电力电缆计算方法范文

时间:2023-07-23 08:22:35

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电力电缆计算方法

篇1

关键词:钢管混凝土拱桥无支架缆索吊装施工扣索索力计算

在大跨度钢管混凝土拱桥的无支架缆索吊装施工中,扣索的索力是需要十分重视的控制条件。为了尽可能精确计算扣索索力,必须了解各种扣索索力计算方法特点,以选择合理的计算方法。

1、常见扣索索力计算方法

1.1有限元法

有限元法的基本原理是将求解域看作由许多极小的互连子域组成,该小的子域称即称为有限元,然后对每一单元假定一合适的近似解,进而推导求解这个域总能满足的条件然后得出解。该方法得出的是一个近似解,而非精确解。然而就大多实际问题都是难以得出精确解的,同时有限元法得出的近似解的精度已经足够满足解决实际问题的需要,且能适应各种复杂形状,因而能有效的应用与工程的计算分析中。

1.2零位移法

零位移法的基本原理是按照桥梁的施工加载顺序,在分段吊装计算时于每段扣索处虚拟一个支座约束,利用相关的力学知识,加上每个阶段各支座反力为零的条件,可以求解出各扣索在各吊装阶段的索力值。其计算原理十分简单,且各个阶段无需设置预抬值。但是由于是按照桥梁的施工加载顺序计算,在吊装一个节段时,前面扣索的力以及控制的标高都需要调整。在实际施工中十分繁琐,尤其是对于节段较多的情况,更是容易因为频繁的调索导致拱肋截面应力超限甚至在某些拉索处出现不符合实际情况的负值。

零位移法要求在索力计算过程中以考虑成桥预拱度后的设计拱轴线作为调索的目标线形,虚拟一个支座以替代扣索扣点处,用以约束扣点处的竖向和纵向位移。由力学知识即可计算出支座反力,进而算出扣索索力。如此即可保证在该索力下达到虚拟支座同样的效果,即扣点出位移始终为零。

1.3定长扣索法

与零位移法相反,定长扣索法不是按照施工和加载顺序计算的。而是按照与实际施工加载相逆的顺序,逐步倒拆,即根据倒退分析法,确定扣索的放样长度。考虑了在实际施工中依靠后续的加载对前面扣索造成的弹性伸长,也同时考虑了弹性伸长后的扣索对后续吊装阶段的的影响。可以使各段扣索应力相对均匀,而且在后续节段的吊装过程,不需要重新张拉或者松弛已张拉扣索,并且可以使已张拉扣索的应力保持在一个范围内,不会出现过大浮动,而且全桥可以达到设计的轴线位置。

在使用定长扣索法确定索力时,其基本原理是按照倒退分析发确定放样扣索长度的,以此确定扣索初始应力的。在计算分析过程中,需要注意前面扣索的非线性影响要比后面扣索的非线性影响要大。

2、索力计算方法的比较

2.1有限元法:在有限元法提出的初期,因其需要庞大的计算量,其使用范围受到局限,然而在计算机普及的今天和随着计算机的计算能力越来越突出,计算量不再是影响其使用的最大因数甚至出现了专门的有限元计算软件。针对扣锁索力的计算,可根据施工图纸建立有限元的模型,由于建模时候通常是假设拱肋阶段在扣索张拉以后,扣索扣点位置即达到设计拱轴线和标高,所以建模时候的标准模型是以考虑考虑过预拱度后的设计拱轴线作为模型。因其扣点位移始终为零,故有限元法在原理上与零位移法有一定的类似。

