电缆常见故障分析

1、2021/3/10讲解：XX1 第七章第七章 电力电缆常见故障分析及电力电缆常见故障分析及 处理措施处理措施 2021/3/10讲解：XX2 第一节 常见故障产生的原因及处理措施 一、电缆故障产生的原因 二、电缆故障的分类 2021/3/10讲解：XX3 电缆故障产生的原因 工艺问题工艺问题 护层的腐蚀护层的腐蚀 绝缘老化变质绝缘老化变质 绝缘受潮绝缘受潮 过电压过电压 电缆过热电缆过热 机械损伤机械损伤 材料缺陷材料缺陷 故障原因故障原因 2021/3/10讲解：XX4 电缆故障产生的原因 绝缘老化变质绝缘老化变质 电缆绝缘长期在电的作用电缆绝缘长期在电的作用 下工作，要受到伴随电作用而下工

2、作，要受到伴随电作用而 来的热、化学及机械作用，从来的热、化学及机械作用，从 而使绝缘介质发生物理和化学而使绝缘介质发生物理和化学 变化，导致介质的绝缘水平下变化，导致介质的绝缘水平下 降。降。 2021/3/10讲解：XX5 电缆故障产生的原因 工艺问题工艺问题 护层的腐蚀护层的腐蚀 绝缘老化变质绝缘老化变质 绝缘受潮绝缘受潮 过电压过电压 电缆过热电缆过热 机械损伤机械损伤 材料缺陷材料缺陷 绝缘受潮绝缘受潮 2021/3/10讲解：XX6 电缆故障产生的原因 绝缘受潮绝缘受潮 中间接头或终端中间接头或终端 头在结构上不密封头在结构上不密封 或安装质量不好而或安装质量不好而 造成绝缘受潮。

3、制造成绝缘受潮。制 造电缆包铅造电缆包铅(或铝或铝) 时留下砂眼或裂纹时留下砂眼或裂纹 等缺陷，也会使绝等缺陷，也会使绝 缘受潮。缘受潮。 2021/3/10讲解：XX7 电缆故障产生的原因 工艺问题工艺问题 护层的腐蚀护层的腐蚀 绝缘老化变质绝缘老化变质 绝缘受潮绝缘受潮 过电压过电压 电缆过热电缆过热 机械损伤机械损伤 材料缺陷材料缺陷 电缆过热电缆过热 2021/3/10讲解：XX8 电缆故障产生的原因 电缆过热电缆过热 造成电缆过热的原因是多方面的。内因造成电缆过热的原因是多方面的。内因 主要是电缆绝缘内部气隙游离造成局部过热，主要是电缆绝缘内部气隙游离造成局部过热， 从而使绝缘碳化。

4、外因是电缆过负荷或散热从而使绝缘碳化。外因是电缆过负荷或散热 不良，安装于电缆密集地区、电缆沟及电缆不良，安装于电缆密集地区、电缆沟及电缆 隧道等通风不良处的电缆，穿在干燥管中的隧道等通风不良处的电缆，穿在干燥管中的 电缆以及与热力管道接近的电缆，都会因过电缆以及与热力管道接近的电缆，都会因过 热而使绝缘加速损坏。热而使绝缘加速损坏。 2021/3/10讲解：XX9 电缆故障产生的原因 工艺问题工艺问题 护层的腐蚀护层的腐蚀 绝缘老化变质绝缘老化变质 绝缘受潮绝缘受潮 过电压过电压 电缆过热电缆过热 机械损伤机械损伤 材料缺陷材料缺陷 机械损伤机械损伤 2021/3/10讲解：XX10 电缆故

5、障产生的原因 机械损伤机械损伤 这类损伤主要包括以下方面：这类损伤主要包括以下方面： (1)直接受外力作用造成的破坏。这直接受外力作用造成的破坏。这 方面的损坏主要有施工和效能运输所造方面的损坏主要有施工和效能运输所造 成的损坏，如挖土、打桩、起重、搬运成的损坏，如挖土、打桩、起重、搬运 等都可能误伤电缆，行驶车辆的振动或等都可能误伤电缆，行驶车辆的振动或 冲击性负荷也会造成穿越公路或铁路以及靠公路冲击性负荷也会造成穿越公路或铁路以及靠公路 或铁路敷设电缆的铅或铁路敷设电缆的铅(铝铝)包裂损。包裂损。 (2)敷设过程造成损坏。这方面的损坏主要是电敷设过程造成损坏。这方面的损坏主要是电 缆因受拉

