華意電力是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)電纜故障測試儀的廠家,本公司生產(chǎn)的電纜故障測試儀在行業(yè)內(nèi)都廣受好評,以打造最具權(quán)威的“電纜故障測試“高壓設(shè)備供應(yīng)商而努力。
一、電纜故障性質(zhì)的分析
電力電纜故障是由于故障點(diǎn)的絕緣損壞而引起的,一般故障的類型大體上分為①低阻(短路)故障和斷路故障;②高阻泄漏故障和閃絡(luò)性故障兩大類。
(一)低阻故障和開路故障
凡是電纜故障點(diǎn)絕緣電阻下降該電纜的特性阻抗,甚至直流電阻為零的故障均稱為低阻故障或短路故障(注:這個(gè)定義是從采用脈沖反射法的角度,考慮到波阻抗不同對反射脈沖的極性變化的影響而下的。對于電橋法,低阻故障的定義不受特性阻抗概念的限制。)
這里給出一個(gè)電纜特性阻抗的參考值: 鋁芯 240m ㎡截面積的電力電纜的特性阻抗約為 10Ω; 鋁芯 35m ㎡截面積的電力電纜的特性阻抗約為 40Ω。 其余截面積的鋁芯電力電纜的特性阻抗可據(jù)此估算。 凡是電纜絕緣電阻無窮大或雖正常電纜的絕緣電阻值相同,但電壓卻不能饋至用戶端的故障均稱為開路(斷路)故障。
(二)高阻故障(包括高阻泄漏故障和閃絡(luò)性故障)
電纜故障點(diǎn)的直流電阻大于該電纜的特性阻抗的故障均為高阻故障。
(1)高阻泄漏。在作電纜高壓絕緣試驗(yàn)時(shí),泄漏電流隨試驗(yàn)電壓的增加而增加。在試驗(yàn)電壓升高到額定值時(shí)(有時(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到額定值),泄漏電流超過允許值,稱為高阻泄漏故障。
(2)閃絡(luò)性故障,試驗(yàn)電壓升至某值時(shí),監(jiān)視泄漏電流的電表指值突然升高,表針且呈閃絡(luò)性擺動(dòng);電壓稍下降時(shí),此現(xiàn)象消失,但電纜絕緣仍有極高的阻值,這表明電纜存在有故障。而這種故障點(diǎn)沒有形成電阻信道,只有放電間隙或閃絡(luò)表面的故障便稱為閃絡(luò)性故障。
一般的高阻故障點(diǎn)的性質(zhì),可用圖 1 等效電路表示。

圖1
高阻故障的表現(xiàn)形式盡管多種多樣,但其本質(zhì)均表現(xiàn)在圖 1 等效電路中的“高阻泄漏故障”上,“高阻泄漏故障”的阻值直接決定了高阻故障的特性,它們可以或者是“高阻泄漏故障”,或者是“高阻閃絡(luò)性故障”,或者是二者兼有之的故障。
例如:當(dāng) Rs 近似無窮大時(shí),故障點(diǎn) Js 兩端的直流電壓可以增至相當(dāng)高而泄漏電流還不至于超過額定值,完全可能在電壓升至額定值前 Js被擊穿,從而形成閃絡(luò)性故障。
當(dāng) Rs 小于一定值,作耐壓試驗(yàn)時(shí),由于 Rs 的存在而產(chǎn)生較大的泄漏電流,這樣大的泄漏電流將在高壓電源的內(nèi) 阻上產(chǎn)生較大壓降,而使Js 兩端的電壓無法升高,Js 可能就不會(huì)被擊穿,欲升高壓電,泄漏電流勢必增加,因此完全可能因泄漏電流大大超過允許值而使繼電器保護(hù)動(dòng)作,Js 也就不會(huì)再現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象。
二、電纜故障發(fā)生的原因
致使電纜發(fā)生故障的原因是多方面的,現(xiàn)將常見的幾種主要原因歸納如下。
(1)機(jī)械損傷。很多故障是由于電纜安裝時(shí)不小心造成的機(jī)械損傷或安裝后靠近電纜路徑作業(yè)造成的機(jī)械損傷而直接引起的。有時(shí)如果損傷輕微,在幾個(gè)月甚至幾年后損傷部位的破壞才發(fā)展到鎧裝鉛皮穿孔,潮氣浸入而導(dǎo)致?lián)p傷部位徹底崩潰形成故障。
(2)電纜外皮的電腐蝕。如果電力電纜埋設(shè)在附近有強(qiáng)力地下電場的地面下(如大型行車、電力機(jī)車軌道附近),往往出現(xiàn)電纜外皮鉛包腐蝕致穿的現(xiàn)象,導(dǎo)
(3)化學(xué)腐蝕。電纜路徑在有酸堿作業(yè)的地區(qū)通過或煤氣站的苯蒸汽往往造成電纜鎧裝和鉛包大面積長距離被腐蝕。
(4)地面下沉。此現(xiàn)象往往發(fā)生電纜穿越公路、鐵路及高大建筑物時(shí),由于地面的下沉而使電纜垂直受力變形,導(dǎo)致 電纜鎧裝、鉛包破裂甚至折斷而造成各種類型的故障。