2.2零位移法:零位移法的关键是将扣点约束虚拟成支座约束,在考虑预拱度后的设计拱轴线作为标准线形的条件,保证虚拟的支座约束(扣点约束)处的位移始终为零,可以计算出竖线和轴向两个方向的支反力,进而可得出相应扣索索力和索力增量。虽然在保持其位移始终为零的条件下,可以保证施工过程中扣点位置始终在设计线形位置,但是由于后续节段的施工会对前面扣点位置造成变化,所以在后续节段施工时需要对前面扣索重新张拉,使得施工繁琐;同时由于是将扣索虚拟为支座的,在虚拟条件下,支座可以提供各个方向支反力,所以经常会出现在后续节段施工时发现早期张拉扣索出现承压的情况,显然与实际情况不符;实际中线形出现偏差时,也难以用零位移法调整,拱肋轴线最终会出现“马鞍形”,所以零位移法在施工施工中对扣索索力的计算指导性不强。

2.3定长扣索法:定长扣索法是按倒退分析法先确定扣索放样长度。即在张拉早期扣索时,就考虑了后续吊装节段和扣索对该扣索的影响,然后使其最终达到考虑预拱度后的设计线形。相对零位移法而言,它不需要每吊装一个新的节段就对前面扣索重新调力,而且不会出现类似零位移法中某些扣索承压的情况,同时各个扣索的力在各节段的吊装时均不会出现太大波动,安全性较强。但是,定长扣索法是先计算各节段拱肋预抬高度,来确定张拉的扣索需要的索力,可能会出现即使扣索索力达到极限强度也未能使拱肋达到预抬高度。同时由于索力与预抬值满足拱轴线的组合有任意多组,故该法所得出的组合可能是满足施工条件中但它并不一定是施工的最优方法。

3、结语

在大跨度钢管混凝土拱桥无支架缆索吊装施工过程,控制缆索索力显得十分重要,单一采用上面某一种计算方法有时候会显得不足,经常需要多种方法进行同时计算对比方能得出比较满意的结果。

篇2

中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)03(b)-0042-03

随着煤炭生产机械化、自动化程度的不断提高,煤矿生产设备逐步向复杂化、多样化迈进,煤矿设备的可靠运行对生产效益的提高起着决定性作用,因此,矿井设备的选型显得尤为重要,合理、准确的选型可以为设备安全可靠运行提供基本保障,该文对矿用电缆的截面积选择方法做出了介绍。

1 电缆选用的基本要求

矿用电缆由于其使用环境的复杂性,基于其所敷设的位置、倾角、作用等因素,必须满足一些基本要求,这些要求是电缆选型必须遵从的基本原则,大体有以下几条。

(1)电缆实际敷设地点的水平差应与规定的电缆允许敷设水平差相适应。

(2)电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体。

(3)严禁采用铝包电缆。

(4)必须选用经检验合格并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。

(5)电缆主线芯的截面应满足供电线路负荷的要求。

(6)对固定敷设的高压电缆要求。

①在立井井筒或倾角45°其以上的井巷内,应采用聚氯乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆。

②在水平巷道或倾角45°以下的井巷内,应采用聚氯乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联乙烯钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆。

③在进风斜井、井底车场及其附近、中央变电所至采区变电所之间,可以采用铝芯电缆;其他地点必须采用铜芯电缆。

④固定敷设的低压电缆,应采用MW铠装或非铠装电缆或对应电压等级的移动橡套软电缆。

⑤非固定敷设的高低压电缆,必须采用符合Mr818标准的橡套软电缆。移动式和手持式电气设备应使用专用橡套电缆。

⑥照明、通信、信号和控制用的电缆,应采用铠装通信电缆、橡套电缆或M型塑料电力电缆。

⑦低压电缆不应采用铝芯,采区低压电缆严禁采用铝芯。

2 电缆截面积选穹椒

通常井下电缆线路的截面选择步骤大体如以下几点。

(1)计算线路最大长时电流。

(2)按长时允许电流初选导线截面。

(3)校验机械强度允许最小截面。

(4)校验允许的电压损失。

2.1 线路最大长时电流的计算

线路最大长时电流即指电缆线路所带负荷最大时所对应的电流,假设电缆线路所带最大负荷功率为Pmax(kW),则最大电流计算方法如下:

由于 Pmax=UNImaxcosφ (1)

Imax=Pmax/(UNcosφ)=1/(UNcosφ)×Pmax (2)

设:K=1/(UNcosφ),

则 Imax=K×Pmax (3)

式中:

Pmax为电缆线路所带最大负荷功率,单位kW;

UN为电缆线路的额定电压,单位kV;

Imax为电缆线路最大负荷电流,单位A;

cosφ为电缆线路所带最大负荷时的功率因数;

K为电缆线路最大电流对应的功率系数;

通过计算,功率系数取值大体(如表1)。

对于煤矿井下设备,cosφ一般取0.75~0.8,所以当额定电压UN确定后,便可以计算出K的值,然后根据线路的最大负荷功率Pmax与K的乘积,便可以计算出线路最大负荷电流。

2.2 按长时允许电流初选导线截面

为了使导线在正常运行时温度不超过其长时允许温度,导线的长时允许电流应不小于流过导线的最大长时工作电流。即:

Ip>Ica

式中:

Ip为标准环境温度(一般为25 ℃)时,电缆线路长时允许电流,单位A;

Ica为电缆线路最大长时电流,单位A;

Ip的值可以由查表得出,以矿用移动屏蔽橡套软电缆(MYP)为例,表格(如表2),其他电缆也可通过相应表格查出,此处不再一一列出。

Ica的值一般取式(3)中的Imax,可由2.1中线路最大长时电流的计算方法算出,然后依据Ip>Ica的原则对导线截面积进行初选。

3 电缆截面积的校验

通过电缆长时最大电流与电缆长时允许电流的比较,再通过查表即可初步选择出电缆的截面积,但是要真正满足实际选型要求,还必须对电缆的机械强度和电压降落进行校验,合格后才是最终的型号。

3.1 机械强度校验

电缆在工作面和巷道中敷设,难免会受到外部机械力的作用,截面太小的电缆容易出现断线、护套破裂、绝缘损坏现象。矿用橡套电缆应符合表3的要求,以避免在拖拽、碰撞等外力作用下断线、破裂。

3.2 电压损耗校验

输电线路通过电流时,将产生电压损失,所谓电压损失是指输电线路始、末两端电压的算术差值,为了保证电压质量,从变压器出口处至电动机的线路电压损失应不大于线路的允许电压损失。

3.2.1 电压损耗的计算方法

(1)线路等效电路图。

在交流供电系统中,电缆线路存在阻抗,阻抗由电阻和电抗组成,电流流过阻抗时,在阻抗两端产生的电压差称为电压降。电压损耗指电压降得代数值。一般用百分数表示。(如图1)

U末-U初=ΔU=I×ZL

式中:

U末为电缆靠近负荷侧末端电压,单位V;

U初为电缆靠近变压器侧始端电压,单位V;

ΔU为电缆线路电压降,单位V;

I为电缆线路电流,单位A;

Z为电缆线路电抗,Z=,单位Ω/km;

L为电缆线路长度,单位km;

(2)电压降向量图。

以线路末端电压UOA为基准值,假设其初相为零,Φ为电压UOA与负荷电流I的相位差,cosΦ即为负荷的功率因担电缆有效电阻上的电压UAE与与电流同向,阻抗两端的电压UED与电流方向相差90°,所以电压降向量图(如图2)。

由图2可见,电压降为矢量,电压损耗为AC:

ΔU=UOD-UOA=UAE+UED

而UAE=IR,UED=I×jX,故ΔU=I(R+jX),若设电流有效值为IOA,用有效值表示为:

ΔU=I×

按图2换算成长度,有:

AC=AB+BC,

AB=IOAR×cosΦ,

BC=IOAX×SinΦ,

故电压损失值:

ΔUΦ=IOAR×cosΦ+IOAX×SinΦ

ΔU、ΔUΦ为每相电压降、电压损耗,再乘以就换算成了线电压降和线电压损耗。

3.2.2 基于电压降的截面积校验

井下变压器的二次侧额定电压1.05UN,电动机的允许最低电压为0.95UN,因此,变压器和线路的电压损失之和不能超过10%UN。考虑到变压器的电压损失通常不超过5%UN,故从变压器出口处到线路末端的线路电压损失不得超过5%UN,因此,当计算出电压损耗ΔUΦ时,通过下式进行校验:

ΔUΦ%≤5%

若满足要求,则所选电缆截面积合格,若不满足条件,则增加截面积型号,重新校验。

4 结语

电缆截面积的选择是煤矿生产过程中所面临的一个最为基本也尤为重要的环节,电缆的合理选型不仅有利于降低成本提高经济效益,更重要的是可以为安全生产打下坚实基础,因此,电缆选型也是工程技术人员所应掌握的一个基本技能。

参考文献

篇3

中图分类号:TM862 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)1210190-02

安全是社会首选的主题,特别强调“总书记在“十”报告中,把“确保食品、药品等安全”作为“加快推进以改善民生为重点的社会建设”的一项重要内容使我们深受鼓舞,更加坚定了立足本职岗位和全力维护人民群众的利益及确实做好本职工作的决心。我所从事的职业是电力方面的工作,大家都懂得,“电”自产生起就为人类的生活创造了极大的方便条件,同时也有不利的隐患,如何避免不利的隐患也是新时期电力工作重点。

1 电力电缆接地的利与避

1.1 电缆接地的有用性

为防止人身受到电击事故和意外电力事故的产生,确保电力系统正常运行,保护线路和设备免遭损坏,同时还可防止电气火灾,防止雷击和静电危害等。电缆金属护套或屏蔽的接地的作用有:① 电缆线芯对屏蔽和金属护套的电容电流有一回路流入大地,形成安全回流,避免了电击事故产生;② 当电缆对金属护套或屏蔽发生短路、或出现意外时,所造成的短路电流可直接流入地下,也避免了电击事故产生;③ 当因以外事情造成的电缆线芯绝缘损伤后,所发生相间短路发展至接地故障时,故障电流通过接地线也流入大地中,也完全避免了电击事故产生;④ 电缆在输电过程中存在不平衡电流所引起的感应电压、通过地线与大地形成短路,这也防止电缆对接地支架存在电位差而放电闪络所造成的电击事故;⑤ 因科技发展,线电交叉扯拉经常发生,电缆直接接地可以避免回路的产生,同时也避免了线路的有一次交叉,可以尽量避免因回路漏电产生事故。

现实社会中,大量使用的交联电缆中,大都使用的电缆属分相屏蔽电缆,屏蔽层又分为金属(铜带)层和半导电层。半导电层中含有胶质碳,它们都能起到均匀电场的作用;同时碳层又能吸收电缆本体内细小间隙中,因空气电离所产生的败坏物质等,均匀电场内,用以保护电缆绝缘。而金属屏蔽层的作用是:首先其可以保持零电位,使缆芯之间没有电位差或避免产生电位差;其次是在短路时电缆承载短路电流,以免因短路引起电缆温升过高而损坏的绝缘层,同时屏蔽层也可以防止周围外界强电场对电缆内,传输电流的干扰;再次屏蔽层可以安全有效地将电缆产生的强电场限制在屏蔽层内部,同时由于屏蔽层接地,外部不存在电缆产生的强电场,不会对周围的弱电线路及其仪表,产生强电场干扰或危及人身安全的强电场与电波。还有配电系统中电源电缆的起始端与发电厂的接地电缆网接通,末端与变电所接地网连通;变电所馈出电缆接地与各用户连通;低压电缆线与电缆铠甲接地后可与高压电缆接地等电位;大用户的电源电缆接通了独立的电源。这样,高低压电缆接地线的互相联结,与接地网连在一起。所以,电缆接地就成了接地系统总体的重要组成部分,对电网安全运行有重要保护作用。

