電纜常見故障分析課件

第七章

電力電纜常見故障分析及處理措施電纜常見故障分析第一節(jié)

常見故障產(chǎn)生的原因及處理措施一、電纜故障產(chǎn)生的原因二、電纜故障的分類2電纜常見故障分析電纜故障產(chǎn)生的原因工藝問題護(hù)層的腐蝕絕緣老化變質(zhì)絕緣受潮過電壓電纜過熱機(jī)械損傷材料缺陷故障原因3電纜常見故障分析電纜故障產(chǎn)生的原因絕緣老化變質(zhì)

電纜絕緣長期在電的作用下工作，要受到伴隨電作用而來的熱、化學(xué)及機(jī)械作用，從而使絕緣介質(zhì)發(fā)生物理和化學(xué)變化，導(dǎo)致介質(zhì)的絕緣水平下降。4電纜常見故障分析電纜故障產(chǎn)生的原因工藝問題護(hù)層的腐蝕絕緣老化變質(zhì)絕緣受潮過電壓電纜過熱機(jī)械損傷材料缺陷絕緣受潮5電纜常見故障分析電纜故障產(chǎn)生的原因絕緣受潮

中間接頭或終端頭在結(jié)構(gòu)上不密封或安裝質(zhì)量不好而造成絕緣受潮。制造電纜包鉛(或鋁)時(shí)留下砂眼或裂紋等缺陷，也會(huì)使絕緣受潮。6電纜常見故障分析電纜故障產(chǎn)生的原因工藝問題護(hù)層的腐蝕絕緣老化變質(zhì)絕緣受潮過電壓電纜過熱機(jī)械損傷材料缺陷電纜過熱7電纜常見故障分析電纜故障產(chǎn)生的原因電纜過熱

造成電纜過熱的原因是多方面的。內(nèi)因主要是電纜絕緣內(nèi)部氣隙游離造成局部過熱，從而使絕緣碳化。外因是電纜過負(fù)荷或散熱不良，安裝于電纜密集地區(qū)、電纜溝及電纜隧道等通風(fēng)不良處的電纜，穿在干燥管中的電纜以及與熱力管道接近的電纜，都會(huì)因過熱而使絕緣加速損壞。8電纜常見故障分析電纜故障產(chǎn)生的原因工藝問題護(hù)層的腐蝕絕緣老化變質(zhì)絕緣受潮過電壓電纜過熱機(jī)械損傷材料缺陷機(jī)械損傷9電纜常見故障分析電纜故障產(chǎn)生的原因機(jī)械損傷這類損傷主要包括以下方面：

(1)直接受外力作用造成的破壞。這方面的損壞主要有施工和效能運(yùn)輸所造成的損壞，如挖土、打樁、起重、搬運(yùn)等都可能誤傷電纜，行駛車輛的振動(dòng)或沖擊性負(fù)荷也會(huì)造成穿越公路或鐵路以及靠公路或鐵路敷設(shè)電纜的鉛(鋁)包裂損。

(2)敷設(shè)過程造成損壞。這方面的損壞主要是電纜因受拉力過大或彎曲過度而導(dǎo)致絕緣和護(hù)層的損壞。

(3)自然力造成損壞。這方面的損壞主要包括中間接頭或終端頭受自然拉力和內(nèi)部絕緣膠膨脹的作用所造成的電纜護(hù)套的裂損；因電纜自然脹縮和土壤下沉所形成的過大拉力，拉斷中間接頭或?qū)w終端頭瓷套因受力而破損等。10電纜常見故障分析電纜故障產(chǎn)生的原因工藝問題護(hù)層的腐蝕絕緣老化變質(zhì)絕緣受潮過電壓電纜過熱機(jī)械損傷材料缺陷護(hù)層的腐蝕11電纜常見故障分析電纜故障產(chǎn)生的原因護(hù)層的腐蝕

