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电力电缆故障产生的原因及其分类

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电力电缆故障产生的原因及其分类

发布日期:2019-04-20 作者: 点击:

地下电力电缆故障复杂多变,引起电缆故障的原因大致可归纳为以下几类。


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)直接受外力损伤。在安装后的电缆路径上或附近进行土建施工,使电缆直接受外力损伤。


    (3)行驶车辆的震动或冲击性负荷也会造成地下电缆的铅(铝)包裂损。


    (4)因自然现象造成的损伤。如中间接头或终端头的内绝缘胶膨胀而胀裂外壳或电缆护套;装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,拉断中间接头或导体。


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)因接头盒或终端盒结构不密封或安装不良而导致进水。


   (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孔。


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)电缆过负荷或电缆沟通风不良,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。

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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,也会引起电缆故障。其主要原因为:电场分布设计不周密;材料选用不当;工艺不良,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。这类故障由于缆芯之间或缆芯对外皮间的绝缘破坏而形成短路、接地、闪络击穿等现象,在现场出现频率较高。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。

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      (3)复合故障


       复合故障(绝缘材料、金属材料都出现了缺陷)是指缆芯与缆芯之间的绝缘均出现故障。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(∞),但在直流耐压试验时,会出现电击穿;检查芯线导通情况,有断点。现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,出现接地故障。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率较高。


(3)高阻故障

      电缆绝缘材料受到损伤,出现接地故障。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时,会出现电击穿。高阻故障是高压动力电缆(6KV或10KV电力电缆)出现几率最高的电缆故障,可达总故障的80%以上。


      现场实测时,笔者一般取Rf =3KΩ为划分高阻与低阻故障的界线。因为Rf =3KΩ时,恰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时,会出现闪络性电击穿。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。


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