1.2 电力电缆接地易发生的问题

该问题主要表现在低中压电力电缆方面和高压电力电缆两个方面。首先谈低中压电力电缆方面的问题总结近几年在电力工作经验,低中压电力电缆接地易发生的的问题有以下几个方面:① 低压电缆接地不良或不规范,工艺要求不规范等。造成低压电缆的铠甲接地只采用数股铜线在钢铠上绑扎几圈,而后普遍用塑料带将端头包扎成型后,再引出接地线。或还有些电气装置没有接地的母线与零线、地线与盘箱柜的金属部分连接不规范,低压电缆的心线也不压接接线端子,甚至更有甚者将电源电缆的心线与负荷的零线或地线用绑线扎在一起,形成了不规范的“鸡爪连接”的不可靠连接方式。在制作低压电缆中间接头时,对相线连接质量比较重视;对于电缆心线的连接,便不够重视;从而对于电缆铠甲的连接质量差,易发生事故等问题。② 低压电缆接地线断不规范。由于过去采用低压电网用的是三相四线制供电方式,与之相应的四芯电缆的中性线除作为中性线要通过三相不平衡电流外,还要作为保护的接地线,成为电缆的断零线。低压电缆断零原因主要有:第一中性线截面过小。过去有一错误观念是低压电缆的断零线截面可小于相线,只需通过三相不平衡电流,其电压值较小,常将断零线截面取为相线截面的1/2或1/3。殊不知断零线在电缆线路发生单相接地故障时,还要通过短路电流,必须具备短路电流热效应的线,才能承受能这种力, 否则极易发热严重或烧断线芯,形成故障。第二低压电缆线因年久失修,腐蚀断线。以前的接地装置,大都采用圆钢、扁钢、角钢或钢管等碳素钢材。因腐蚀氧化严重,经数年后不是断线,就是接地电阻变高而形成故障。

下面介绍高压电力电缆易发生的事故原因:1)是高压电缆接地不良,形成电力电缆事故。高压电缆接地问题较为复杂,接地不良因素颇多,主要表现为:① 接地线焊接不牢。高压电缆接头制作工艺简单,方便安装施工,因此而使一些单位员工忽视了接头制作质量,对接地线焊接更不重视,导致事故因素。② 铜带屏蔽层过流能力较弱。采用铜带屏蔽电缆的铜带厚度至少应为0.12mm(单芯线)和0.1mm(三芯线),规定在电缆制造时,要求铜带连接应熔焊或铜焊,但因我们在电缆施工中发现一些公司生产的电缆采用锡焊,更有甚者采用搭接后包以塑料自粘带加以应付。目前我国电缆制造行业对中低压电缆金属屏蔽层截面计算方法,没有考虑铜带搭接后引起的接触不良情况情况,这种计算方法对于新生产的电缆比较适合;但在运行或存放一定时间后会由于铜带松动、氧化等原因,使搭接处电阻增大或接触不良。易造成短路电流不是按轴向流动,而是沿螺旋方向流动,此时,屏蔽层的电阻主要取决于铜带厚度和总长度。这些因素都会造成接地不良现象。③ 接地线接触不良。近年来电缆线及其附件已形成配套供应,厂家为了降低成本,附件配套接地线的长度只有500mm左右,作完电缆头后所剩很短,只能就近接地,多数是接在电缆卡具的固定螺栓上,由于油漆和锈蚀等影响,也会产生接地端子接地不良的现象。2)高压电缆接地断线,形成电力电缆事故。其主要形成的原因有以下几点:首先是铜带屏蔽层意外损伤或断裂,造成电力电缆的事故。其次是电力电缆本身接触不良,大电流冲击的烧断,造成电力电缆的事故。再次是电力电缆接地线焊接、绑扎不牢,或端头固定时接地线受力后与电缆屏蔽层脱离,造成电力电缆的事故。还有是电力电缆的接头处进水、进潮、腐蚀、电解造成断裂等因素,电力电缆事故。最后是高压电缆因客关因素无法接地等现象。如在一些特殊环境,如城市街道、矿山、井下、还有城市供电的箱式变电所等处,由于条件等的限制,只能借助高低压电缆的屏蔽层、护套及低压电缆的零线形成复合的接地网。这样就会形成高压电缆金属屏蔽层断裂或接地线脱离,易造成高压电缆无接地,从而形成电力电缆的事故。

