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[摘 要]电缆主要用于传输和分配电能,也可以作为电气设备间的连接。电缆在工作过程中,常常会出现故障。本文分析了电缆的常见故障和排除方法。[关键词]电力电缆 故障排除 接地
中图分类号:TM247文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)21-0083-02
电缆是用于传输电能、传递信息和实现电磁能力转换的电工产品,广泛地应用于工农业生产中。由电缆组成的供电网络,线路长,分支线多,并有更多的机会与可燃物或建筑物接触。电缆在一定使用条件下,是能够安全运行的。当电缆发生短路、过载、局部过热、电火花或电弧等故障状态下时,所产生的热量将远远超过正常状态,电缆将不能正常运行。
1 敷设电缆时温度过低
敷设电缆时,如果电缆存放地点在敷设前24h内的平均温度以及敷设现场的温度低于规定值,应将电缆预先加热。其预防方法如下:
1.1 用提高周围空气温度的方法预热电缆,将周围空气温度提高到5~10℃,電缆需要在该温度下静置72h,将周围空气提高到25℃,需要静置24~36h。
1.2 对电缆芯加电流进行加热,通入的电流不得大于电缆额定电流,加热后的电缆表面温度不得低于5℃。若用单相电流铠装电缆,选择电缆芯线的接线方式时应考虑防止铠装内形成感应电流。
1.3 经预热的电缆,应尽快在1h内敷设完毕。当电缆冷却到预热前的温度时,不得再将其弯曲。
2 电缆中间接头腐蚀
制作电缆中间接头时,一般要把金属护套外的沥青和塑料带防腐部分剥去一部分,制作后外露的部分护套和整个中间接头的外壳进行防腐处理。其方法如下:
2.1 对铅包电缆,可涂沥青与桑皮纸组合(沥青层与桑皮纸间隔各两层)作为防腐层。
2.2 对铝包电缆。在铝包电缆钢带锯口处,可保留40mm长的电缆本体塑料带沥青防腐层。铝包表面用汽油擦干净后,从接头盒铅封处起至钢带锯口处,热涂沥青一层,再加上沥青、桑皮纸作为组合防腐层。
3 纸绝缘电缆受潮
纸绝缘电缆在运输、存储和施工中,由于密封不严、浸水等原因,电缆端部的绝缘受潮。若将受潮的纸绝缘电缆接入电网,由于绝缘强度下降,容易造成绝缘击穿。若发现电缆受潮应从绝缘受潮部分其一小段一小段地切除,至试验合格为止。检查方法如下:将电缆芯松开,使绝缘纸处于自然状态,然后将其浸入150~160℃的电缆油中,若产生“啪啪”爆破声,说明绝缘纸受潮;与可以用清洁干燥的工具剥开铅包,撕下几条绝缘纸,用火柴点燃,若发出“嘶嘶”声并出现白泡沫,说明电缆受潮。
4 铅包龟裂
电缆终端头下部铅包龟裂事故,大多数发生在高位垂直安装的电缆头下部,一旦发现,应鉴定缺陷的严重程度,若尚未全部裂开,又无渗透现象,可采用封铅法加厚一层和环氧树脂带包孔密封的方法进行处理。
5 充油电缆的电缆油不合格
5.1 充油电缆由于制造质量不好或经过多次搬运,出现电缆油介质不符合要求。可采用经脱气处理的合格油进行冲洗转换。冲洗油量应不小于2倍油道的油容量,冲洗后隔五昼夜取油样进行化验。如果仍然不合格,需要再冲洗,直至合格为止。