6、力过大或弯曲过度而导致绝缘和护层的缆因受拉力过大或弯曲过度而导致绝缘和护层的 损坏。损坏。 (3)自然力造成损坏。这方面的损坏主要包括中自然力造成损坏。这方面的损坏主要包括中 间接头或终端头受自然拉力和内部绝缘胶膨胀的间接头或终端头受自然拉力和内部绝缘胶膨胀的 作用所造成的电缆护套的裂损；因电缆自然胀缩作用所造成的电缆护套的裂损；因电缆自然胀缩 和土壤下沉所形成的过大拉力，拉断中间接头或和土壤下沉所形成的过大拉力，拉断中间接头或 导体终端头瓷套因受力而破损等。导体终端头瓷套因受力而破损等。 2021/3/10讲解：XX11 电缆故障产生的原因 工艺问题工艺问题 护层的腐蚀护层的腐蚀 绝缘老化变

7、质绝缘老化变质 绝缘受潮绝缘受潮 过电压过电压 电缆过热电缆过热 机械损伤机械损伤 材料缺陷材料缺陷 护层的腐蚀护层的腐蚀 2021/3/10讲解：XX12 电缆故障产生的原因 护层的腐蚀护层的腐蚀 由于电解和化学作用使由于电解和化学作用使 电缆铅包腐蚀。因腐蚀性电缆铅包腐蚀。因腐蚀性 质和程度的不同，铅包上质和程度的不同，铅包上 有红色、黄色、橙色和淡有红色、黄色、橙色和淡 黄色的化合物或类似海绵黄色的化合物或类似海绵 的细孔。的细孔。 2021/3/10讲解：XX13 电缆故障产生的原因 工艺问题工艺问题 护层的腐蚀护层的腐蚀 绝缘老化变质绝缘老化变质 绝缘受潮绝缘受潮 过电压过电压 电缆

8、过热电缆过热 机械损伤机械损伤 材料缺陷材料缺陷 过电压过电压 2021/3/10讲解：XX14 电缆故障产生的原因 过电压过电压 大气过电压和内部过电压使电缆绝缘所承受的大气过电压和内部过电压使电缆绝缘所承受的 电应力超过允许值而造成击穿。电应力超过允许值而造成击穿。 对实际故障进行分析表明，许多户外终端头的对实际故障进行分析表明，许多户外终端头的 故障是由于大气过电压引起的，电缆本身的缺陷也故障是由于大气过电压引起的，电缆本身的缺陷也 会导致在大气过电压时发生故障。会导致在大气过电压时发生故障。 2021/3/10讲解：XX15 电缆故障产生的原因 工艺问题工艺问题 护层的腐蚀护层的腐蚀

9、绝缘老化变质绝缘老化变质 绝缘受潮绝缘受潮 过电压过电压 电缆过热电缆过热 机械损伤机械损伤 材料缺陷材料缺陷 材料缺陷材料缺陷 2021/3/10讲解：XX16 电缆故障产生的原因 材料缺陷材料缺陷 材料缺陷主要表现在三个方面：材料缺陷主要表现在三个方面： 电缆制造的问题，主要有包铅电缆制造的问题，主要有包铅(铝铝)留下的缺陷，在包缠留下的缺陷，在包缠 绝缘过程中，纸绝缘上出现褶被、裂损、破口和重叠间隙绝缘过程中，纸绝缘上出现褶被、裂损、破口和重叠间隙 等缺陷；等缺陷； 电缆附件制造上的缺陷，如铸铁件有砂眼、瓷件的机械电缆附件制造上的缺陷，如铸铁件有砂眼、瓷件的机械 强度不够，其他零件不符合

