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电缆故障的性质|华意电力

发布时间:2016-08-18 09:00:00 浏览次数:3454

 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“高压设备供应商而努力。

一、电缆故障性质的分析

  电力电缆故障是由于故障点的绝缘损坏而引起的,一般故障的类型大体上分为①低阻(短路)故障和断路故障;②高阻泄漏故障和闪络性故障两大类。

  (一)低阻故障和开路故障

  凡是电缆故障点绝缘电阻下降该电缆的特性阻抗,甚至直流电阻为零的故障均称为低阻故障或短路故障(注:这个定义是从采用脉冲反射法的角度,考虑到波阻抗不同对反射脉冲的极性变化的影响而下的。对于电桥法,低阻故障的定义不受特性阻抗概念的限制。)

  这里给出一个电缆特性阻抗的参考值: 铝芯 240m ㎡截面积的电力电缆的特性阻抗约为 10Ω; 铝芯 35m ㎡截面积的电力电缆的特性阻抗约为 40Ω。 其余截面积的铝芯电力电缆的特性阻抗可据此估算。 凡是电缆绝缘电阻无穷大或虽正常电缆的绝缘电阻值相同,但电压却不能馈至用户端的故障均称为开路(断路)故障。

  (二)高阻故障(包括高阻泄漏故障和闪络性故障)

电缆故障点的直流电阻大于该电缆的特性阻抗的故障均为高阻故障。

  (1)高阻泄漏。在作电缆高压绝缘试验时,泄漏电流随试验电压的增加而增加。在试验电压升高到额定值时(有时还远远达不到额定值),泄漏电流超过允许值,称为高阻泄漏故障。

  (2)闪络性故障,试验电压升至某值时,监视泄漏电流的电表指值突然升高,表针且呈闪络性摆动;电压稍下降时,此现象消失,但电缆绝缘仍有极高的阻值,这表明电缆存在有故障。而这种故障点没有形成电阻信道,只有放电间隙或闪络表面的故障便称为闪络性故障。

一般的高阻故障点的性质,可用图 1 等效电路表示。

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图1

  高阻故障的表现形式尽管多种多样,但其本质均表现在图 1 等效电路中的“高阻泄漏故障”上,“高阻泄漏故障”的阻值直接决定了高阻故障的特性,它们可以或者是“高阻泄漏故障”,或者是“高阻闪络性故障”,或者是二者兼有之的故障。

  例如:当 Rs 近似无穷大时,故障点 Js 两端的直流电压可以增至相当高而泄漏电流还不至于超过额定值,完全可能在电压升至额定值前 Js被击穿,从而形成闪络性故障。

  当 Rs 小于一定值,作耐压试验时,由于 Rs 的存在而产生较大的泄漏电流,这样大的泄漏电流将在高压电源的内 阻上产生较大压降,而使Js 两端的电压无法升高,Js 可能就不会被击穿,欲升高压电,泄漏电流势必增加,因此完全可能因泄漏电流大大超过允许值而使继电器保护动作,Js 也就不会再现闪络现象。

二、电缆故障发生的原因

  致使电缆发生故障的原因是多方面的,现将常见的几种主要原因归纳如下。

  (1)机械损伤。很多故障是由于电缆安装时不小心造成的机械损伤或安装后靠近电缆路径作业造成的机械损伤而直接引起的。有时如果损伤轻微,在几个月甚至几年后损伤部位的破坏才发展到铠装铅皮穿孔,潮气浸入而导致损伤部位彻底崩溃形成故障。

  (2)电缆外皮的电腐蚀。如果电力电缆埋设在附近有强力地下电场的地面下(如大型行车、电力机车轨道附近),往往出现电缆外皮铅包腐蚀致穿的现象,导 

  (3)化学腐蚀。电缆路径在有酸碱作业的地区通过或煤气站的苯蒸汽往往造成电缆铠装和铅包大面积长距离被腐蚀。

  (4)地面下沉。此现象往往发生电缆穿越公路、铁路及高大建筑物时,由于地面的下沉而使电缆垂直受力变形,导致 电缆铠装、铅包破裂甚至折断而造成各种类型的故障。

  (5)电缆绝缘物的流失。电缆铺设时地沟凹凸不平,或处在电杆上的户外头,由于电缆的起伏、高低落差悬殊,高处的电缆绝缘油流向低处而使高处电缆绝缘性能下降,导致故障发生。

  (6)长期过荷运行。由于过荷运行,电缆的温度会随之升高,尤其在炎热的夏季,电缆的温升常常导致电缆的较薄弱处和对接头处首先被击穿。在夏季,电缆故障率高的原因正在于此。

  (7)震动破坏。铁路轨道下运行的电缆,由于剧烈的震动导致电缆外皮产生弹性疲劳而破裂形成故障。

  (8)拙劣的技工、拙劣的接头与不按技术安全要求铺设电缆往往都是形成电缆故障的重要原因。

  (9)在潮湿的气候条件下作接头,使接头封装物内混入水蒸气而耐不住试验电压,往往形成闪络性故障。

  在对电缆故障发生原因的分析中,极重要的是要特别注意了解高压电缆铺设中的情况,若电缆外表观察到可疑之 点,则应查阅电缆安装铺设工作完成后的正确记录,这些记录应包括这 样的细节:铜芯或铝芯导线的截面积;绝缘方式;各个对接头的精确位置;三通接头的精确位置;电缆路径的走向;在地下关系中,某一电缆到别的电缆或接头的情况(这一点,特别要注意)以及两种不同截面积的电缆对接头的精确位置;有无反常的铺设深度或者有特别的保护措施,如钢板、穿管和排管等;电缆铺设中的技工和技术员的姓名(这也常常是提供重要线索的来源之一);历次发生故障的地点及排除经过。