5.2 若电缆接头的油质不合格,可冲洗电缆两端,然后在上油嘴接压力箱下油嘴放油冲洗,冲洗油量为2~3倍电缆头内的油量。若电缆终端头的油质不合格,由于油量较大,不宜采用冲洗处理,可将终端头内的油放尽,重新进行真空注油。
6 电缆桥架及电缆接地故障
6.1 电缆桥架敷设在桥架上,其优点是无积水问题,避免了与地下管沟交叉相碰,成套产品整齐美观,节约空间,封闭槽架有利于防火、防爆和抗干扰。缺点是耗用钢材多,施工、检修和维护困难,受外界引火源影响的几率较大。
6.2 电缆桥架处在防火防爆的区域内,可在托盘、梯架中添加具有耐火或难燃性的板、网材料构成密闭式结构。并在架桥表面涂刷防火层,其整体耐火性还应符合国家有关规范的要求。桥架还应有良好的接地措施。
(1)地下冻土刨伤,损坏绝缘,可挖开地面,修复绝缘。
(2)人为接地没有拆除,应拆除接地线。
(3)负荷过大、温度过高,使绝缘老化。应调整负荷,采取降温措施,更换老化的绝缘,必要时更换严重老化的电缆。
(4)套管脏污,有裂纹引起放电。应清晰脏污的套管,更换有裂纹的套管。
7 电缆相间绝缘击穿短路或相地绝缘击穿,对地短路
7.1 电缆本身受机械损伤,使绝缘破坏。
7.2 电缆由于各种原因引起受潮,使绝缘强度降低而被击穿。
7.3 电源绝缘老化。
7.4 电缆防护层的铅包腐蚀,使绝缘层损坏被击穿。
7.5 过电压引起击穿。
7.6 电缆的运行温度过高,使绝缘破坏被击穿。
8 终端头击穿
8.1 被击穿的形式很多,主要有:
(1)铅封不严密,使水分和潮气侵入盒内,引起绝缘子受潮被击穿。
(2)终端头有砂眼或细小裂纹,使水分和潮气侵入,引起绝缘受潮被击穿。
(3)引出线接触不良,造成过热,使绝缘破坏被击穿。
(4)电缆头分支处距离小所包绝缘物不清洁,在长期电场作用下使这些薄弱环节的绝缘逐渐破坏,电缆头爆炸。
(5)电缆头引出不当,如电缆芯直接引出盒外,使外界潮气沿电缆芯进入电缆头,造成绝缘被击穿。
8.2 应根据故障原因,采用相应的方法进行处理。
9 终端头电晕放电
9.1 三芯分支处距离小,在电场作用下空气发生游离而引起电晕放电,应增大距离距离。
电缆头距电缆沟太近,而且电缆沟较潮或有积水,使电缆头周围温度升高而引起电晕放电,应排除电缆沟内的积水,加强通风,保持干燥。 9.2 芯线与芯线直接的绝缘介质的变化,使电场分布不均匀。某些尖端或棱角的电场比较集中,当其电场强度大于临界电场强度时,就会使空气发生游离而产生电晕放电。应将各芯线的绝缘表面包一段金属带,并将各个金属带相互连接在一起即屏蔽,即可改善电场分布而消除电晕。
10 室外电缆终端头的铁闸胀裂
铁闸胀裂一般是由于内部压力过大造成的,胀裂后的绝缘胶自缝中挤出,裂纹大多在壳体最大直径部位,且方向向下。因此潮气不容易大量进入。应检查终端头是否受潮,并进行直流耐压试验。若受潮或绝缘强度不合格,应割掉予以更换。
11 电缆终端盒爆炸起火
11.1 高、低压电缆接到变压器、断路器和电动机等电气设备或线路时,大都用电缆终端盒,以保证绝缘良好、连接可靠和安全运行。电缆终端盒型式,按材料分为生铁、尼龙和环氧树脂终端盒。按现状分有漏斗型、手套型和扇型终端盒。终端盒的故障主要是绝缘击穿,形成短路,发生爆炸,燃烧着的绝缘胶会向外喷出,从而引起火灾,导致设备损坏,甚至发生人身伤亡等事故。