2 电力电缆装置时应注意的事项

我们知到,在现代生活中,电力电缆装置绝大部分是隐蔽性的,其运行管理工作有其很强的特殊性和专业性。电缆接地质量好与坏,直接关系到人身安全、电力系统的安全运行、终端的使用状况等。部分电缆施工安装人员和运行管理人员对电缆接地的重要性缺乏足够的重视。所以加强学习、提高素质、提高认识,掌握或防范接地不良故障的有效方法,应该注意以下几点:

1)首先要正确选用电缆质量。随着市政建设的大力发展,各种楼房高层、超高层建筑的崛起,单相用电设备的大量增加,电网中有相当多的电气设备不断增加,所以经常出现三相负荷不平衡现象等,电能在运行中会经常产生谐波扰动,造成三次谐波的存在。一般负荷三相电流相等时,其基础波相位角互差不会超120度,它在中性线上的矢量和为零。但是各相的三次及其倍数谐波在中性线上却处于同一相位,它们的波,不是互相抵消,而是互相叠加。当谐波电流含量大或超载时,中性线电流可能等于甚至超过相线电流。由此而引起的电气火灾等隐患,所以为保证供电更安全、更可靠,无论是高压电缆还是低压电缆,无论用于何种场所,均应注重对电缆质量的选择或电缆均应有铠甲或屏蔽为好。

2)保证电缆的接地线截面与其交联电缆接头在制作中,铜屏蔽层、铠甲层等应分别连接不得中断或两者间不加绝缘分隔层出现。也就是说无论何种电缆,接地线连接必须安全可靠,杜绝出现断线或接触不良,导致防护层击穿放电引发火灾等现象。

3)必须作好进户电缆防雷保护、塔灯照明、微波站和计算机房电源电缆等远程条件的设置等工作,确保让百姓使、用的安全、放心。

4)健全建立电缆运行状况制度和接地问题的相关措施,制定反事故先观措施。确保电力电缆安全运行。

3 结束语

安全是现代社会的主题,企业的安全管理是企业一切工作的基本保障。作好人员管理、现场管理也是为企业顺畅发展、安全管理提供基础保障。

篇4

电力电缆在城市电网中的应用越来越广泛,对城市的电力发展具有重要的作用。但是由于制造缺陷、机械损伤、安装质量、雷击现象、绝缘老化等原因,电缆故障时有发生,给社会的经济和生活造成了重要的影响。当电力电缆发生故障后,如何有效的分析电缆故障,根据电缆敷设的参数和环境,通过有效的探测方法,准确的判定故障的位置与原因,并进行快速的处理,提高电能恢复的速度。

一、电力电缆常见的故障

高压电缆或低压电缆在运行的过程中,由于施工安装、过负荷运行、外力作用、绝缘老化、环境变化等原因造成电力故障,影响电力的正常供应,主要的故障如下:

1.机械损伤:在施工安装的过程中,没有按照操作规程进行施工,造成电力电缆的机械损伤。

2.绝缘故障:由于环境的变化引起电缆的绝缘受潮、绝缘老化变质。

3.过电压:电路长期处于过电压的影响,容易造成电缆的老化。

4.质量不合格:电缆出厂时不能够满足要求,存在工艺、材料的缺陷。

5.运行维护不当:电缆护层的腐蚀、电缆的绝缘物流失,引起电缆故障。

二、高压电缆故障的探测的步骤

对于高压电缆常见的故障,一般的方法很难进行诊断,需要采用专门的仪器和方法进行测试和判定。

1.高压电缆故障性质诊断与测试

高压电缆故障性质的判断,首先根据故障的性质进行分析:故障电阻是高阻还是低阻、是闪络还是封闭性故障、是接地、短路、断线或者它们的混合、是单相、两相或者三相故障,通过分析之后,确定故障的性质,能够方便检修人员在较短的时间内确定电缆故障测距与定点方法。

