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    电力电缆故障的原因分类

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           地下电力电缆故障复杂多变,引起电力电缆故障的原因分类大致可归纳为以?#24405;?#31867;。

            1. 机械损伤

           由机械损伤引起的电缆故障占电缆事故很大的比例。有些机械损伤很轻微,当时并未造成故障,要在数月甚至数年后损伤才发展成故障。造成电缆的机械损伤的主要原因有:

           (1)安装时损伤。安装时不小心碰伤电缆;机械牵引力过大拉伤电缆;过度弯曲折伤电缆。

           (2)直?#37038;?#22806;力损伤。在安装后的电缆路径上或附近进行土建施工,使电缆直?#37038;?#22806;力损伤。

           (3)行驶车辆的震动或冲击性负荷?#19981;?#36896;成地下电缆的铅(铝)包裂损。

           (4)因自然现象造成的损伤。如中间?#27833;?#25110;终?#36865;?#30340;内绝缘胶膨胀而?#22303;?#22806;壳或电缆护?#31069;?#35013;在管口或支架上的电缆外皮擦伤;因土地沉降引起过大拉力,拉断中间?#27833;?#25110;导体。

           2. 绝缘受潮

           绝缘受潮后会引起电缆耐压下降而产生故障。电缆受潮的主要原因有:

           (1)因?#27833;?#30418;或终端盒结构不密封或安?#23433;渙级?#23548;致进水。

           (2)电缆制造不良,金属护套有小孔或裂缝。

           (3)金属护套因被外物刺伤或腐蚀穿?#20303;?/p>

           3. 绝缘老化变质

           绝缘老化会引起电缆耐压下降而产生故障。电缆老化的主要原因有:

           (1)电缆介质内部的渣质或气隙,在电场作用下产生游离和水解。

           (2)电缆过负荷或电缆?#20302;?#39118;不良,造成局部过热。

           (3)油浸纸绝缘电缆的绝缘物流失。

           (4)电力电缆超时限使用。

           4. 过电压

           过电压会使有缺陷的电缆绝缘层发生电击穿,引起电缆故障。其主要原因有:大气过电压(如雷击);内部过电压(如操作过电压)。

           5. 设计和制作工艺不良

           电缆头与中间设计和制作工艺不良,?#19981;?#24341;起电缆故障。其主要原因为:电场分布设计不周密;材料选用不?#20445;?#24037;艺不良,不按规程要求制作。

           电缆故障的性质与分类

           1. 以故障材料特征分类

           可分为串联故障、并联故障及复合故障三类。 

           (1)串联故障

           串联故障(金属材料缺陷)是指电缆一个或多个导体(包括铅、铝外皮)断开的故障。它是广义的电缆开路故障。因缆芯的连续性受到破坏,形成断线或不完全断线。不完全断线尤其不容易发现。串联故障具体可分为:一点开断、多点开断、一相断线、多相断线等。

           (2)并联故障

           并联故障(绝缘材料缺陷)是指导体对外皮或导体之间的绝缘水平下降,不能承受正常运行电压而发生的短路故障。它是广义的电缆短路故障。这类故障由于缆?#23616;?#38388;或缆?#24452;?#22806;皮间的绝缘破坏而形成短路、接地、闪络击穿等现象,在现场出现频?#24335;?#39640;。并联故障具体可分为:一相接地、两相接地、两相短路、三相短路等。 

           (3)复合故障

           复合故障(绝缘材料、金属材料都出?#33267;?#32570;陷)是指缆芯与缆?#23616;?#38388;的绝缘均出现故障。它包括一相断线并接地、两相断线并接地、两相短路并接地等。

           2. 以故障点绝缘特征分类

           根据电缆故障点绝缘电阻Rf与击穿间隙G的情况,电缆故障又可分为开路故障、低阻故障、高阻故障、闪络故障四大类。该分类法为现场电缆故障最基本的分类方法,特别有利于探测方法的选择。

    其中,间隙击穿电压UG的大小取决于故障点放电通道(即击穿间隙)的距离G,绝缘电阻Rf 的大小取决于故障点电缆介质碳化程度,分布电容 Cf 的大小取决于故障点受潮程度。

           (1)开路故障

           电缆金属部分的连续性受到破坏,形成断线,且故障点的绝缘材料也受到不同程度的破坏。现场用兆欧表测其绝缘电阻Rf 为无穷大(∞),但在直流耐?#25925;?#39564;?#20445;?#20250;出现电击穿;检查芯线导通情况,有?#31995;恪?#29616;场一般以一相或二相断线并接地的形式出现。

           (2)低阻故障

           电缆绝缘材料受到损伤,出?#32440;?#22320;故障。现场用兆欧表测其绝缘电阻Rf小于10Z0(Z0为电缆的波阻抗,一般取10~40Ω之间)。现场一般低压动力电缆和控制电缆出现低阻故障的几?#24335;?#39640;。