(5)電纜絕緣物的流失。電纜鋪設(shè)時(shí)地溝凹凸不平,或處在電桿上的戶外頭,由于電纜的起伏、高低落差懸殊,高處的電纜絕緣油流向低處而使高處電纜絕緣性能下降,導(dǎo)致故障發(fā)生。
(6)長期過荷運(yùn)行。由于過荷運(yùn)行,電纜的溫度會(huì)隨之升高,尤其在炎熱的夏季,電纜的溫升常常導(dǎo)致電纜的較薄弱處和對接頭處首先被擊穿。在夏季,電纜故障率高的原因正在于此。
(7)震動(dòng)破壞。鐵路軌道下運(yùn)行的電纜,由于劇烈的震動(dòng)導(dǎo)致電纜外皮產(chǎn)生彈性疲勞而破裂形成故障。
(8)拙劣的技工、拙劣的接頭與不按技術(shù)安全要求鋪設(shè)電纜往往都是形成電纜故障的重要原因。
(9)在潮濕的氣候條件下作接頭,使接頭封裝物內(nèi)混入水蒸氣而耐不住試驗(yàn)電壓,往往形成閃絡(luò)性故障。
在對電纜故障發(fā)生原因的分析中,極重要的是要特別注意了解高壓電纜鋪設(shè)中的情況,若電纜外表觀察到可疑之 點(diǎn),則應(yīng)查閱電纜安裝鋪設(shè)工作完成后的正確記錄,這些記錄應(yīng)包括這 樣的細(xì)節(jié):銅芯或鋁芯導(dǎo)線的截面積;絕緣方式;各個(gè)對接頭的精確位置;三通接頭的精確位置;電纜路徑的走向;在地下關(guān)系中,某一電纜到別的電纜或接頭的情況(這一點(diǎn),特別要注意)以及兩種不同截面積的電纜對接頭的精確位置;有無反常的鋪設(shè)深度或者有特別的保護(hù)措施,如鋼板、穿管和排管等;電纜鋪設(shè)中的技工和技術(shù)員的姓名(這也常常是提供重要線索的來源之一);歷次發(fā)生故障的地點(diǎn)及排除經(jīng)過。
當(dāng)欲快速定位故障時(shí),所有這些資料是非常有價(jià)值的。由于制造缺陷而造成的電纜故障是不多的,因而,對于事故的其它原因分析,如果充分考慮到上述細(xì)節(jié),將使電纜維修技術(shù)人員得到巨大的好處。
當(dāng)電纜發(fā)生故障后,如何準(zhǔn)確快速地查找故障點(diǎn),修復(fù)故障,盡快恢復(fù)供電,是長期困擾我們的一項(xiàng)難題。華天電力根據(jù)技術(shù)人員多年的工作經(jīng)驗(yàn),羅列了一些主要的故障類型,淺析了故障原因,介紹常用的故障點(diǎn)的查找方法并在此基礎(chǔ)上提出一些故障的防范措施。
(一) 據(jù)電纜故障點(diǎn)的絕緣電阻分類
1、開路(斷路)故障:
凡是電纜絕緣電阻無窮大或雖與正常電阻的絕緣電阻值相同,但電壓不能饋至用戶端的故障。(低壓脈沖測試時(shí)故障有反射,且反射波與發(fā)射波同相)。
2、低阻(短路)故障:
凡是電纜故障點(diǎn)的絕緣電阻小于該電纜的特性阻抗,甚至直流電阻為零的故障均稱為低阻故障或短路故障(低壓脈沖測試時(shí)故障有反射,且反射波與發(fā)射波反相)。
3、高阻故障:
電纜故障點(diǎn)的直流電阻大于該電纜的特性阻抗的故障均稱為高阻故障(低壓脈沖測試時(shí)故障無反射)。
高阻故障可分為兩種故障形式:
高阻泄漏性故障:在做電纜高壓絕緣試驗(yàn)時(shí),泄漏電流隨試驗(yàn)電壓的升高而增加,試驗(yàn)電壓升高到額定值時(shí)(有時(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到額定值),而泄漏電流超過了允許值。
高阻閃絡(luò)性故障:試驗(yàn)電壓升至某值時(shí),泄漏電流突然升高,監(jiān)視泄漏電流的表針閃絡(luò)性擺動(dòng),電壓稍下降時(shí),此現(xiàn)象消失,但電纜絕緣仍有極高的阻值。
(二) 據(jù)電纜故障發(fā)生的方式分類
1、擊穿故障
電纜在做預(yù)防性試驗(yàn)時(shí),由于較高直流電壓的作用,使電纜隱患處被擊穿。這種故障多為相對地的閃絡(luò)性高阻故障。
2、行擊穿故障
這種故障是電纜運(yùn)行在工作電壓時(shí)所發(fā)生的故障,一般多為相間或相對地的高阻或低阻故障。
(三)根據(jù)故障發(fā)生的部位分類
1、本體故障
由于各種原因,諸如人為因素,如過負(fù)荷運(yùn)行,外力破壞等,還有物理化學(xué)性腐蝕,自然老化等造成的各種性質(zhì)的故障。
2、接頭故障
