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电力电缆的故障分类
电缆故障从形式上可分为串联与并联故障。串联故障是指电缆一个或多个导体包括铅、铝外皮断开。通常在电缆至少一个导体断路之前,串联故障是不容易发现的。并联故障是指导体对外皮或导体之间的绝缘下降,不能承受正常运行电压。实际的故障组合形式是很多的,几种可能性较大的故障形式是一相对地、两相对地和一相断线并接地。定义电缆故障为无损坏故障一、开路故障一、短路故障。而文献等将电缆故障分为开路故障、低阻故障和高阻故障三种类型,如表一所示。下面对这一分类法作以简单介绍
开路故障
电缆相间或相对地绝缘电阻在要求的规范值范围内,但工作电压不能传输到终端或者虽然终端有电压,但是带负载能力较差。如图一所示,在A相串联电阻Rk，当Rk=∞时即为断线故障,断线故障就是开路故障的特例。
低阻故障
一般情况下电缆一芯或数芯对地绝缘电阻或芯与芯之间的绝缘电阻小于10Z0，（Z0为电缆的波阻抗,一般在10Ω一40Ω之间）时,而导体连续性良好则称为低阻故障。常见的低阻故障有单相接地、二相短路或接地等。如图1一1所示,当相对地电阻产。时为短路故障,它是低阻故障的特例。
相对于低阻故障,一般情况下电缆一芯或数芯对地绝缘电阻或芯与芯之间的绝缘电阻低于正常值很多,但大于10Z0,而导体连续性良好则称为高阻故障。它包括泄露性高阻故障和闪络性高阻故障两种类型。这两类故障大多数是在进行预防性试验时发生的,并且多出现于电缆中间接头或终端头内,特别是泄露性故障多数发生在注油的电缆头内。如果在其一试验电压下绝缘被击穿,然后又恢复,有时连续击穿,有时隔数秒钟或数分钟后再击穿,这种故障称为闪络性故障。如果击穿发生后,待绝缘恢复,击穿现象便完全停止这类故障则称为泄露性故障。
这两种故障是电力电缆中的常见故障,据统计这两类故障约占整个电缆故障的叫,也是测距难度较大的一类故障。
以上分类的目的也是为了选择测试方法的方便,根据目前流行的故障测距技术,开路与低阻故障可用低压脉冲反射法,高阻故障要用冲击闪络法,而闪络性故障可用直流闪络法测试。据统计电缆在运行中出现的故障,故障点过渡电阻都不高,一般只有几十欧,只有少许出现上千欧的情况,而在电缆定期检测时则多出现高阻故障和闪络故障。实际上还存在一种封即性故障,它多发生于电缆接头或终端头内,特别是多发生在浸油的电缆头内。发生这类故障时,有时在某一试验电压下绝缘击穿,待绝缘恢复,击穿现象便完全消失,这类故障称为封闭性故障,因故障不能再现,寻找起来就比较困难。
电力电缆故障的原因综述
电力电缆的故障多种多样,产生故障的原因也各有不同,通过对电缆各种故障类型的分析和总结,故障原因主要有以下八种：
1.机械损伤
机械损伤类故障比较常见,所占的故障率最大约为,其故障形式比较容易识别,大多造成停电事故。造成电缆机械损伤主要有以下几个原因：
（1）直接受外力作用而造成的破坏这方面的损坏主要有施工和交通运输所造成的损坏,例如挖土、打桩、起重、搬运等都有可能误伤电缆。行驶车辆的震动或冲击性负荷也会造成穿越公路或铁路以及靠近公路或铁路并与之平行敷设的电缆的铅铝包的裂损.
（2）敷设过程造成损坏这方面的损坏主要是指电缆因受拉力过大或弯曲过度而导致绝缘和护层的损坏。
（3）自然力造成的损坏
这方面的损坏主要有中间接头和终端接头受自然拉力和内部绝缘胶膨胀的作用所造成的电缆护套的裂损因电缆自然膨胀和土壤下沉所形成的过大拉力,拉断中间接头或导体以及终端头瓷套因受力而破损因电缆自然行程使装在管口或支架上的电缆外皮擦伤等要减少这些因素的影响,需要高水平的施工队伍和科学的技术规划来作保障。
2.绝缘受潮
绝缘受潮后引起故障,所占故障率约为。造成电缆受潮的主要原因有：
（1）电缆中间接头或终端头在结构上密封工艺不良或密封失效,以及安装质量不好而造成绝缘受潮；
（2）在制造电缆包铅铝时留下砂眼和裂纹等缺陷也会使电缆受潮；
（3）金属护套因被外物刺伤或腐蚀穿孔，尤其在我国南方及沿海地区敷设的地下电缆中,由绝缘受潮造成的电缆故障占很大比例。
3.绝缘老化变质
绝缘老化故障率为,导致绝缘老化的原因有以下几种：
（1）电化学作用
电缆绝缘介质内部气隙长期处在电场作用下,绝缘内部产生游离,气隙中产生臭氧、硝酸等化学生成物,腐蚀绝缘绝缘中的水分使绝缘纤维产生水解,导致绝缘强度大大下降
（2）.晶化作用
绝缘和护层受外应力和内应力的作用,造成损伤,其主要表现为由于震动晶化疲劳和冲击性电动力的损害,导致铅铝包龟裂而受潮,绝缘降低,电缆的护层因腐蚀老化而出现麻点、开裂或穿孔。
（3）热作用
电缆内部气隙产生电游离造成局部过热,使绝缘碳化。电缆过负荷是电缆过热很重要的因素。安装于电缆密集地区、电缆沟及电缆隧道等通风不良处的电缆、穿在干燥管中的电缆以及电缆与热力管道接近的部分等都会因本身过热而使绝缘加速损坏。合理的设计及施工方案可降低这类故障发生的概率。
4.过电压
过电压主要是指大气过电压和内部过电压。许多户外终端头的故障是由大气过电压引起的。电缆本身的缺陷也会导致大气过电压情况下发生故障。击穿点一般是存在缺陷。
5.设计和制作工艺不良
中间接头和终端头的防水设计不周密,选用的材料不当,电场分布的考虑不当,工艺要求不严密,机械强度的裕度不够等是设计的主要弊病。中间接头和终端头的制作不按照工艺要求的规程进行,大大增加了电缆故障的发生概率。需要通过改进制造技术、提高施工技术来尽量避免。
6.材料缺陷
材料缺陷主要表现在三个方面
（1）电缆的制造问题
这部分的问题主要有包铅铝留下的缺陷在包缠绝缘过程中,纸绝缘上出现皱褶、裂口、破损和重叠间隙等缺陷。电缆附件制造上的缺陷,如铸铁件上有砂眼,瓷件的机械强度不够,其它零件组装不符合规格或组装时气隙不密封等对绝缘材料的维护管理不善,造成电缆受潮、脏污和老化.
7.护层的腐蚀
因受土壤中酸、碱和杂散电流的影响,埋地电缆的铅铝包将遭受腐蚀而损坏。
8.电缆的绝缘物流失
油浸纸绝缘电缆敷设时地沟凸凹不平,或处在电杆上的户外头,由于起伏、高低落差悬殊,高处的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。
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