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電力電纜故障產生的原因及其分類

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電力電纜故障產生的原因及其分類

發布日期:2019-04-20 作者: 點擊:

地下電力電纜故障複雜多變,引起電纜故障的原因大致可歸納為以下幾類。


1. 機械損傷


    由機械損傷引起的電纜故障占電纜事故很大的比例。有些機械損傷很輕微,當時並未造成故障,要在數月甚至數年後損傷才發展成故障。造成電纜的機械損傷的主要原因有:


    (1)安裝時損傷。安裝時不小心碰傷電纜;機械牽引力過大拉傷電纜;過度彎曲折傷電纜。


    (2)直接受外力損傷。在安裝後的電纜路徑上或附近進行土建施工,使電纜直接受外力損傷。


    (3)行駛車輛的震動或衝擊性負荷也會造成地下電纜的鉛(鋁)包裂損。


    (4)因自然現象造成的損傷。如中間接頭或終端頭的內絕緣膠膨脹而脹裂外殼或電纜護套;裝在管口或支架上的電纜外皮擦傷;因土地沉降引起過大拉力,拉斷中間接頭或導體。


2. 絕緣受潮


    絕緣受潮後會引起電纜耐壓下降而產生故障。電纜受潮的主要原因有:


   (1)因接頭盒或終端盒結構不密封或安裝不良而導致進水。


   (2)電纜製造不良,金屬護套有小孔或裂縫。


   (3)金屬護套因被外物刺傷或腐蝕穿孔。


3. 絕緣老化變質


      絕緣老化會引起電纜耐壓下降而產生故障。電纜老化的主要原因有:


      (1)電纜介質內部的渣質或氣隙,在電場作用下產生遊離和水解。


      (2)電纜過負荷或電纜溝通風不良,造成局部過熱。


      (3)油浸紙絕緣電纜的絕緣物流失。


      (4)電力電纜超時限使用。

4. 過電壓


     過電壓會使有缺陷的電纜絕緣層發生電擊穿,引起電纜故障。其主要原因有:大氣過電壓(如雷擊);內部過電壓(如操作過電壓)。


5. 設計和製作工藝不良


    電纜頭與中間設計和製作工藝不良,也會引起電纜故障。其主要原因為:電場分布設計不周密;材料選用不當;工藝不良,不按規程要求製作。


電纜故障的性質與分類


1. 以故障材料特征分類


      可分為串聯故障、並聯故障及複合故障三類。


    (1)串聯故障


        串聯故障(金屬材料缺陷)是指電纜一個或多個導體(包括鉛、鋁外皮)斷開的故障。它是廣義的電纜開路故障。因纜芯的連續性受到破壞,形成斷線或不完全斷線。不完全斷線尤其不容易發現。串聯故障具體可分為:一點開斷、多點開斷、一相斷線、多相斷線等。


      (2)並聯故障


        並聯故障(絕緣材料缺陷)是指導體對外皮或導體之間的絕緣水平下降,不能承受正常運行電壓而發生的短路故障。它是廣義的電纜短路故障。這類故障由於纜芯之間或纜芯對外皮間的絕緣破壞而形成短路、接地、閃絡擊穿等現象,在現場出現頻率較高。並聯故障具體可分為:一相接地、兩相接地、兩相短路、三相短路等。

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      (3)複合故障


       複合故障(絕緣材料、金屬材料都出現了缺陷)是指纜芯與纜芯之間的絕緣均出現故障。它包括一相斷線並接地、兩相斷線並接地、兩相短路並接地等。


2. 以故障點絕緣特征分類


      根據電纜故障點絕緣電阻Rf與擊穿間隙G的情況,電纜故障又可分為開路故障、低阻故障、高阻故障、閃絡故障四大類。該分類法為現場電纜故障最基本的分類方法,特別有利於探測方法的選擇。

       

      其中,間隙擊穿電壓UG的大小取決於故障點放電通道(即擊穿間隙)的距離G,絕緣電阻Rf 的大小取決於故障點電纜介質碳化程度,分布電容 Cf 的大小取決於故障點受潮程度。


(1)開路故障


       電纜金屬部分的連續性受到破壞,形成斷線,且故障點的絕緣材料也受到不同程度的破壞。現場用兆歐表測其絕緣電阻Rf 為無窮大(∞),但在直流耐壓試驗時,會出現電擊穿;檢查芯線導通情況,有斷點。現場一般以一相或二相斷線並接地的形式出現。


(2)低阻故障


       電纜絕緣材料受到損傷,出現接地故障。現場用兆歐表測其絕緣電阻Rf小於10Z0(Z0為電纜的波阻抗,一般取10~40Ω之間)。現場一般低壓動力電纜和控製電纜出現低阻故障的幾率較高。


(3)高阻故障

      電纜絕緣材料受到損傷,出現接地故障。現場用兆歐表測其絕緣電阻Rf 大於10Z0,在直流高壓脈衝試驗時,會出現電擊穿。高阻故障是高壓動力電纜(6KV或10KV電力電纜)出現幾率最高的電纜故障,可達總故障的80%以上。


      現場實測時,筆者一般取Rf =3KΩ為劃分高阻與低阻故障的界線。因為Rf =3KΩ時,恰好能得到回線法電橋精確測量所必需的10~50mA的測量電流。


(4)閃絡故障


      電纜絕緣材料受到損傷,出現閃絡故障。現場用兆歐表測其絕緣電阻Rf為無窮大(∞),但在直流耐壓或高壓脈衝試驗時,會出現閃絡性電擊穿。閃絡性故障比較難測,特別是新敷設的電纜進行預防性試驗出現閃絡故障時。現場一般使用直流閃絡法進行探測。


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