由于電解和化學(xué)作用使電纜鉛包腐蝕。因腐蝕性質(zhì)和程度的不同，鉛包上有紅色、黃色、橙色和淡黃色的化合物或類似海綿的細(xì)孔。12電纜常見故障分析電纜故障產(chǎn)生的原因工藝問題護(hù)層的腐蝕絕緣老化變質(zhì)絕緣受潮過電壓電纜過熱機(jī)械損傷材料缺陷過電壓13電纜常見故障分析電纜故障產(chǎn)生的原因過電壓

大氣過電壓和內(nèi)部過電壓使電纜絕緣所承受的電應(yīng)力超過允許值而造成擊穿。

對(duì)實(shí)際故障進(jìn)行分析表明，許多戶外終端頭的故障是由于大氣過電壓引起的，電纜本身的缺陷也會(huì)導(dǎo)致在大氣過電壓時(shí)發(fā)生故障。14電纜常見故障分析電纜故障產(chǎn)生的原因工藝問題護(hù)層的腐蝕絕緣老化變質(zhì)絕緣受潮過電壓電纜過熱機(jī)械損傷材料缺陷材料缺陷15電纜常見故障分析電纜故障產(chǎn)生的原因材料缺陷材料缺陷主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：①電纜制造的問題，主要有包鉛(鋁)留下的缺陷，在包纏絕緣過程中，紙絕緣上出現(xiàn)褶被、裂損、破口和重疊間隙等缺陷；②電纜附件制造上的缺陷，如鑄鐵件有砂眼、瓷件的機(jī)械強(qiáng)度不夠，其他零件不符合規(guī)格或組裝時(shí)不密封等；③對(duì)絕緣材料維護(hù)管理不善，造成制作電纜中間接頭和終端頭絕緣材料受潮、臟污和老化，影響中間頭和終端頭的質(zhì)量。16電纜常見故障分析電纜故障產(chǎn)生的原因工藝問題護(hù)層的腐蝕絕緣老化變質(zhì)絕緣受潮過電壓電纜過熱機(jī)械損傷材料缺陷工藝問題17電纜常見故障分析電纜故障產(chǎn)生的原因工藝問題

中間接頭和終端頭的設(shè)計(jì)不周密，選用材料不當(dāng)，電場分布考慮不合理，機(jī)械強(qiáng)度和裕度不夠等是設(shè)計(jì)的主要弊病。另外中間接頭和終端頭的制作工藝要求不嚴(yán)，不按工藝規(guī)程的要求進(jìn)行，使電纜頭的故障增多，例如封鉛不嚴(yán)、導(dǎo)線連接不牢、芯線彎曲過度、使用的絕緣材料有潮氣、絕緣劑未灌滿千萬盒內(nèi)有空氣隙等。18電纜常見故障分析電纜故障的分類低阻接地或短路故障電纜一芯或數(shù)芯對(duì)地絕緣電阻或芯與芯之間的絕緣電阻低于100kQ，而導(dǎo)體連續(xù)性良好。一般常見的有單相接地、兩相或三相短路或接地。19電纜常見故障分析電纜故障的分類低阻接地或短路故障高阻接地或短路故障電纜一芯或數(shù)芯對(duì)地絕緣電阻或芯與芯之間的絕緣電阻低于正常值很多但高于100kQ，導(dǎo)體連續(xù)性良好。一般常見的有單相接地，兩相或三相短路或接地。電纜一芯或數(shù)芯對(duì)地絕緣電阻或芯與芯之間的絕緣電阻低于100kQ，而導(dǎo)體連續(xù)性良好。一般常見的有單相接地、兩相或三相短路或接地。20電纜常見故障分析電纜故障的分類低阻接地或短路故障高阻接地或短路故障閃絡(luò)性故障

這類故障大多在預(yù)防性耐壓試驗(yàn)時(shí)發(fā)生，并多出現(xiàn)于電纜中間接頭或終端頭內(nèi)。發(fā)生這類故障時(shí)，故障現(xiàn)象不一定相同。有時(shí)在接近所要求的試驗(yàn)電壓時(shí)擊穿，然后又恢復(fù)，有時(shí)會(huì)連續(xù)擊穿，但頻率不穩(wěn)定，間隔時(shí)間數(shù)秒至數(shù)分鐘不等。電纜一芯或數(shù)芯對(duì)地絕緣電阻或芯與芯之間的絕緣電阻低于正常值很多但高于100kQ，導(dǎo)體連續(xù)性良好。一般常見的有單相接地，兩相或三相短路或接地。21電纜常見故障分析電纜故障的分類低阻接地或短路故障高阻接地或短路故障閃絡(luò)性故障斷線并接地故障電纜有一芯或數(shù)芯導(dǎo)體不連續(xù)，而且經(jīng)電阻接地。

