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电缆故障类型及因素测试(1)

北极星电力网技术频道    作者:张华(邯郸市峰峰矿区供电公司)   2012/11/8 12:06:42   

  所属频道:  电网    关键词:  电缆故障 电缆

摘要:电缆是将一根或多根导线绞合而成的线芯,裹以相应绝缘层后,外面包上密闭包皮(铝、铅或塑料等)。在电力系统中常用的电缆有电力电缆和控制电缆两大类,其中电力电缆是用来输送和分配大功率电能的。该文简单介绍了电力电缆故障的产生原因、类型及测试方法。

1.电网中引起电力电缆故障的因素

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:

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。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。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。

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:因接头盒或终端盒结构不密封或安装不良而导致进水。电缆制造不良,金属护套有小孔或裂缝。金属护套因被外物刺伤或腐蚀穿孔。

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: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。电缆过负荷或电缆沟通风不良,造成局部过热。油浸纸绝缘电缆的绝缘物流失。电力电缆超时限使用。

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)。

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。

2.电缆故障的类型及测试方法

电缆发生故障后一般先用1500V以上摇表或高阻计判别故障类型,再用不同仪器和方法初测故障,最后用定点法精确确定故障点,故障点的精测方法有感应法和声测法两种。

A.电缆故障的性质与分类

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。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。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。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。

B.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。

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。

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。

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。

来源:环球市场信息导报
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