预防措施是电缆终端盒安装时,要保证施工质量。保证密封,防止潮气侵入,对电缆终端盒平时要加强检查,发现有严重漏油时,应及时修好,防止潮气侵入。
11.2 电缆末端与断路器、变压器和电动机等电气设备连接时,一般都将电缆头置于终端盒内,以保证绝缘良好、连接可靠、运行安全。当终端盒发生故障时,使绝缘击穿,造成短路,发生爆炸。燃烧的绝缘胶向外喷出而引起火灾,导致设备损坏,甚至发生人身伤亡事故。
电缆负荷或外界温度发生变化时,盒内的绝缘胶热胀冷缩,产生“呼吸”作用,内外空气交流,潮气侵入盒内,凝结在盒内的内壁上和空隙部分。绝缘由于受潮,绝缘电阻下降而被击穿。应在制作、安装终端盒时,确保施工质量、密封性能良好,防止潮气侵入。
11.3 终端盒内的绝缘胶遇到电缆油就溶解,在盒的底部和电缆作为形成空隙,绝缘由于电阻下降而被击穿。应加强对终端盒的巡视检查,当发现盒内漏油,要立即进行处理,防止漏油造成爆炸事故。
11.4 电缆两端的高差过大,低的一端的终端盒受到电缆油的压力,严重时密封被破坏,绝缘由于电阻下降而击穿。
12 电缆在“两线一地”系统中运行,电缆头损坏
电缆在“两线一地”系统在正常运行时,不接地相对地电压升高倍,即对地电压升高到线电压,如果电缆的对地绝缘长期承受较高的运行电压,对地绝缘裕度将减小;由于三芯电缆通过的负荷不一定平衡,将在电缆铅包两端产生电位差形成环流,使绝缘发热;“两线一地”中单相接地故障实际上就是相间短路,短路电流很大。如果这种电流经常发生,电缆将经常承受冲击油压的作用,以上原因增加了电缆损坏率。
为了防止电缆头损坏,应采取以下措施:
(1)采用高一级电压等级的电缆。
(2)保护接地与工作接地分开。
(3)工作接地要远离站内接地网,各路接地电阻应尽量一致。
13 电缆头漏油
在敷设时,违反敷设规定,将电缆铅包折伤和不完全断线,应在敷设电缆时,按规定施工,注意不要把电缆头碰伤,如地下埋有电缆,动土时必须采取有效的预防措施。
14 电缆故障性质的判断
14.1 常见的电缆故障有:
(1)电缆芯线的断线和不完全断线;
(2)电缆的相间短路、接地短路或闪络短路故障等。
14.2判断电缆故障的性质一般是用绝缘电阻表。若怀疑芯线断线或不完全断线,可将电缆一端的芯线短接,在另一端测每一条芯线的绝缘电阻。若为无穷大,则为完全断线,若虽不为无穷大也不为零,则为不完全断线。若怀疑芯线间短路或接地,可将一短的线芯完全散开,在另一端每两条芯线间或芯线与接地线的绝缘电阻,若为零,则为短路或接地。
15 电缆故障點的测定
测定电缆故障点常用的比较先进的方法是采用电缆故障测试仪。该仪器由闪络测试仪、路径仪和定点仪配套组成。闪络测试仪可以进行粗测,测定故障点的大致距离;路径仪可以查明故障电缆的走向;定点测试仪可以比较精确地测得故障点的具体位置。定点仪采用冲击放电声测法的原理制成。在故障电缆一端的故障相上加上直流高压或冲击高压,使故障点放电,定点仪的压电晶体探头接受故障点的放电声波并把它变成电信号,经过放大后用受话器还原成声波,声音最响的位置即为故障点。
综上所述,我们可以知道,电力电缆的常见故障的原因及排除方法等,为了使电力电缆能够正常地运行,我们应加强预防,尽量减少电缆可能发生的故障,一旦发现故障,及时排除,使电力更好地为人类服务。