10、规格或组装时不密封等；强度不够，其他零件不符合规格或组装时不密封等； 对绝缘材料维护管理不善，造成制作电缆中间接头和终对绝缘材料维护管理不善，造成制作电缆中间接头和终 端头绝缘材料受潮、脏污和老化，影响中间头和终端头的端头绝缘材料受潮、脏污和老化，影响中间头和终端头的 质量。质量。 2021/3/10讲解：XX17 电缆故障产生的原因 工艺问题工艺问题 护层的腐蚀护层的腐蚀 绝缘老化变质绝缘老化变质 绝缘受潮绝缘受潮 过电压过电压 电缆过热电缆过热 机械损伤机械损伤 材料缺陷材料缺陷 工艺问题工艺问题 2021/3/10讲解：XX18 电缆故障产生的原因 工艺问题工艺问题 中间接头和终端中间接

11、头和终端 头的设计不周密，选头的设计不周密，选 用材料不当，电场分用材料不当，电场分 布考虑不合理，机械布考虑不合理，机械 强度和裕度不够等是强度和裕度不够等是 设计的主要弊病。另设计的主要弊病。另 外中间接头和终端头外中间接头和终端头 的制作工艺要求不严，的制作工艺要求不严， 不按工艺规程的要求不按工艺规程的要求 进行，使电缆头的故进行，使电缆头的故 障增多，例如封铅不障增多，例如封铅不 严、导线连接不牢、严、导线连接不牢、 芯线弯曲过度、使用芯线弯曲过度、使用 的绝缘材料有潮气、的绝缘材料有潮气、 绝缘剂未灌满千万盒绝缘剂未灌满千万盒 内有空气隙等。内有空气隙等。 2021/3/10讲解：

12、XX19 电缆故障的分类 低阻接地或低阻接地或 短路故障短路故障 电缆一芯或数芯对地绝缘电阻或芯与芯之间的绝电缆一芯或数芯对地绝缘电阻或芯与芯之间的绝 缘电阻低于缘电阻低于100kQ，而导体连续性良好。一般，而导体连续性良好。一般 常见的有单相接地、两相或三相短路或接地。常见的有单相接地、两相或三相短路或接地。 2021/3/10讲解：XX20 电缆故障的分类 低阻接地或低阻接地或 短路故障短路故障 高阻接地或高阻接地或 短路故障短路故障 电缆一芯或数芯对地绝缘电阻或芯与芯之间的绝缘电电缆一芯或数芯对地绝缘电阻或芯与芯之间的绝缘电 阻低于正常值很多但高于阻低于正常值很多但高于100kQ，导体连

13、续性良好。，导体连续性良好。 一般常见的有单相接地，两相或三相短路或接地。一般常见的有单相接地，两相或三相短路或接地。 电缆一芯或数芯对地绝缘电阻或芯与芯之间的绝电缆一芯或数芯对地绝缘电阻或芯与芯之间的绝 缘电阻低于缘电阻低于100kQ，而导体连续性良好。一般，而导体连续性良好。一般 常见的有单相接地、两相或三相短路或接地。常见的有单相接地、两相或三相短路或接地。 2021/3/10讲解：XX21 电缆故障的分类 低阻接地或低阻接地或 短路故障短路故障 高阻接地或高阻接地或 短路故障短路故障 闪络性故障闪络性故障 这类故障大多在预防性耐压试验时发生，这类故障大多在预防性耐压试验时发生， 并多出

14、现于电缆中间接头或终端头内。发生这类并多出现于电缆中间接头或终端头内。发生这类 故障时，故障现象不一定相同。有时在接近所要故障时，故障现象不一定相同。有时在接近所要 求的试验电压时击穿，然后又恢复，有时会连续求的试验电压时击穿，然后又恢复，有时会连续 击穿，但频率不稳定，间隔时间数秒至数分钟不击穿，但频率不稳定，间隔时间数秒至数分钟不 等。等。 电缆一芯或数芯对地绝缘电阻或芯与芯之间的绝缘电电缆一芯或数芯对地绝缘电阻或芯与芯之间的绝缘电 阻低于正常值很多但高于阻低于正常值很多但高于100kQ，导体连续性良好。，导体连续性良好。 一般常见的有单相接地，两相或三相短路或接地。一般常见的有单相接地，