這類故障大多在預(yù)防性耐壓試驗(yàn)時(shí)發(fā)生，并多出現(xiàn)于電纜中間接頭或終端頭內(nèi)。發(fā)生這類故障時(shí)，故障現(xiàn)象不一定相同。有時(shí)在接近所要求的試驗(yàn)電壓時(shí)擊穿，然后又恢復(fù)，有時(shí)會(huì)連續(xù)擊穿，但頻率不穩(wěn)定，間隔時(shí)間數(shù)秒至數(shù)分鐘不等。22電纜常見故障分析電纜故障的分類低阻接地或短路故障高阻接地或短路故障閃絡(luò)性故障斷線并接地故障斷線故障五種23電纜常見故障分析電纜故障的分類

有時(shí)電纜在一定電場上發(fā)生擊穿，待絕緣恢復(fù)后擊穿現(xiàn)象完全停止，通常稱這類故障為封閉性故障。

五類故障中，高阻和低阻之分并非絕對(duì)固定，它主要決定于試驗(yàn)設(shè)備的條件(如試驗(yàn)電壓高低、檢流計(jì)的靈敏度和電橋的結(jié)構(gòu)等)和被試電纜導(dǎo)體電阻的大小。

目前使用的電纜探傷儀試驗(yàn)電壓可達(dá)600V，當(dāng)電纜導(dǎo)體回路電阻在1Q以上時(shí)，容許的故障電阻值可達(dá)100kQ。

很明顯，試驗(yàn)電壓越低或電纜導(dǎo)體回路電阻越小，則容許的故障電阻值越低。需測量高電阻故障時(shí)，必須增加試驗(yàn)電壓或提高檢流計(jì)的靈敏度。一般認(rèn)為故障電壓在100kg~以下為低阻故障。24電纜常見故障分析第二節(jié)

常見電纜故障分析測尋一、電氣方面二、化學(xué)方面三、電纜故障的測尋

電纜的不斷發(fā)展，交聯(lián)聚乙烯電纜取代原有的電纜，但由于敷設(shè)環(huán)境的影響，在絕緣層中會(huì)產(chǎn)生水樹，使其絕緣性能下降，因而在研究這種老化機(jī)理時(shí)，將主要以該類電纜為例詳述。

因水樹引起事故的原因，幾乎都是電纜在制造、運(yùn)輸、保管、敷設(shè)過程中水分侵人電纜內(nèi)部所致；或由于在導(dǎo)體上使用以布帶為基體的半導(dǎo)電屏蔽層，在毛刺突出處產(chǎn)生水樹并伸延而導(dǎo)致絕緣擊穿。電纜常見故障分析電氣方面游離放電老化

這是在絕緣層與屏蔽層的空隙產(chǎn)生游離放電，而使絕緣受到侵蝕所造成的絕緣老化現(xiàn)象。不過在正常相電壓下，游離放電一般不會(huì)發(fā)生，僅在電纜內(nèi)部有缺陷時(shí)才會(huì)成為問題。電纜常見故障分析電氣方面樹老化

所謂樹，主要有電樹和水樹兩種。電樹是在局部高電場(絕緣與內(nèi)半導(dǎo)電層的界面等)作用下，某些缺陷在絕緣層中呈現(xiàn)樹枝狀伸展，最終導(dǎo)致絕緣擊穿。