参考文献
[1] 张嘉静.电力线路的常见故障诊断与维修.电力出版社,2005.9
中图分类号:TM247文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)21-0083-02
电缆是用于传输电能、传递信息和实现电磁能力转换的电工产品,广泛地应用于工农业生产中。由电缆组成的供电网络,线路长,分支线多,并有更多的机会与可燃物或建筑物接触。电缆在一定使用条件下,是能够安全运行的。当电缆发生短路、过载、局部过热、电火花或电弧等故障状态下时,所产生的热量将远远超过正常状态,电缆将不能正常运行。
1 敷设电缆时温度过低
敷设电缆时,如果电缆存放地点在敷设前24h内的平均温度以及敷设现场的温度低于规定值,应将电缆预先加热。其预防方法如下:
1.1 用提高周围空气温度的方法预热电缆,将周围空气温度提高到5~10℃,電缆需要在该温度下静置72h,将周围空气提高到25℃,需要静置24~36h。
1.2 对电缆芯加电流进行加热,通入的电流不得大于电缆额定电流,加热后的电缆表面温度不得低于5℃。若用单相电流铠装电缆,选择电缆芯线的接线方式时应考虑防止铠装内形成感应电流。
1.3 经预热的电缆,应尽快在1h内敷设完毕。当电缆冷却到预热前的温度时,不得再将其弯曲。
2 电缆中间接头腐蚀
制作电缆中间接头时,一般要把金属护套外的沥青和塑料带防腐部分剥去一部分,制作后外露的部分护套和整个中间接头的外壳进行防腐处理。其方法如下:
2.1 对铅包电缆,可涂沥青与桑皮纸组合(沥青层与桑皮纸间隔各两层)作为防腐层。
2.2 对铝包电缆。在铝包电缆钢带锯口处,可保留40mm长的电缆本体塑料带沥青防腐层。铝包表面用汽油擦干净后,从接头盒铅封处起至钢带锯口处,热涂沥青一层,再加上沥青、桑皮纸作为组合防腐层。
3 纸绝缘电缆受潮
纸绝缘电缆在运输、存储和施工中,由于密封不严、浸水等原因,电缆端部的绝缘受潮。若将受潮的纸绝缘电缆接入电网,由于绝缘强度下降,容易造成绝缘击穿。若发现电缆受潮应从绝缘受潮部分其一小段一小段地切除,至试验合格为止。检查方法如下:将电缆芯松开,使绝缘纸处于自然状态,然后将其浸入150~160℃的电缆油中,若产生“啪啪”爆破声,说明绝缘纸受潮;与可以用清洁干燥的工具剥开铅包,撕下几条绝缘纸,用火柴点燃,若发出“嘶嘶”声并出现白泡沫,说明电缆受潮。
4 铅包龟裂
电缆终端头下部铅包龟裂事故,大多数发生在高位垂直安装的电缆头下部,一旦发现,应鉴定缺陷的严重程度,若尚未全部裂开,又无渗透现象,可采用封铅法加厚一层和环氧树脂带包孔密封的方法进行处理。
5 充油电缆的电缆油不合格
5.1 充油电缆由于制造质量不好或经过多次搬运,出现电缆油介质不符合要求。可采用经脱气处理的合格油进行冲洗转换。冲洗油量应不小于2倍油道的油容量,冲洗后隔五昼夜取油样进行化验。如果仍然不合格,需要再冲洗,直至合格为止。
5.2 若电缆接头的油质不合格,可冲洗电缆两端,然后在上油嘴接压力箱下油嘴放油冲洗,冲洗油量为2~3倍电缆头内的油量。若电缆终端头的油质不合格,由于油量较大,不宜采用冲洗处理,可将终端头内的油放尽,重新进行真空注油。
