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电力电缆故障发生的原因与诊断方法

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2012/5/22 8:45:55   

 关键词:  电缆故障 电缆 故障

随着社会的不断发展和科学技术的不断进步,对电缆的研究、制造和应用 也有了迅速的发展。电缆从发电站到城乡电网,从配电所到工厂街道,从区域变电所到煤矿,电缆线路以其独具的特点,得到了越来越广泛的应用,数量得到了 成倍的增长。 电缆在许多场合下起到了架空线路所无法替代的重要作用。 在庞大、 复杂的电缆应用网络中,因电缆的生产质量、施工不当及运行维护不善等诸多因素, 都会造成电缆故障的发生。 及时准确地诊断出电缆故障点, 并能够加以排除, 迅速恢复供电,成为了电管部门的一项重要任务,也是当前面临的一项新课题。 煤矿井下应用电缆是一个集中的场所,保障电力电缆的正常运行十分重要。电缆一旦出现故障,应能及时诊断出、排除掉。

1 电力电缆故障发生的原因与特征表现

电力电缆的生产、敷设、三头工艺、附件材料、运行条件等,都与电缆的能 否正常运行密切相关。这些环节当中,某个环节的疏漏,都会埋下电缆故障的隐患。在电缆发生故障的原因和特点上,主要归纳以下几点。

1.1 机械损伤型

机械损伤类故障最为常见,所占的故障比率最大(约为 57%)。机械损伤故 障的形式也比较容易识别,也很容易造成停电事故。

造成机械损伤的原因有:1)直接受外力损坏。例如管线施工、运输、现场碰撞等,都会误伤电缆。2)施工损伤。如机械牵引力过大而拉损电缆,弯曲过度而 损伤绝缘层或屏蔽层(如电缆剥切尺寸过大、刀痕过深等损伤)。3)自然损伤。中间头或端头的绝缘胶膨胀,以至胀裂外壳或附近电缆护套。过大的拉力,也容 易拉断中间接头或电缆本体(大型设备或车辆的频繁振动而损坏电缆等)。

1.2 电缆受潮型

绝缘受潮也是电缆故障的一个主要因素,所占故障的比率约为 13%。绝缘 受潮可用绝缘电阻和直流耐压试验检测出,主要表现为绝缘电阻的降低,泄漏电 流的增大。造成绝缘受潮的原因主要有以下几种:1)电缆中间头或终端头密封工 艺不良或密封失效。2)电缆制造不良,电缆外护层有孔或裂纹。3)电缆护套被异 物刺穿或被腐蚀穿孔。

1.3 过电压击穿型

理论上电力电缆不会因雷击或其他冲击过电压而损坏, 电缆线路存在以下较 为严重的某种缺陷时容易被过电压激发而导致电缆绝缘击穿。主要有:1)绝缘层 内含有气泡、杂质或绝缘油干枯;2)电缆内屏蔽层上有节疤或遗漏;3)电缆绝缘 已严重老化。

1.4 过热损坏型

电缆过热损坏的主要原因有:1)电缆长期过负荷工作;2)火灾或邻近电缆 故障的烧伤;3)靠近其他热源,长期接受热辐射。

1.5 绝缘老化型

电缆绝缘长期在电和热的作用下运行,其物理性能会发生变化,从而导致 其绝缘强度或介质损耗增大,以至引起绝缘崩溃为绝缘的老化。故障比率约为 19%。引起绝缘过早老化的主要原因有:1)电缆选型不当,致使电缆长期在过电压下工作;2)电缆线路周围靠近热源,使电缆局部或整个电缆线路长期受热而过 早老化;3)电缆工作在具有可与电缆绝缘起不良化学反应的环境中而过早老化。

1.6 质量缺陷型

电缆及电缆附件是电缆线路中不可缺少的两种重要材料, 它们的质量优劣直 接会影响电缆线路的安全运行。由于一些施工者缺乏必要的专业技术培训,使电缆三头的制作存在较大的质量问题。

产品质量缺陷可归纳为以下几个方面:1)电缆本体质量缺陷。油纸电缆铅护套存在杂质砂粒、机械损伤及压铅有接缝等;橡塑绝缘电缆主绝缘层偏芯、 内 含气泡、杂质,电缆贮运中不封端而导致线芯大量进水等。这些缺陷一般不易发现,往往是在检修或试验中只发现其绝缘电阻低、泄漏电流大,甚至耐压试验时 击穿。 2)电缆附件质量缺陷。 热缩和冷缩电缆三头质量缺陷有:绝缘管内有气泡、 杂质或厚度不均,密封涂胶处有遗漏等。3)三头制作质量缺陷。热缩管收缩不均匀,地线安装不牢等。预制电缆三头安装质量缺陷主要有剥切尺寸不精确,绝缘件套装时剩余应力太大等。 4)电缆线路中也有一些是拆用旧电缆及附件的情况, 虽然在利用材料,节省资金方面有好处。但对设备完好率却影响很大。

1.7 设计不良型

电力电缆在结构与型式上已基本稳定,但电缆中间头和终端头的各种电缆 附件却一直在不断地改进。这些新型电缆附件往往在新设备、新材料、新工艺上没有取得足够的运行经验。

设计不良的主要弊端有:1)防水不严密;2)选用材料不妥当;3)机械强度 不充足。

2 电缆线路常见故障

根据电缆故障的性质来区分,常见的电缆故障主要有短路(接地)型、断线 型、闪络型、复合型几种。

3 线路故障诊断的方法与步骤

在长期的煤炭生产实践中,人们也探索和总结出了许多电缆故障的测试方 法。该“经典法”却具有一定的局限性,就是说只能测试出低阻故障,其实电缆 故障大部分为高阻故障。当遇到高阻故障时,必须经过一个耗时费力的“烧穿”降阻过程,而新型绝缘材料电缆的故障电阻极难烧穿与降阻,因而“经典法” 不 能满足各种不同类型电缆故障测试的要求。

现在的脉冲反射测试技术,可以做到无需经过“烧穿”降阻过程,直接进行 高阻故障的测距。它包括低压脉冲法、脉冲电压法和脉冲电流法,特别适用于各 种不同类型的电缆故障测试,其适用性和准确性也日趋成熟,并得到完善。它与 “经典法”相比,具有测试简便、测试效率高、测试更精确、适用范围广、适于 发展等许多优点。

总之,对于电力电缆线路故障的诊断,不管选用哪种测试方法,必须按照一 定的程序和步骤来进行,不能盲目试之。

4 结束语

对于电缆的故障诊断和排除,首先应根据电缆故障发生的原因与特征来确 定诊断对象。一旦诊断确定好,故障也就便于排除了。但是,诊断方法与步骤应按照程序进行。同时,还应掌握一些常见故障的类型及特点,以便给快速诊断和 排除提供方便。

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孙 伟 黄靖博(淮北矿业集团公司石台煤矿)

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