SF6開關(guān)終端電纜線路故障電橋測(cè)試法的運(yùn)用

沈寅喆 虞曉巍

（1.國(guó)網(wǎng)上海市電力公司檢修公司，上海 200072；2.上海久隆電力（集團(tuán)）有限公司變壓器修試分公司，上海 200436）

SF6開關(guān)終端電纜線路故障電橋測(cè)試法的運(yùn)用

沈寅喆1虞曉巍2

（1.國(guó)網(wǎng)上海市電力公司檢修公司，上海 200072；2.上海久隆電力（集團(tuán)）有限公司變壓器修試分公司，上海 200436）

利用SF6開關(guān)桶體外的接地閘刀的引出接地排作為電纜兩相間的跨接線進(jìn)行電橋法測(cè)試故障點(diǎn)，可以精確電纜故障點(diǎn)的范圍，減少直流聲測(cè)定點(diǎn)的時(shí)間，減少直流聲測(cè)對(duì)絕緣層的損傷。通過電橋法的正接法和反接法對(duì)兩端分別測(cè)試然后對(duì)數(shù)值進(jìn)行平均的方法減少誤差，發(fā)生周圍雜散電流影響計(jì)流器造成指針晃動(dòng)，可在計(jì)流器中串接線圈過濾雜散電流減少指針晃動(dòng)，測(cè)試中要把電橋調(diào)平衡讀數(shù)要準(zhǔn)確，以減少人為誤差。

交聯(lián)電纜線路故障 SF6開關(guān)端 電橋測(cè)試法

隨著電力科技的訊速發(fā)展，電網(wǎng)輸、變、配設(shè)備越來越小型化，SF6開關(guān)設(shè)備越來越廣泛運(yùn)用，110KV電纜也逐步替代35KV電纜成為上海城市配電網(wǎng)的骨架。由于110KV電纜優(yōu)先采用交聯(lián)聚乙烯絕緣，這種絕緣不宜過多的進(jìn)行直流聲測(cè)定點(diǎn)，又因?yàn)椴僮魅藛T實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)不同，測(cè)得的故障點(diǎn)范圍相差較大。如果采用電橋測(cè)試法對(duì)故障進(jìn)行初測(cè)的話，可以精確故障點(diǎn)的范圍，減少直流聲測(cè)定點(diǎn)的時(shí)間，從而減少直流聲測(cè)對(duì)絕緣層的損傷。

SF6開關(guān)設(shè)備結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，按電橋法測(cè)試的技術(shù)要求無法對(duì)電纜終端兩相進(jìn)行跨接，只能借用SF6開關(guān)的接地閘刀，這樣會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。為了減少誤差，可通過兩端分別測(cè)試然后對(duì)數(shù)值進(jìn)行平均。

SF6開關(guān)電纜終端的特點(diǎn)：電纜終端處于SF6開關(guān)的桶體內(nèi)，桶體是全密封的，桶體內(nèi)充滿高壓力的SF6氣體。其線路接地閘刀的引出接地排是在SF6開關(guān)的桶體外面的，閘刀頭和電纜終端裸露部分緊密接觸，接觸電阻良好，并且每相是單獨(dú)接地的。

1 電纜故障電橋測(cè)試法

1.1 原理

電橋測(cè)試法是在電纜線路測(cè)試端，將良好相和故障相導(dǎo)體分別作為電橋的兩個(gè)橋臂接在測(cè)試儀器上，將另一端兩相導(dǎo)體跨接以構(gòu)成回路。調(diào)節(jié)電橋，當(dāng)電橋平衡時(shí)，對(duì)應(yīng)橋臂電阻乘積相等，而作為電橋兩個(gè)橋臂的電纜導(dǎo)體的電阻值與其長(zhǎng)度成正比，于是可把電纜導(dǎo)體電阻之比轉(zhuǎn)換為電纜長(zhǎng)度之比，根據(jù)電橋上可調(diào)電阻和標(biāo)準(zhǔn)電阻數(shù)值，即可計(jì)算出電纜故障點(diǎn)初測(cè)距離。電橋測(cè)試法精度較高，一般測(cè)試誤差在0.3%—0.5%。

