－９ 当Ｉ 大于０．１７ｍＡ时，就可以满足同时驱动ＰＬＣ及ＬＥＤ的需求。 霍尔传感器输出端为低电平时，当Ｒ１取１０Ｋ， Ｒ２取４．７Ｋ时， 不考虑ＨＡＬ４４Ｅ的饱和压降，三极管发射结取０．７Ｖ，基极的实际电 流： Ｉｂ．＝（２４—０．７）／４．７＝４．９（ｍＲ） （上接第３４２页） ４．３故障距离精测 故障处理步骤，以便在故障发生后及时、准确地找到故障位置，并 开展电力抢修工作，从而保障电力系统的安全运行。 ５结束语 总之，１０ｋＶ电缆是我国城市电力系统中重要的电缆类型，电缆 的故障和很多因素有关，只有掌握了良好的基础知识，才能在实际 的电缆故障分析中得到运用，另外在电缆的故障分析中，需要做到 经过上个步骤的粗测以后，就可以进行故障定点了，也就是故 障距离的精测。一般常采用放电声测等方法来对故障点进行精准定 位。基本上到了精测环节后，找到故障点就比较容易了，此时应根 据故障的具体类型尽快开展电力抢修工作，使得电力系统能够及时 恢复运行。 １０ｋＶ电缆是电力电缆中较为常见的电缆类型，保障它的稳定运 行是保障国家和人民用电需求的重要工作内容。对此，应对１０ｋＶ电 缆中容易出现的故障类型及原因进行充分的了解，并制定好有序的 因地制宜，根据环境特点以及历史故障进行分析，能够更有效的解 决实际问题。 参考文献： ［１】欧相林．浅谈１０ｋＶ电力电缆故障检测［Ｉ］广东科技，２ｏｏ９（１）． ２０１４．０９ Ｉ ３５７