6 电缆桥架及电缆接地故障
6.1 电缆桥架敷设在桥架上,其优点是无积水问题,避免了与地下管沟交叉相碰,成套产品整齐美观,节约空间,封闭槽架有利于防火、防爆和抗干扰。缺点是耗用钢材多,施工、检修和维护困难,受外界引火源影响的几率较大。
6.2 电缆桥架处在防火防爆的区域内,可在托盘、梯架中添加具有耐火或难燃性的板、网材料构成密闭式结构。并在架桥表面涂刷防火层,其整体耐火性还应符合国家有关规范的要求。桥架还应有良好的接地措施。
(1)地下冻土刨伤,损坏绝缘,可挖开地面,修复绝缘。
(2)人为接地没有拆除,应拆除接地线。
(3)负荷过大、温度过高,使绝缘老化。应调整负荷,采取降温措施,更换老化的绝缘,必要时更换严重老化的电缆。
(4)套管脏污,有裂纹引起放电。应清晰脏污的套管,更换有裂纹的套管。
7 电缆相间绝缘击穿短路或相地绝缘击穿,对地短路
7.1 电缆本身受机械损伤,使绝缘破坏。
7.2 电缆由于各种原因引起受潮,使绝缘强度降低而被击穿。
7.3 电源绝缘老化。
7.4 电缆防护层的铅包腐蚀,使绝缘层损坏被击穿。
7.5 过电压引起击穿。
7.6 电缆的运行温度过高,使绝缘破坏被击穿。
8 终端头击穿
8.1 被击穿的形式很多,主要有:
(1)铅封不严密,使水分和潮气侵入盒内,引起绝缘子受潮被击穿。
(2)终端头有砂眼或细小裂纹,使水分和潮气侵入,引起绝缘受潮被击穿。
(3)引出线接触不良,造成过热,使绝缘破坏被击穿。
(4)电缆头分支处距离小所包绝缘物不清洁,在长期电场作用下使这些薄弱环节的绝缘逐渐破坏,电缆头爆炸。
(5)电缆头引出不当,如电缆芯直接引出盒外,使外界潮气沿电缆芯进入电缆头,造成绝缘被击穿。
8.2 应根据故障原因,采用相应的方法进行处理。
9 终端头电晕放电
9.1 三芯分支处距离小,在电场作用下空气发生游离而引起电晕放电,应增大距离距离。
电缆头距电缆沟太近,而且电缆沟较潮或有积水,使电缆头周围温度升高而引起电晕放电,应排除电缆沟内的积水,加强通风,保持干燥。 9.2 芯线与芯线直接的绝缘介质的变化,使电场分布不均匀。某些尖端或棱角的电场比较集中,当其电场强度大于临界电场强度时,就会使空气发生游离而产生电晕放电。应将各芯线的绝缘表面包一段金属带,并将各个金属带相互连接在一起即屏蔽,即可改善电场分布而消除电晕。
10 室外电缆终端头的铁闸胀裂
铁闸胀裂一般是由于内部压力过大造成的,胀裂后的绝缘胶自缝中挤出,裂纹大多在壳体最大直径部位,且方向向下。因此潮气不容易大量进入。应检查终端头是否受潮,并进行直流耐压试验。若受潮或绝缘强度不合格,应割掉予以更换。
11 电缆终端盒爆炸起火
11.1 高、低压电缆接到变压器、断路器和电动机等电气设备或线路时,大都用电缆终端盒,以保证绝缘良好、连接可靠和安全运行。电缆终端盒型式,按材料分为生铁、尼龙和环氧树脂终端盒。按现状分有漏斗型、手套型和扇型终端盒。终端盒的故障主要是绝缘击穿,形成短路,发生爆炸,燃烧着的绝缘胶会向外喷出,从而引起火灾,导致设备损坏,甚至发生人身伤亡等事故。
预防措施是电缆终端盒安装时,要保证施工质量。保证密封,防止潮气侵入,对电缆终端盒平时要加强检查,发现有严重漏油时,应及时修好,防止潮气侵入。