電纜始終端頭,中間接頭等部位發(fā)生的故障。一般多見于泄漏性高阻故障。
電纜故障的防范措施
1. 抓施工源頭,確保新投電纜不留隱患,2015年加強(qiáng)電纜工程施工驗(yàn)收管理,嚴(yán)格按照電纜驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)書執(zhí)行。建立標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)收流程,對新投運(yùn)的電力電纜,提前介入,參與審核設(shè)計(jì)圖紙、施工圖紙。加大對電纜施工中過程的監(jiān)督管理,對施工單位資質(zhì)的審定和開工,對土建工程、使用材料和設(shè)備的驗(yàn)收,對敷設(shè)過程的監(jiān)督,以及交接試驗(yàn)等進(jìn)行全過程有效控制。著重培養(yǎng)專職驗(yàn)收人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)和責(zé)任心,對施工的電纜線路,實(shí)施有效的監(jiān)督和驗(yàn)收。
2. 防止二次施工造成電纜事故,由于重復(fù)施工極易造成對原有電纜碰傷和刮傷。針對此類加強(qiáng)巡視,對有可能與運(yùn)行電纜交錯(cuò)的,多與施工單位勤溝通,施工單位在施工時(shí)要通知運(yùn)行單位,相互協(xié)商,必要時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場安全監(jiān)護(hù)。
3. 抗水樹電纜的應(yīng)用,由于電纜在長期運(yùn)行電壓的作用下產(chǎn)生水樹狀放電,最終導(dǎo)致電樹放電擊穿。目前國家電網(wǎng)采用的抗水樹電纜占總數(shù)的10%.而國外發(fā)達(dá)的歐美國家應(yīng)用抗水樹電纜已達(dá)到90%以上。加大對電纜防護(hù)宣傳工作。首先本單位員工自身樹立超前預(yù)防外力事故的思想。對重點(diǎn)施工工地成立反外力領(lǐng)導(dǎo)小組,加強(qiáng)《電力法》及《電力設(shè)施保護(hù)條例》的學(xué)習(xí),電纜運(yùn)行維護(hù)人員必須做到腿勤、嘴勤,走進(jìn)施工工地,對建筑施工人員進(jìn)行電纜防護(hù)宣傳。本著互利互惠的原則,從“利他”角度,宣傳保護(hù)電纜的重要性。與施工單位負(fù)責(zé)人簽訂《電纜設(shè)備保護(hù)協(xié)議書》。在電力電纜路經(jīng)上及附近2米內(nèi),禁止使用機(jī)械挖掘。
4. 加大對電纜線路標(biāo)準(zhǔn)化巡視力度,根據(jù)電纜線路運(yùn)行狀況,制定巡視計(jì)劃,對電纜蓋板破損嚴(yán)重的,設(shè)立臨時(shí)圍欄。對在電纜線路附近有施工情況的,增設(shè)電纜標(biāo)識(shí)樁,并在電纜線路上插入明顯“下方有高壓電纜,嚴(yán)禁挖掘碾壓”的彩色警示牌,同時(shí)安排專人負(fù)責(zé)進(jìn)行不間斷蹲守,及時(shí)與施工方溝通解決問題。
5. 按照常規(guī)試驗(yàn)周期,制定試驗(yàn)計(jì)劃,通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電纜絕緣的老化程度,及時(shí)處理。嚴(yán)格按照公司規(guī)定,堅(jiān)決不允許使用直流耐壓。
6. 對電纜直接入變電所開關(guān)柜的電纜,我們加大對電纜的巡視次數(shù),在檢修季節(jié),將電纜終端頭的清潔工作列為重點(diǎn)檢修項(xiàng)目。同時(shí)保證電纜在溝槽、橋架、開關(guān)柜內(nèi)的敷設(shè)條件滿足單相電纜外無閉合磁路。
7. 加強(qiáng)電纜溝、井的維護(hù)工作,保證溝道內(nèi)排水設(shè)施良好,定期排水,嚴(yán)禁出現(xiàn)電纜接頭被水長期浸泡的現(xiàn)象。
8. 選用技術(shù)先進(jìn),工藝成熟,質(zhì)量可靠,能適用所使用的環(huán)境和條件的電纜附件產(chǎn)品,同時(shí)保證電纜附件現(xiàn)場安裝質(zhì)量。
9. 對長期浸泡水在的電纜接頭加裝中間接頭保護(hù)盒,內(nèi)灌環(huán)氧樹脂,能充分保證中間接頭的良好運(yùn)行環(huán)境。