一種非金屬性接地故障及其故障點定位的方法

張文武，程 沖（國電福州發(fā)電有限公司，福建 福州 350309）

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一種非金屬性接地故障及其故障點定位的方法

張文武，程 沖
（國電福州發(fā)電有限公司，福建 福州 350309）

〔摘 要〕介紹了某火力發(fā)電廠斗輪機6 kV電纜發(fā)生非金屬性接地故障導(dǎo)致跳閘停運事故，分析在沒有電纜故障測試儀的情況下3種查找故障點的方法，提出采用直流耐壓儀加壓與紅外成像儀掃描的技術(shù)快速定位故障點的方法，保證設(shè)備及時恢復(fù)運行。

〔關(guān)鍵詞〕電纜；接地點；直流耐壓儀；紅外成像儀

0 引言

電力已經(jīng)成為當(dāng)代人們生活和工作不可或缺的組成部分。電纜在用電過程中扮演著重要的角色，一旦電纜線路發(fā)生故障，就會造成通訊或電力的中斷。如不能及時查出故障并迅速予以排除，就會造成很大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會影響。因而，快速查找、排除電纜故障已經(jīng)成為當(dāng)前電力企業(yè)的重點工作之一。

現(xiàn)在國內(nèi)外都有比較先進(jìn)的電纜故障測試儀，可以快速準(zhǔn)確判斷電纜故障類型及故障點。但在沒有電纜故障測試儀的情況下，用傳統(tǒng)試驗設(shè)備快速準(zhǔn)確找到故障點，特別是高阻非金屬性接地故障點，也是電氣維護(hù)人員需要掌握的技能。現(xiàn)結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場發(fā)生的電纜故障，分析在不使用電纜故障測試儀的情況下查找故障點的方法。

1 事件發(fā)生及處理過程

某2×600 MW火力發(fā)電廠斗輪機因6 kV電纜發(fā)生接地故障跳閘停運。經(jīng)查，該斗輪機6 kV側(cè)開關(guān)綜保裝置零序保護(hù)動作，開關(guān)跳閘，就地檢查未發(fā)現(xiàn)明顯故障點。

該斗輪機的開關(guān)是2號高廠變B分支上的一個饋線開關(guān)。根據(jù)故障波形可以看出，故障發(fā)生時B相電壓約降低到1.8 kV（正常相電壓為3.46 kV），A相電壓約升高到5.68 kV，C相電壓約升高到4.63 kV，2號高廠變B分支零序電流最高值為262.5 A。通過電壓、電流值可以判斷，B相發(fā)生非金屬性接地故障，從而導(dǎo)致斗輪機6 kV側(cè)開關(guān)綜保裝置零序保護(hù)動作（零序保護(hù)定值為200A，0.1 s）。由于該斗輪機的電纜總長有2 000多m，在就地通過轉(zhuǎn)接箱轉(zhuǎn)接，從轉(zhuǎn)接箱用兆歐表分段測絕緣排查，最終確定故障出現(xiàn)在斗輪機卷纜上。這段電纜長度100多m，屬于軟電纜，對其外觀進(jìn)行檢查，并未發(fā)現(xiàn)明顯的燒焦、燒糊、破損點，但測量電纜對地絕緣只有幾百千歐。

在沒有專用故障測試儀器的情況下，電氣維護(hù)人員嘗試用以下3種辦法查找故障點。

（1） 方法1：用交流電焊機對電纜進(jìn)行通電流，當(dāng)電流通過后，故障點會故障發(fā)熱。可以通過測量溫度，對故障點進(jìn)行判斷。

過程及結(jié)論：將電纜接入電焊機系統(tǒng)后，由于故障點屬非金屬性接地，接地電阻較大，電焊機電壓太低，幾乎沒有電流，加壓超過10 min，電纜溫度沒變化，因此用交流電焊機加壓無法定位此種非金屬性接地故障點。

（2） 方法2：用直流耐壓儀對電纜做耐壓試驗，加壓到一定電壓使電纜故障點擊穿。

過程及結(jié)論：用直流耐壓儀對電纜直接加壓，由于電纜整體絕緣性能低，直流耐壓不能通過，且加壓時間短也無法定位故障點。

（3） 方法3：用直流耐壓儀對電纜施加直流電壓（緩慢升壓），故障點由于絕緣性能差，泄漏電流自然增大，持續(xù)加壓，故障點就會發(fā)熱，并采用紅外成像儀對電纜進(jìn)行快速分段掃描。

過程及結(jié)論：用直流耐壓儀對電纜緩慢升壓到6 kV左右，泄漏電流逐漸增大但絕緣沒有擊穿，然后持續(xù)加壓。用紅外成像儀對電纜進(jìn)行分段掃描，很快就發(fā)現(xiàn)有一個發(fā)熱點，在短短的幾分鐘內(nèi)，此點溫度從25 ℃升到55.3 ℃，短時溫升達(dá)到30.3 ℃，而其他位置溫度基本不變。由此判斷，發(fā)熱點即為故障點。將發(fā)熱點剝開檢查發(fā)現(xiàn)，B相屏蔽線已發(fā)黑斷股，并且發(fā)熱點兩端7-8 m內(nèi)屏蔽層都已發(fā)黑，具體如圖1所示。

圖1 故障點示意

采用方法3成功定位了電纜接地點。由于這種卷纜是進(jìn)口電纜，采購周期長，當(dāng)時通過切除故障段，使整根電纜縮短了約20 m，做剩余電纜絕緣測試，結(jié)果正常，然后調(diào)整斗輪機行程限位后，斗輪機恢復(fù)正常運行。

2 結(jié)束語

采用紅外成像儀與直流耐壓儀成功定位了6 kV電纜接地點。該方法操作相對簡單，對試驗設(shè)備要求也不高。特別是在查找電纜非金屬性接地故障時，用電纜故障測試儀靈敏度不高，而利用直流耐壓儀加壓能使故障點發(fā)熱溫度變化明顯，再結(jié)合紅外成像儀掃描測溫更容易查找到故障點。

參考文獻(xiàn)：

1 天津電氣傳動設(shè)計研究所.電氣傳動自動化手冊（第2版）［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2005.

2 李正吾，趙文瑜.新電工手冊［M］.合肥：安徽科學(xué)技術(shù)出版社，2000.

收稿日期：2015-03-30；修回日期：2015-12-20。

作者簡介：

張文武（1971-），男，高級工程師，主要從事火力發(fā)電廠電氣設(shè)備維護(hù)管理工作，email：1060855383@qq.com。

程 沖（1985-），女，助理工程師，主要從事火力發(fā)電廠電氣設(shè)備維護(hù)工作。