11.2 电缆末端与断路器、变压器和电动机等电气设备连接时,一般都将电缆头置于终端盒内,以保证绝缘良好、连接可靠、运行安全。当终端盒发生故障时,使绝缘击穿,造成短路,发生爆炸。燃烧的绝缘胶向外喷出而引起火灾,导致设备损坏,甚至发生人身伤亡事故。
电缆负荷或外界温度发生变化时,盒内的绝缘胶热胀冷缩,产生“呼吸”作用,内外空气交流,潮气侵入盒内,凝结在盒内的内壁上和空隙部分。绝缘由于受潮,绝缘电阻下降而被击穿。应在制作、安装终端盒时,确保施工质量、密封性能良好,防止潮气侵入。
11.3 终端盒内的绝缘胶遇到电缆油就溶解,在盒的底部和电缆作为形成空隙,绝缘由于电阻下降而被击穿。应加强对终端盒的巡视检查,当发现盒内漏油,要立即进行处理,防止漏油造成爆炸事故。
11.4 电缆两端的高差过大,低的一端的终端盒受到电缆油的压力,严重时密封被破坏,绝缘由于电阻下降而击穿。
12 电缆在“两线一地”系统中运行,电缆头损坏
电缆在“两线一地”系统在正常运行时,不接地相对地电压升高倍,即对地电压升高到线电压,如果电缆的对地绝缘长期承受较高的运行电压,对地绝缘裕度将减小;由于三芯电缆通过的负荷不一定平衡,将在电缆铅包两端产生电位差形成环流,使绝缘发热;“两线一地”中单相接地故障实际上就是相间短路,短路电流很大。如果这种电流经常发生,电缆将经常承受冲击油压的作用,以上原因增加了电缆损坏率。
为了防止电缆头损坏,应采取以下措施:
(1)采用高一级电压等级的电缆。
(2)保护接地与工作接地分开。
(3)工作接地要远离站内接地网,各路接地电阻应尽量一致。
13 电缆头漏油
在敷设时,违反敷设规定,将电缆铅包折伤和不完全断线,应在敷设电缆时,按规定施工,注意不要把电缆头碰伤,如地下埋有电缆,动土时必须采取有效的预防措施。
14 电缆故障性质的判断
14.1 常见的电缆故障有:
(1)电缆芯线的断线和不完全断线;
(2)电缆的相间短路、接地短路或闪络短路故障等。
14.2判断电缆故障的性质一般是用绝缘电阻表。若怀疑芯线断线或不完全断线,可将电缆一端的芯线短接,在另一端测每一条芯线的绝缘电阻。若为无穷大,则为完全断线,若虽不为无穷大也不为零,则为不完全断线。若怀疑芯线间短路或接地,可将一短的线芯完全散开,在另一端每两条芯线间或芯线与接地线的绝缘电阻,若为零,则为短路或接地。
15 电缆故障點的测定
测定电缆故障点常用的比较先进的方法是采用电缆故障测试仪。该仪器由闪络测试仪、路径仪和定点仪配套组成。闪络测试仪可以进行粗测,测定故障点的大致距离;路径仪可以查明故障电缆的走向;定点测试仪可以比较精确地测得故障点的具体位置。定点仪采用冲击放电声测法的原理制成。在故障电缆一端的故障相上加上直流高压或冲击高压,使故障点放电,定点仪的压电晶体探头接受故障点的放电声波并把它变成电信号,经过放大后用受话器还原成声波,声音最响的位置即为故障点。
综上所述,我们可以知道,电力电缆的常见故障的原因及排除方法等,为了使电力电缆能够正常地运行,我们应加强预防,尽量减少电缆可能发生的故障,一旦发现故障,及时排除,使电力更好地为人类服务。
参考文献
[1] 张嘉静.电力线路的常见故障诊断与维修.电力出版社,2005.9