一种非金属性接地故障及其故障点定位的方法

张文武，程 冲（国电福州发电有限公司，福建 福州 350309）



一种非金属性接地故障及其故障点定位的方法

张文武，程 冲
（国电福州发电有限公司，福建 福州 350309）

〔摘 要〕介绍了某火力发电厂斗轮机6 kV电缆发生非金属性接地故障导致跳闸停运事故，分析在没有电缆故障测试仪的情况下3种查找故障点的方法，提出采用直流耐压仪加压与红外成像仪扫描的技术快速定位故障点的方法，保证设备及时恢复运行。

〔关键词〕电缆；接地点；直流耐压仪；红外成像仪

0 引言

电力已经成为当代人们生活和工作不可或缺的组成部分。电缆在用电过程中扮演着重要的角色，一旦电缆线路发生故障，就会造成通讯或电力的中断。如不能及时查出故障并迅速予以排除，就会造成很大的经济损失和不良的社会影响。因而，快速查找、排除电缆故障已经成为当前电力企业的重点工作之一。

现在国内外都有比较先进的电缆故障测试仪，可以快速准确判断电缆故障类型及故障点。但在没有电缆故障测试仪的情况下，用传统试验设备快速准确找到故障点，特别是高阻非金属性接地故障点，也是电气维护人员需要掌握的技能。现结合生产现场发生的电缆故障，分析在不使用电缆故障测试仪的情况下查找故障点的方法。

1 事件发生及处理过程

某2×600 MW火力发电厂斗轮机因6 kV电缆发生接地故障跳闸停运。经查，该斗轮机6 kV侧开关综保装置零序保护动作，开关跳闸，就地检查未发现明显故障点。

该斗轮机的开关是2号高厂变B分支上的一个馈线开关。根据故障波形可以看出，故障发生时B相电压约降低到1.8 kV（正常相电压为3.46 kV），A相电压约升高到5.68 kV，C相电压约升高到4.63 kV，2号高厂变B分支零序电流最高值为262.5 A。通过电压、电流值可以判断，B相发生非金属性接地故障，从而导致斗轮机6 kV侧开关综保装置零序保护动作（零序保护定值为200A，0.1 s）。由于该斗轮机的电缆总长有2 000多m，在就地通过转接箱转接，从转接箱用兆欧表分段测绝缘排查，最终确定故障出现在斗轮机卷缆上。这段电缆长度100多m，属于软电缆，对其外观进行检查，并未发现明显的烧焦、烧糊、破损点，但测量电缆对地绝缘只有几百千欧。

在没有专用故障测试仪器的情况下，电气维护人员尝试用以下3种办法查找故障点。

（1） 方法1：用交流电焊机对电缆进行通电流，当电流通过后，故障点会故障发热。可以通过测量温度，对故障点进行判断。

过程及结论：将电缆接入电焊机系统后，由于故障点属非金属性接地，接地电阻较大，电焊机电压太低，几乎没有电流，加压超过10 min，电缆温度没变化，因此用交流电焊机加压无法定位此种非金属性接地故障点。

（2） 方法2：用直流耐压仪对电缆做耐压试验，加压到一定电压使电缆故障点击穿。

过程及结论：用直流耐压仪对电缆直接加压，由于电缆整体绝缘性能低，直流耐压不能通过，且加压时间短也无法定位故障点。

（3） 方法3：用直流耐压仪对电缆施加直流电压（缓慢升压），故障点由于绝缘性能差，泄漏电流自然增大，持续加压，故障点就会发热，并采用红外成像仪对电缆进行快速分段扫描。

过程及结论：用直流耐压仪对电缆缓慢升压到6 kV左右，泄漏电流逐渐增大但绝缘没有击穿，然后持续加压。用红外成像仪对电缆进行分段扫描，很快就发现有一个发热点，在短短的几分钟内，此点温度从25 ℃升到55.3 ℃，短时温升达到30.3 ℃，而其他位置温度基本不变。由此判断，发热点即为故障点。将发热点剥开检查发现，B相屏蔽线已发黑断股，并且发热点两端7-8 m内屏蔽层都已发黑，具体如图1所示。

图1 故障点示意

采用方法3成功定位了电缆接地点。由于这种卷缆是进口电缆，采购周期长，当时通过切除故障段，使整根电缆缩短了约20 m，做剩余电缆绝缘测试，结果正常，然后调整斗轮机行程限位后，斗轮机恢复正常运行。

2 结束语

采用红外成像仪与直流耐压仪成功定位了6 kV电缆接地点。该方法操作相对简单，对试验设备要求也不高。特别是在查找电缆非金属性接地故障时，用电缆故障测试仪灵敏度不高，而利用直流耐压仪加压能使故障点发热温度变化明显，再结合红外成像仪扫描测温更容易查找到故障点。

参考文献：

1 天津电气传动设计研究所.电气传动自动化手册（第2版）［M］.北京：机械工业出版社，2005.

2 李正吾，赵文瑜.新电工手册［M］.合肥：安徽科学技术出版社，2000.

收稿日期：2015-03-30；修回日期：2015-12-20。

作者简介：

张文武（1971-），男，高级工程师，主要从事火力发电厂电气设备维护管理工作，email：1060855383@qq.com。

程 冲（1985-），女，助理工程师，主要从事火力发电厂电气设备维护工作。