1.2 測(cè)試方法

以QF1—A型電纜探傷儀（電橋）為例：

QF1—A型電纜探傷儀（電橋）是應(yīng)用電橋法原理制作的電纜故障測(cè)試設(shè)備，它由橋體、直流指零儀和交直流電源三部分組成。

測(cè)試單相接地、相間短路故障。

通過開關(guān)切換使電纜接地點(diǎn)兩側(cè)的電纜導(dǎo)體成為電橋的兩個(gè)橋臂。

完好相的電纜導(dǎo)體接到探傷儀（電橋）的A端，故障相的導(dǎo)體接到B端，習(xí)慣上稱為“正接法”。其中Rx為雙十進(jìn)電阻盤和一個(gè)滑線電阻，電阻值是100歐姆；Lx為測(cè)試端到故障點(diǎn)的電纜導(dǎo)體長(zhǎng)度，2L—Lx為二倍電纜導(dǎo)體長(zhǎng)度減去測(cè)試端到故障點(diǎn)的電纜導(dǎo)體長(zhǎng)度。

當(dāng)電橋調(diào)節(jié)平衡時(shí)，則Rx/（1—Rx）= Lx/（2L—Lx）所以Lx=2L R x

為了減少測(cè)量誤差，常將完好相的電纜導(dǎo)體和故障相的電纜導(dǎo)體接到儀器A、B端的引線調(diào)換后再測(cè)量一次，稱為“反接法”，當(dāng)電橋調(diào)節(jié)平衡時(shí)的關(guān)系式為（1—Rx）/ Rx= Lx/（2L—Lx）所以Lx=2L（1—Rx），取“正接法”和“反接法”兩次測(cè)量的平均值即為電纜線路從測(cè)試端到故障點(diǎn)的初測(cè)距離。

1.3 測(cè)試應(yīng)注意事項(xiàng)

（1）故障電纜線路如果由不同的導(dǎo)體材料或不同截面積的導(dǎo)體連接在一起的，應(yīng)按其電阻值換算到同一材料、同一截面積的等值長(zhǎng)度，換算成等值長(zhǎng)度后的電阻值應(yīng)和換算前實(shí)際長(zhǎng)度的電阻值相同。（2）跨接線截面要盡可能大些，長(zhǎng)度盡可能短些，并應(yīng)連接良好，使接觸電阻盡可能小些，因?yàn)檫@些部分的電阻都會(huì)影響電橋法測(cè)試結(jié)果的正確性。

2 案例

在2005年7月15日的工作中，對(duì)民和站到廣粵站的110KV民粵1284電纜故障進(jìn)行測(cè)試，電纜總長(zhǎng)2050米，截面積800平方毫米的交聯(lián)聚乙烯絕緣，導(dǎo)體截面都是相同的，電纜路徑是全排管敷設(shè)，兩終端是SF6開關(guān)。發(fā)生A相接地故障，測(cè)的故障相接地電阻為20千歐，當(dāng)時(shí)的情況是低壓脈沖法、直閃法、沖閃法等故障初測(cè)法都不能確定故障點(diǎn)的大致范圍，只有用電橋法才能確定出故障點(diǎn)的大致范圍。使用電橋法時(shí)，另一端必須兩相跨接，跨接線必須短而粗并且接觸良好（通常實(shí)際工作中使用截面240平方毫米長(zhǎng)度0.5米的多股軟銅線）。但碰到的問題是兩終端都是SF6開關(guān)，兩相無法跨接，如要接觸到電纜終端的裸露部分，就必須將氣體抽出再打開桶體，那將費(fèi)時(shí)3至4小時(shí)。即使打開了桶體，也很難保證在做導(dǎo)體跨接時(shí)不影響到裸露的部分，因?yàn)橛忻虝?huì)影響線路的安全運(yùn)行。后來考慮到SF6開關(guān)的接地閘刀的引出接地排是在SF6開關(guān)的桶體外面的，閘刀頭是和電纜終端緊密接觸的，接觸電阻良好，而且每相接地閘刀是分別接地的，當(dāng)時(shí)就考慮把接地閘刀引出銅排的接地端拆開，然后把兩相跨接作為兩相終端的跨接線，但問題是接地銅排的截面較?。?20平方毫米），其電阻值相對(duì)于電纜導(dǎo)體（800平方毫米）的電阻電阻值相差較大，并且每相接地銅排長(zhǎng)度有一米，兩相跨接后跨接線長(zhǎng)度就達(dá)2米，那么換算成截面800平方毫米就相當(dāng)于電纜長(zhǎng)度增加了13.3米，對(duì)測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度有些影響。