水樹的形成與敷設(shè)環(huán)境有關(guān)，在有水分和電場共存的狀態(tài)下，可分為從導(dǎo)體的內(nèi)半導(dǎo)電層上產(chǎn)生的內(nèi)導(dǎo)水樹、從絕緣的外半導(dǎo)電層產(chǎn)生的外導(dǎo)水樹、從絕緣層中空隙等產(chǎn)生的蝴蝶結(jié)形水樹三類。其中從內(nèi)半導(dǎo)電層上產(chǎn)生的內(nèi)導(dǎo)水樹，將使電纜的絕緣強(qiáng)度大幅度地降低。電纜常見故障分析化學(xué)方面

化學(xué)老化是由敷設(shè)環(huán)境所引起的，如把電纜敷設(shè)在含有石油化學(xué)物質(zhì)的地下而造成聚氯乙烯護(hù)套膨脹。有一種稱為硫化的老化現(xiàn)象，對(duì)電纜絕緣影響最大。由于硫化物(硫化氫等)透過護(hù)套及絕緣層與電纜的銅導(dǎo)體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成硫化銅和氧化銅等物質(zhì)，這些物質(zhì)在絕緣層中從內(nèi)導(dǎo)一側(cè)向護(hù)套一側(cè)呈樹枝狀伸展，如同水樹一樣，這種老化現(xiàn)象稱為化學(xué)樹?；瘜W(xué)老化的程度也因油、藥品的種類不同而異，但它對(duì)電纜的影響都是使組成電纜的材料膨脹、物理特性和電性能降低。此外，還有物理老化、機(jī)械老化以及由于生物的侵蝕所引起的老化等。電纜常見故障分析電纜故障的測尋首先我們要做電纜故障性質(zhì)的確定。

所謂確定故障的性質(zhì)，就是指確定故障電阻是高阻還是低阻；是閃絡(luò)還是封閉性故障；是接地、短路、斷線，還是它們的組合；是單相、兩相，還是三相故障。通?？梢愿鶕?jù)故障發(fā)生時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象，初步判斷故障的性質(zhì)。電纜常見故障分析電纜故障的測尋2．電纜故障的測尋步驟第一步：確定故障的性質(zhì)。第二步：故障點(diǎn)的燒穿。即通過燒穿將高阻故障或閃絡(luò)性故障變?yōu)榈妥韫收?，以便進(jìn)行粗測。第三步：粗測，就是測出故障點(diǎn)到電纜任意一端的距離。粗測的方法有多種，一般可歸納為兩大類，一類是電橋法，另一類是脈沖反射法。第四步：測尋故障電纜的敷設(shè)路徑。對(duì)于埋地敷設(shè)電纜就是找出故障電纜的敷設(shè)路徑和埋設(shè)深度，以便進(jìn)行定點(diǎn)精測。測尋路徑的方法是向電纜中通人音頻信號(hào)電流，然后利用接收線圈通過接收機(jī)接收此音頻信號(hào)。第五步：故障點(diǎn)的精測(即定點(diǎn))，也就是確定故障點(diǎn)的精確位置。通常采用聲測、感應(yīng)、測接地電位等方法進(jìn)行定點(diǎn)。第一步第二步第三部第四步第五步確定故障的性質(zhì)。故障點(diǎn)的燒穿。粗測，就是測出故障點(diǎn)到電纜任意一端的距離。測尋故障電纜的敷設(shè)路徑。故障點(diǎn)的精測(即定點(diǎn))，也就是確定故障點(diǎn)的精確位置。電纜常見故障分析

上述五個(gè)步驟是一般的測尋，實(shí)際測尋時(shí)，可根據(jù)具體情況省略其中的一些步驟。例如，電纜敷設(shè)路徑的圖紙很準(zhǔn)確時(shí)可不必再測敷設(shè)路徑；對(duì)于高阻故障，可不經(jīng)燒穿而直接用閃絡(luò)法進(jìn)行粗測；對(duì)于一些閃絡(luò)性故障，不需要進(jìn)行定點(diǎn)，可根據(jù)粗測得到的距離數(shù)據(jù)查閱資料，直接挖出粗測點(diǎn)處的中間接頭，然后再通過細(xì)聽而確定故障點(diǎn)；對(duì)于電纜溝或隧道內(nèi)的電纜故