15、两相或三相短路或接地。 2021/3/10讲解：XX22 电缆故障的分类 低阻接地或低阻接地或 短路故障短路故障 高阻接地或高阻接地或 短路故障短路故障 闪络性故障闪络性故障 断线并接地断线并接地 故障故障 电缆有一芯或数芯导体不电缆有一芯或数芯导体不 连续，而且经电阻接地。连续，而且经电阻接地。 这类故障大多在预防性耐压试验时发生，这类故障大多在预防性耐压试验时发生， 并多出现于电缆中间接头或终端头内。发生这类并多出现于电缆中间接头或终端头内。发生这类 故障时，故障现象不一定相同。有时在接近所要故障时，故障现象不一定相同。有时在接近所要 求的试验电压时击穿，然后又恢复，有时会连续求的试验电压

16、时击穿，然后又恢复，有时会连续 击穿，但频率不稳定，间隔时间数秒至数分钟不击穿，但频率不稳定，间隔时间数秒至数分钟不 等。等。 2021/3/10讲解：XX23 电缆故障的分类 低阻接地或低阻接地或 短路故障短路故障 高阻接地或高阻接地或 短路故障短路故障 闪络性故障闪络性故障 断线并接地断线并接地 故障故障 断线断线故障故障 五种 2021/3/10讲解：XX24 电缆故障的分类 有时电缆在一定电场上发生击穿，待绝缘恢复后击穿 现象完全停止，通常称这类故障为封闭性故障。 五类故障中，高阻和低阻之分并非绝对固定，它主要 决定于试验设备的条件(如试验电压高低、检流计的灵敏 度和电桥的结构等)和被

17、试电缆导体电阻的大小。 目前使用的电缆探伤仪试验电压可达600V，当电缆导 体回路电阻在1Q以上时，容许的故障电阻值可达100kQ。 很明显，试验电压越低或电缆导体回路电阻越小，则 容许的故障电阻值越低。需测量高电阻故障时，必须增加 试验电压或提高检流计的灵敏度。一般认为故障电压在 100kg以下为低阻故障。 2021/3/10讲解：XX25 第二节第二节 常见电缆故障分析测寻常见电缆故障分析测寻 一、电气方面一、电气方面 二、化学方面二、化学方面 三、电缆故障的测寻三、电缆故障的测寻 电缆的不断发展，交联电缆的不断发展，交联 聚乙烯电缆取代原有的电聚乙烯电缆取代原有的电 缆，但由于敷设环境的

18、影缆，但由于敷设环境的影 响，在绝缘层中会产生水响，在绝缘层中会产生水 树，使其绝缘性能下降，树，使其绝缘性能下降， 因而在研究这种老化机理因而在研究这种老化机理 时，将主要以该类电缆为时，将主要以该类电缆为 例详述。例详述。 因水树引起事故的原因水树引起事故的原 因，几乎都是电缆在制造、因，几乎都是电缆在制造、 运输、保管、敷设过程中运输、保管、敷设过程中 水分侵人电缆内部所致；水分侵人电缆内部所致； 或由于在导体上使用以布或由于在导体上使用以布 带为基体的半导电屏蔽层，带为基体的半导电屏蔽层， 在毛刺突出处产生水树并在毛刺突出处产生水树并 伸延而导致绝缘击穿。伸延而导致绝缘击穿。 2021

19、/3/10讲解：XX26 电气方面电气方面 游离放电老化游离放电老化 这是在绝缘层与屏蔽层的这是在绝缘层与屏蔽层的 空隙产生游离放电，而使绝缘空隙产生游离放电，而使绝缘 受到侵蚀所造成的绝缘老化现受到侵蚀所造成的绝缘老化现 象。不过在正常相电压下，游象。不过在正常相电压下，游 离放电一般不会发生，仅在电离放电一般不会发生，仅在电 缆内部有缺陷时才会成为问题缆内部有缺陷时才会成为问题。 2021/3/10讲解：XX27 电气方面电气方面 树老化树老化 所谓树，主要有电树和水树所谓树，主要有电树和水树 两种。电树是在局部高电场两种。电树是在局部高电场(绝缘绝缘 与内半导电层的界面等与内半导电层的界