           (3)高阻故障

           电缆绝缘材料受到损伤,出?#32440;?#22320;故障。现场用兆欧表测其绝缘电阻Rf 大于10Z0,在直流高压脉冲试验?#20445;?#20250;出现电击穿。高阻故障是高压动力电缆(6KV或10KV电力电缆)出现几?#39318;?#39640;的电缆故障,可达总故障的80%以上。

           现场实测?#20445;?#31508;者一般取Rf =3KΩ为划分高阻与低阻故障的界线。因为Rf =3KΩ?#20445;?#24688;好能得到回线法电桥精确测量所必需的10~50mA的测量电流。

           (4)闪络故障

           电缆绝缘材料受到损伤,出现闪络故障。现场用兆欧表测其绝缘电阻Rf为无穷大(∞),但在直流耐压或高压脉冲试验?#20445;?#20250;出现闪络性电击穿。闪络性故障比较难测,特别是新敷设的电缆进行预防性试验出现闪络故障时。现场一般使用直流闪络法进行探测。

           3. 以故障触发原因及故障点特征分类

           根据电力电缆在运行或预防性试验中,电缆、电缆头及中间盒出现不同特点的绝缘破坏,还可分为放炮故障、击穿故障和运行故障三类。

           (1)放炮故障

           在工矿企业,运行中的电力电缆,由于种种原因,绝缘出现严重损坏,产生跳闸的事故。称为电缆放炮。这类故障的特点是:电缆故障点多数有铅包或铜皮?#23631;眩?#22806;部有不同程度的变形;电缆故障性质常表现为两相短?#26041;?#22320;或两相断线并接地,其接地电阻一般较小,解剖故障点,可发现电弧击穿的碳化点或树状放电碳道与裂痕。电缆放炮故障,其故障特征明显,大多数情况下,运行值班人员都能提供放炮大致位置。所以,这类故障除少数较复杂的情况需测距外,一般只要用万用表测定故障的具体性质(单相接地、短?#26041;?#22320;、断线接地等),可?#33945;?#27979;法直接定点,简单明了。

           (2)击穿故障

           实际工作中,因预防性试验而触发的电缆绝缘破坏?#24405;?#20064;惯称为电缆击穿。该类故障均发生在直流实验电压下,其绝缘破坏为电击穿,接地点一般铅包或铜皮完好,外部无明显变形(机械创伤除外)。电缆击穿故障多为单纯性接地故障,其接地故障较高,解剖故障点,绝缘材料没有碳化点,但通过仪器可发现碳孔和水树枝老化结构。对电缆击穿故障,特别是一些高阻接地性电缆击穿故障,其测试难点在测距。由于该类故障较为隐蔽,测试参数复杂多变,缺少规律性,所以能否迅速发现电缆故障点,测距是关键。"高压回线法"、"电锤法"均具有探测该类故障最有效的方法。

           (3)运行故障

           它是指工厂电力系统在运行中,电缆馈出线、电机、变压器的电缆引线,其高压二?#20301;?#36335;出现电压波动或发?#32440;?#22320;信号(有接地保护的电力元件出?#32440;?#22320;跳闸),排除其他电力元件故障的可能性而?#33539;?#30340;电缆故障。这类故障的最大特点就是不明确。电缆运行故障的极端形式就是电缆放炮(如?#38477;?#25509;地引发的相间短路);另一部分运行故障在做停点检查?#20445;?#30001;于耐压通不过而发展成电缆击穿故障(如电缆老化、绝?#31561;?#38519;等);还有一部分电缆运行故障是由于电缆引出线安装位置不?#20445;?#22914;电缆相间或对地距离不?#24359;?#30005;缆头脏污或电机基础进水等),这些故障主要进行一些简单处理即可;最不明确的是那些瞬时接地、产生不稳定闪络的电缆运行故障。该类故障在电缆停电后,绝缘电阻测量和直流耐?#25925;?#39564;有相当部分可以通过,再把电缆?#24230;?#31995;统后,也能正常运行?#27426;?#26102;间;剩下的就是单相接地电缆故障,它们约占电缆运行故障的40%,这种接地故障一般外部也没有明显变形,接地电阻也不太高(一般几十至几百欧)。解剖故障点有细微的碳化点。

    电缆运行接地故障原因有两种:其一,由于电缆运行时间较长,绝缘层出现自然老化;其二,电缆在腐蚀环境中,电缆护套被迅速破坏,腐蚀性气体侵入绝缘层使其劣化。电缆绝缘层不管出现老化?#25925;?#21155;化,其击穿电压都会下降,最终导致额定工频电压下的电击穿,从而产生电缆接地故障。这类故障可用"低压回线法"探测;用"电锤法"探测,效果也较好。


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