2.高压电缆故障测距

高压电缆故障测距首先要进行简单的估计,便于进行下一步测试,在电缆的一端使用对应的测试仪器对故障进行分析,初步确定故障距离,有利于缩短故障点的范围,节省检修的时间。

3.故障点精确定位测定

按照故障测距所估算的结果,初步估算出故障点的位置和故障的类型,就可以对故障进行精确的测试,可以采用对应的故障测试方法确定故障点的准确位置。

三、高压电缆故障的定位测试

电缆故障的测试在经过估算之后,需要对关键点进行测试,故障测距是否精确直接影响故障点距离的判断。

1.高压电缆故障测距的方法

故障测距常用的测试方法是电桥法(有电阻电桥法,电容电桥法)。它的优点是简单,方便,精度高,能够快速的定位,缺点是不适于高阻或闪络性故障。但是在实际的电缆故障一般是高阻与闪络性故障,采用电桥法比较困难。近年来,在现代电力电子技术快速发展的情况下,电缆故障测试技术有了新的发展,如脉冲电流法、路径探测法、路径探测的脉冲磁场法,以及利用计算机技术对磁场与声音信号时间差寻找故障位置的方法等,将故障测试方法引入智能化阶段。对于故障检测的方法很多,但是在实际的测试过程中,要考虑故障的类型选择合适的测试方法进行测试,常见的电力电缆具体故障类型及对应采用的检测方法详见表1所示。

2.电桥法

电桥法就是用双臂电桥的方法,测出电缆芯线的直流电阻值,根据电缆长度与电阻自己的正比例关系,计算出电缆的故障点,这种方法简便,容易操作,这种测距方法的原理是将被测电缆故障相与非故障相短接,电桥两臂分别接故障相与非故障相,调节电桥两臂上的一个可调电阻器,使电桥平衡,通过测量实际的电阻值,计算故障点。电桥法工作原理如图1所示,即被测电缆末端无故障相与故障相短接,电桥两输出臂接无故障相与故障相,形成一个完整的桥接回路。

在图1中:R1为已知测量电阻;R2为精密电阻箱;R3为故障点通过跨接线到另一端的电阻;通过测量电阻,就可以计算L为电缆长度;Lx为电缆一端至故障点的距离。

3.高压电缆故障测距的试验分析

在某段电缆型号为ZQ20-3×240+1×120的输电段线路,长度约为200m。在运行过程中中控室收到电缆故障信号,产生故障,自动装置自动跳闸。运用上面讲述的方法和电缆探测步骤的方法,经初步判断为断线故障,可以采用电桥法进行粗测,最后通过准确的计算机,可以求出故障的关键点。利用电缆故障测试仪可以测出相应的策略数据:

按照电桥平衡原理,对线路进行测试,通过计算分析可以得数据结果如表2所示。

对表2的数据进行分析,采取平均值的计算方法,可以测距结果为故障点距配电屏172米左右,这样就可以确定线路的故障点。

四、结论

随着对电缆应用的广泛应用,可以将多种测量方法混合使用来测量线路的故障点,就故障的具体问题进行具体分析,根据电缆的故障类型,电缆的敷设特点以及电缆所处的环境等因素综合考虑,选择合适的测量方法,采用合适的方法来进行故障的测距和定点工作,缩减电力电缆故障处理时间,提高用电可靠性,大大减少了停电的损失。

参考文献

[1]李国信,张晓滨,高永涛.电力电缆测试方法与波形分析[J].中原工学院学报,2010(6).

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