20、面等)作用下，作用下， 某些缺陷在绝缘层中呈现树枝状某些缺陷在绝缘层中呈现树枝状 伸展，最终导致绝缘击穿。伸展，最终导致绝缘击穿。 水树的形成与敷设环境有关，水树的形成与敷设环境有关， 在有水分和电场共存的状态下，在有水分和电场共存的状态下， 可分为从导体的内半导电层上产可分为从导体的内半导电层上产 生的内导水树、从绝缘的外半导生的内导水树、从绝缘的外半导 电层产生的外导水树、从绝缘层电层产生的外导水树、从绝缘层 中空隙等产生的蝴蝶结形水树三中空隙等产生的蝴蝶结形水树三 类。其中从内半导电层上产生的类。其中从内半导电层上产生的 内导水树，将使电缆的绝缘强度内导水树，将使电缆的绝缘强度 大幅大幅

21、 度地降低。度地降低。 2021/3/10讲解：XX28 化学方面化学方面 化学老化是由敷设环境所引起的，如把电缆敷化学老化是由敷设环境所引起的，如把电缆敷 设在含有石油化学物质的地下而造成聚氯乙烯护设在含有石油化学物质的地下而造成聚氯乙烯护 套膨胀。有一种称为硫化的老化现象，对电缆绝套膨胀。有一种称为硫化的老化现象，对电缆绝 缘影响最大。由于硫化物缘影响最大。由于硫化物(硫化氢等硫化氢等)透过护套及绝透过护套及绝 缘层与电缆的铜导体产生化学反应，生成硫化铜缘层与电缆的铜导体产生化学反应，生成硫化铜 和氧化铜等物质，这些物质在绝缘层中从内导一和氧化铜等物质，这些物质在绝缘层中从内导一 侧向护套

22、一侧呈树枝状伸展，如同水树一样，这侧向护套一侧呈树枝状伸展，如同水树一样，这 种老化现象称为化学树。种老化现象称为化学树。 化学老化的程度也因油、药品的种类不同而异，化学老化的程度也因油、药品的种类不同而异， 但它对电缆的影响都是使组成电缆的材料膨胀、但它对电缆的影响都是使组成电缆的材料膨胀、 物理特性和电性能降低。此外，还有物理老化、物理特性和电性能降低。此外，还有物理老化、 机械老化以及由于生物的侵蚀所引起的老化等。机械老化以及由于生物的侵蚀所引起的老化等。 2021/3/10讲解：XX29 电缆故障的测寻电缆故障的测寻 首先我们要做电缆故障性质首先我们要做电缆故障性质 的确定。的确定。

23、所谓确定故障的性质，就是指确定故障所谓确定故障的性质，就是指确定故障 电阻是高阻还是低阻；是闪络还是封闭性故电阻是高阻还是低阻；是闪络还是封闭性故 障；是接地、短路、断线，还是它们的组合；障；是接地、短路、断线，还是它们的组合； 是单相、两相，还是三相故障。是单相、两相，还是三相故障。 通常可以根据故障发生时出现的现象，初步通常可以根据故障发生时出现的现象，初步 判断故障的性质判断故障的性质。 2021/3/10讲解：XX30 电缆故障的测寻电缆故障的测寻 第一步第一步 第二步第二步 第三部第三部 第四步第四步 第五步第五步 确定故障的性质确定故障的性质。 故障点的烧穿。故障点的烧穿。 粗测，就是测出故障点到电缆任意粗测，就是测出故障点到电缆任意 一端的距离。一端的距离。 测寻故障电缆的敷设路径。测寻故障电缆的敷设路径。 故障点的精测故障点的精测(即定即定 点点)，也就是确定故，也就是确定故