华意电力是一家专业研发生产电缆故障测试仪的厂家,本公司生产的电缆故障测试仪在行业内都广受好评,以打造最具权威的“电缆故障测试仪“高压设备供应商而努力。
在电力系统中,电缆的正常运行直接影响着整个电力系统工作的基础:因此,为了保证整个工作环境能够在一个可靠的氛围下运行,对电缆的及时诊断就显得尤为重要。随着生产科技的不断发展,在此基础上也使我国的电力系统呈现出了深层次的发展空间。就电力系统的基础设施而言,电缆的线路也开始变得更加复杂,电容量也日益增大,这就给预防性试验带来了很大的困难,而且在长期运行中累积的经验表明这种定期的预防性试验存在诸多弊端。本文主要是从电缆的故障诊断开始分析,深入探讨了造成电缆故障产生的原因与具体的解决策略。
1 电缆故障原因
1.1 外力破坏
外力破坏造成电缆故障产生的一个主要原因,在生活过程中随着城市化进程的不断加速,对城市的规划也在激烈的进行着,也正是由于在改造过程中诸如自来水、煤气、通讯、市政、路桥、房地产、绿化等项目的不断施工在很大程度上造成了电缆故障的产生。例如,在进行机械开挖、人工打桩时,由于缺乏对施工领域内的相关设施的核对,便很容易造成电缆接地而产生的短路现象。此外,安装、固定不牢的情况下也会造成电缆错位、摩擦、变形现象的出现。
1.2.1 电缆外护套破损
造成这种现象出现的原因主要是由于在敷设的时候,野蛮的拖拉,损伤电缆外护套所造成的,正是由于外套的损坏,使其内部进水受潮,导致了事故发生。
1.2.2 环境潮气、湿度偏大
由于在电缆头的制作过程中,环境潮气、湿度偏大的原因比较容易造成电缆的局部受潮,从而使其绝缘性能下降,逐渐演化成贯穿性的通道,导致了电缆击穿事故的发生。
1.2.3 中间接头密封不良
中间接头的密封不良也是造成电缆事故发生的主要原因之一。由于电缆中间接头的密封不良,容易使潮气与水分通过中间接头进入绝缘体内部,从而造成中间接头绝缘受潮劣化。
1.2.4 导体连接管压接不良
这种现象主要表现为导体连接管打磨的相对粗糙,尤其是在压接管口边缘处常常有尖角、毛刺的产生。
1.3 电缆自身质量问题
电缆自身的质量缺陷也常常会引起电缆内部绝缘进潮,强度下降的现象的发生。特别是近年来,随着市场竞争的不断加剧,部分企业为了在竞争中赢得更大的利润,逐渐在生产过程中偷工减料、运用质量较低的材质进行生产,这也就在一定程度上给电缆自身的质量问题造成了潜在的隐患。
1.4 过负荷运行
根据文献统计,大约有72%的电缆线路由于长期运行在超负荷、缺少及时维护的状态下,再加之散热环境较差,尤其是在夏季,由于环境温度相对较高,使这些电缆的自身的热量无法散出,这也在一定程度上损耗了电缆寿命。
2 电缆易出现故障部位分析
总体而言,在电缆中相对容易产生故障的部位主要有绝缘、附件和外护套3 个部分。
2.1 绝缘问题
绝缘老化主要可以分为树枝状老化、电- 热老化及附件材料老化三种类型。老化现象主要出现在电缆运行的后期阶段,从而导致在后期阶段的故障率大大出现。研究表明,当电缆内部的绝缘介质在电场的作用下容易产生游离从而使电缆的绝缘性能大大降低。此外,电缆的散热也会容易造成电缆的绝缘层老化变质。其原理机制主要便是由于在电缆绝缘内部,由于气隙所产生的电游离造成了电缆的局部过热,从而造成了绝缘层的进一步碳化。就安装施工而言,由于在安装过程中没有切实考虑到电缆的散热环境,也容易加速造成电缆的绝缘层的进一步损坏。
2.2 附件问题
传统观点认为,电力电缆受外界环境以及人为因素的影响较小,因而,其安全性能和可靠性会很高。事实上,在实际的操作过程中,往往正是由于施工的问题会造成在运行中容易出现纰漏。相关研究表明,在电缆的故障中,电缆的附件故障出现率大约是电缆故障中的27%。其宏观方面则主要可以表现为复合界面放电和附件材质早期老化两个方面。总体而言,造成电缆附件故障出现的主要原因便是由于在制作的过程中工艺不精,从而使在附件中有气泡、水分、杂质等现象的出现,导致了局部放电而引起绝缘击穿。
2.3 中间接头、终端头制作质量粗糙
1)在对电缆的半导体进行处理的过程中,由于损坏了电缆的内绝缘或者使电缆的绝缘表面覆盖上了灰尘、杂质等微粒等等,都会导致在电缆投入运用的后期在电场的作用产生游离,导致绝缘性能的减弱;
2)在具体的施工过程中,如果导线压接的质量很低的话,便会在使接头在接触的时候因电阻过大而导致发热现象的出现,也会因热收缩过渡导致等绝缘老化现象的出现,继而进一步加速了绝缘层的老化,导致电缆的接地短路或相间短路;
3)第三种典型的表现便是由于电缆接头的施工过程不规范造成的。在不规范的前提下,导致电缆在投入运行以后会使内部收到潮气,水分的侵蚀,从而引起中间接头的绝缘部分进一步劣化。严重时会影响到整个绝缘体部分,最后导致击穿故障的出现;
4)导体连接管压接不良。前面已经讲述了连接管压接不良对电缆的危害,事实上,这连接管的压接处也正是电缆故障多发的一个部位。正是由于其连接处存在着不同程度的尖角与毛刺,所以导致了在这些部位容易产生局部放电现象的出现,继而也导致了击穿事故的发生。
3 诊断方法
近20 年来,为了保障电力电缆的安全运行,电力电缆绝缘诊断技术得到了快速的发展。总结起来主要有两大类检测手段。一种是离线诊断技术,其中又包含有介质损失角正切试验、局部放电试验及耐压试验3 种检测方法。另外一种则是在线监测方法,这其中又包含有8 种不同的检测方法。
4 结论
从本文的分析可知,电力电缆故障的发生主要是由于电缆的过负荷运行、外力损伤、不规范的安装施工及电缆本体的质量问题引起的,发生部位主要集中在电缆接头、外护套和电缆绝缘上,并通过局部放电、水树枝、电化树枝及电树枝等形式使电缆绝缘逐步老化,最终发生击穿故障。