當(dāng)相間跨接線電阻與電纜導(dǎo)體電阻相差較大時(shí)，電橋測(cè)得的故障點(diǎn)要比實(shí)際故障點(diǎn)向測(cè)試端偏移。假設(shè)在理想狀態(tài)下，線路從甲站到乙站全長(zhǎng)2000米，實(shí)際故障點(diǎn)離甲站距離400米，那么相間跨接良好的話，用電橋在甲站測(cè)得的正接法數(shù)值應(yīng)為0.1，故障點(diǎn)離甲站距離Lx=2*L*Rx=2*2000*0.1=400m，與實(shí)際故障點(diǎn)相符。如果相間跨接不良，會(huì)使線路等價(jià)長(zhǎng)度變長(zhǎng)，假設(shè)長(zhǎng)度變?yōu)?050米，用電橋在甲站測(cè)得的正接法數(shù)值變?yōu)?.097，由于實(shí)際上我們并不知道線路等價(jià)長(zhǎng)度變化多少，所以還是用線路全長(zhǎng)計(jì)算故障距離，故障距離就變?yōu)長(zhǎng)x=388m，不到實(shí)際故障點(diǎn)。反之，在乙站測(cè)得的故障距離從乙站算不到實(shí)際故障點(diǎn)，而從甲站算超出實(shí)際故障點(diǎn)

表1

也就是說，在民和站測(cè)得的故障點(diǎn)應(yīng)該是從民和站方向出去不到實(shí)際故障點(diǎn)，而在廣粵站測(cè)得的故障點(diǎn)應(yīng)該是從民和站方向出去超過實(shí)際故障點(diǎn)，由于電纜兩端都是相同的SF6開關(guān)，誤差大致相

……

……同，所以可以用兩端分別測(cè)試并把數(shù)值平均一下來減少誤差。

實(shí)際測(cè)試結(jié)果：廣粵站端跨接，在民和站端測(cè)得的故障數(shù)據(jù)是：正接法Lx=322.3米，反接法Lx=315.7米，正反接法數(shù)值平均后民和站向廣粵站方向318.9米；民和站端跨接，在廣粵站端測(cè)得的故障數(shù)據(jù)是：正接法Lx=1680.2米，反接法Lx=1676.9米，正反接法數(shù)值平均后廣粵站向民和站方向1678.6米，也就是民和站向廣粵站方向371.4米；二次平均以后的數(shù)據(jù)是民和站向廣粵站方向345.2米。而經(jīng)過后來的聲測(cè)定點(diǎn)法確定的實(shí)際故障點(diǎn)的距離是民和站向廣粵站方向340米，誤差5.2米誤差率0.25%在一號(hào)絕緣接頭工井靠民和站方向排管內(nèi)。

表1說明借用SF6開關(guān)的接地閘刀的引出接地排作為電纜兩相間的跨接線再對(duì)兩端測(cè)試數(shù)值進(jìn)行平均的方法是可行的。

3 結(jié)語

理論上當(dāng)故障點(diǎn)的接地電阻小于100千歐時(shí)可采用QF1—A型電橋，大于100千歐時(shí)可采用高壓電橋，但實(shí)際工作中一般大于80千歐就采用高壓電橋。因?yàn)楫?dāng)故障電阻大時(shí)，其回路電流就會(huì)變小I=U/R，從而引起計(jì)流器擺動(dòng)不明顯，造成測(cè)試誤差增大。例如2005年2月2日在班溪站班29電纜線路耐壓故障測(cè)試工作中，故障電阻83千歐，用QF1—A型電橋測(cè)得的故障點(diǎn)距離比實(shí)際故障點(diǎn)相差25米，而用高壓電橋只相差7米。

測(cè)試時(shí)，如發(fā)生周圍雜散電流影響計(jì)流器造成指針晃動(dòng)，可在計(jì)流器中串接線圈過濾雜散電流減少指針晃動(dòng)；測(cè)試前先要把計(jì)流器調(diào)零，測(cè)試中要把電橋調(diào)平衡讀數(shù)要準(zhǔn)確，以減少人為誤差；使用電橋時(shí)要注意人身安全，特別是使用高壓電橋；在計(jì)算測(cè)試結(jié)果時(shí)，要分清測(cè)試端和跨接端以避免發(fā)生測(cè)試結(jié)果倒算。

利用電橋測(cè)試法可縮小故障點(diǎn)范圍，減少直流聲測(cè)定點(diǎn)的時(shí)間，使直流聲測(cè)對(duì)交聯(lián)聚乙烯絕緣層的損傷得以減輕，同時(shí)可以縮短故障搶修時(shí)間。

［1］史傳卿.主編.《電力電纜安裝運(yùn)行技術(shù)問答》.

［2］史傳卿.主編.職業(yè)技能培訓(xùn)教材《電力電纜》.

［3］《高壓電纜線路》.