  当欲快速定位故障时,所有这些资料是非常有价值的。由于制造缺陷而造成的电缆故障是不多的,因而,对于事故的其它原因分析,如果充分考虑到上述细节,将使电缆维修技术人员得到巨大的好处。 

  当电缆发生故障后,如何准确快速地查找故障点,修复故障,尽快恢复供电,是长期困扰我们的一项难题。华天电力根据技术人员多年的工作经验,罗列了一些主要的故障类型,浅析了故障原因,介绍常用的故障点的查找方法并在此基础上提出一些故障的防范措施。

(一) 据电缆故障点的绝缘电阻分类  

 1、开路(断路)故障:  

  凡是电缆绝缘电阻无穷大或虽与正常电阻的绝缘电阻值相同,但电压不能馈至用户端的故障。(低压脉冲测试时故障有反射,且反射波与发射波同相)。  

2、低阻(短路)故障:  

  凡是电缆故障点的绝缘电阻小于该电缆的特性阻抗,甚至直流电阻为零的故障均称为低阻故障或短路故障(低压脉冲测试时故障有反射,且反射波与发射波反相)。  

3、高阻故障:  

  电缆故障点的直流电阻大于该电缆的特性阻抗的故障均称为高阻故障(低压脉冲测试时故障无反射)。

  高阻故障可分为两种故障形式:  

  高阻泄漏性故障:在做电缆高压绝缘试验时,泄漏电流随试验电压的升高而增加,试验电压升高到额定值时(有时还远远达不到额定值),而泄漏电流超过了允许值。  

高阻闪络性故障:试验电压升至某值时,泄漏电流突然升高,监视泄漏电流的表针闪络性摆动,电压稍下降时,此现象消失,但电缆绝缘仍有极高的阻值。  

(二) 据电缆故障发生的方式分类  

  1、击穿故障  

  电缆在做预防性试验时,由于较高直流电压的作用,使电缆隐患处被击穿。这种故障多为相对地的闪络性高阻故障。

  2、行击穿故障  

  这种故障是电缆运行在工作电压时所发生的故障,一般多为相间或相对地的高阻或低阻故障。

(三)根据故障发生的部位分类  

 1、本体故障  

  由于各种原因,诸如人为因素,如过负荷运行,外力破坏等,还有物理化学性腐蚀,自然老化等造成的各种性质的故障。

  2、接头故障  

  电缆始终端头,中间接头等部位发生的故障。一般多见于泄漏性高阻故障。

  电缆故障的防范措施

  1. 抓施工源头,确保新投电缆不留隐患,2015年加强电缆工程施工验收管理,严格按照电缆验收标准化指导书执行。建立标准化验收流程,对新投运的电力电缆,提前介入,参与审核设计图纸、施工图纸。加大对电缆施工中过程的监督管理,对施工单位资质的审定和开工,对土建工程、使用材料和设备的验收,对敷设过程的监督,以及交接试验等进行全过程有效控制。着重培养专职验收人员的业务素质和责任心,对施工的电缆线路,实施有效的监督和验收。 

  2. 防止二次施工造成电缆事故,由于重复施工极易造成对原有电缆碰伤和刮伤。针对此类加强巡视,对有可能与运行电缆交错的,多与施工单位勤沟通,施工单位在施工时要通知运行单位,相互协商,必要时进行现场安全监护。 

  3. 抗水树电缆的应用,由于电缆在长期运行电压的作用下产生水树状放电,最终导致电树放电击穿。目前国家电网采用的抗水树电缆占总数的10%.而国外发达的欧美国家应用抗水树电缆已达到90%以上。加大对电缆防护宣传工作。首先本单位员工自身树立超前预防外力事故的思想。对重点施工工地成立反外力领导小组,加强《电力法》及《电力设施保护条例》的学习,电缆运行维护人员必须做到腿勤、嘴勤,走进施工工地,对建筑施工人员进行电缆防护宣传。本着互利互惠的原则,从“利他”角度,宣传保护电缆的重要性。与施工单位负责人签订《电缆设备保护协议书》。在电力电缆路经上及附近2米内,禁止使用机械挖掘。 

  4. 加大对电缆线路标准化巡视力度,根据电缆线路运行状况,制定巡视计划,对电缆盖板破损严重的,设立临时围栏。对在电缆线路附近有施工情况的,增设电缆标识桩,并在电缆线路上插入明显“下方有高压电缆,严禁挖掘碾压”的彩色警示牌,同时安排专人负责进行不间断蹲守,及时与施工方沟通解决问题。

  5. 按照常规试验周期,制定试验计划,通过试验发现电缆绝缘的老化程度,及时处理。严格按照公司规定,坚决不允许使用直流耐压。 

  6. 对电缆直接入变电所开关柜的电缆,我们加大对电缆的巡视次数,在检修季节,将电缆终端头的清洁工作列为重点检修项目。同时保证电缆在沟槽、桥架、开关柜内的敷设条件满足单相电缆外无闭合磁路。

  7. 加强电缆沟、井的维护工作,保证沟道内排水设施良好,定期排水,严禁出现电缆接头被水长期浸泡的现象。 

  8. 选用技术先进,工艺成熟,质量可靠,能适用所使用的环境和条件的电缆附件产品,同时保证电缆附件现场安装质量。 

  9. 对长期浸泡水在的电缆接头加装中间接头保护盒,内灌环氧树脂,能充分保证中间接头的良好运行环境。