电缆常见故障分析.ppt

1、第七章 电力电缆常见故障分析及 处理措施,2,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,3,电缆故障产生的原因,工艺问题,护层的腐蚀,绝缘老化变质,绝缘受潮,过电压,电缆过热,机械损伤,材料缺陷,故障原因,4,电缆故障产生的原因,绝缘老化变质,电缆绝缘长期在电的作用下工作，要受到伴随电作用而来的热、化学及机械作用，从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降。,5,电缆故障产生的原因,工艺问题,护层的腐蚀,绝缘老化变质,绝缘受潮,过电压,电缆过热,机械损伤,材料缺陷,绝缘受潮,6,电缆故障产生的原因,绝缘受潮,中间接头或终端头在结构上不密封或

2、安装质量不好而造成绝缘受潮。制造电缆包铅(或铝)时留下砂眼或裂纹等缺陷，也会使绝缘受潮。,7,电缆故障产生的原因,工艺问题,护层的腐蚀,绝缘老化变质,绝缘受潮,过电压,电缆过热,机械损伤,材料缺陷,电缆过热,8,电缆故障产生的原因,电缆过热,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，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，都会因过热而使绝缘加速损坏。,9,电缆故障产生的原因,工艺问题,护层的腐蚀,绝缘老化变质,绝缘受潮,过电压,电缆过热,机械损伤,材料缺陷,机

3、械损伤,10,电缆故障产生的原因,机械损伤,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 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 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或铁路敷设电缆的铅(铝)包裂损。 (2)敷设过程造成损坏。这方面的损坏主要是电缆因受拉力过大或弯曲过度而导致绝缘和护层的损坏。 (3)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，拉断中间接头或导体终端头瓷套因受力而破损等。,11,电缆故

4、障产生的原因,工艺问题,护层的腐蚀,绝缘老化变质,绝缘受潮,过电压,电缆过热,机械损伤,材料缺陷,护层的腐蚀,12,电缆故障产生的原因,护层的腐蚀,由于电解和化学作用使电缆铅包腐蚀。因腐蚀性质和程度的不同，铅包上有红色、黄色、橙色和淡黄色的化合物或类似海绵的细孔。,13,电缆故障产生的原因,工艺问题,护层的腐蚀,绝缘老化变质,绝缘受潮,过电压,电缆过热,机械损伤,材料缺陷,过电压,14,电缆故障产生的原因,过电压,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。 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，电缆本身的缺陷也会导致在大气过电压时发生故障

5、。,15,电缆故障产生的原因,工艺问题,护层的腐蚀,绝缘老化变质,绝缘受潮,过电压,电缆过热,机械损伤,材料缺陷,材料缺陷,16,电缆故障产生的原因,材料缺陷,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(铝)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。,17,电缆故障产生的原因,工艺问题,护层的腐蚀,绝缘老化变质,绝缘受潮,过电压,电缆过热,机械损伤

6、,材料缺陷,工艺问题,18,电缆故障产生的原因,工艺问题,中间接头和终端头的设计不周密，选用材料不当，电场分布考虑不合理，机械强度和裕度不够等是设计的主要弊病。另外中间接头和终端头的制作工艺要求不严，不按工艺规程的要求进行，使电缆头的故障增多，例如封铅不严、导线连接不牢、芯线弯曲过度、使用的绝缘材料有潮气、绝缘剂未灌满千万盒内有空气隙等。,19,电缆故障的分类,低阻接地或短路故障,电缆一芯或数芯对地绝缘电阻或芯与芯之间的绝缘电阻低于100kQ，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。,20,电缆故障的分类,低阻接地或短路故障,高阻接地或短路故障,电缆一芯或数芯对地绝缘电阻

7、或芯与芯之间的绝缘电阻低于正常值很多但高于100kQ，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。,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100kQ，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。,21,电缆故障的分类,低阻接地或短路故障,高阻接地或短路故障,闪络性故障,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，有时会连续击穿，但频率不稳定，间隔时间数秒至数分钟不等。,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10

8、0kQ，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。,22,电缆故障的分类,低阻接地或短路故障,高阻接地或短路故障,闪络性故障,断线并接地故障,电缆有一芯或数芯导体不连续，而且经电阻接地。,这类故障大多在预防性耐压试验时发生，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等。,23,电缆故障的分类,低阻接地或短路故障,高阻接地或短路故障,闪络性故障,断线并接地故障,断线故障,五种,24,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

9、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。,第二节 常见电缆故障分析测寻,一、电气方面,二、化学方面,三、电缆故障的测寻,电缆的不断发展，交联聚乙烯电缆取代原有的电缆，但由于敷设环境的影响

10、，在绝缘层中会产生水树，使其绝缘性能下降，因而在研究这种老化机理时，将主要以该类电缆为例详述。 因水树引起事故的原因，几乎都是电缆在制造、运输、保管、敷设过程中水分侵人电缆内部所致；或由于在导体上使用以布带为基体的半导电屏蔽层，在毛刺突出处产生水树并伸延而导致绝缘击穿。,电气方面,游离放电老化,这是在绝缘层与屏蔽层的空隙产生游离放电，而使绝缘受到侵蚀所造成的绝缘老化现 象。不过在正常相电压下，游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。,电气方面,树老化,所谓树，主要有电树和水树两种。电树是在局部高电场(绝缘与内半导电层的界面等)作用下，某些缺陷在绝缘层中呈现树枝状伸展，最终导致绝

11、缘击穿。 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，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大幅 度地降低。,化学方面,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(硫化氢等)透过护套及绝缘层与电缆的铜导体产生化学反应，生成硫化铜和氧化铜等物质，这些物质在绝缘层中从内导一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。 化学老化的程度也因油

12、、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、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。,电缆故障的测寻,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。 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。,电缆故障的测寻,2电缆故障的测寻步骤 第一步：确定故障的性质。 第二步：故障点的烧穿。即通过烧穿将高阻故障或闪络性故障变为低阻故障，以便进行粗测。 第三步：粗测，就是测出故障点到电缆任意一端的距离。粗测的方法有多种，一般可归纳为两大类，

13、一类是电桥法，另一类是脉冲反射法。 第四步：测寻故障电缆的敷设路径。对于埋地敷设电缆就是找出故障电缆的敷设路径和埋设深度，以便进行定点精测。测寻路径的方法是向电缆中通人音频信号电流，然后利用接收线圈通过接收机接收此音频信号。 第五步：故障点的精测(即定点)，也就是确定故障点的精确位置。通常采用声测、感应、测接地电位等方法进行定点。,第一步,第二步,第三部,第四步,第五步,确定故障的性质。,故障点的烧穿。,粗测，就是测出故障点到电缆任意一端的距离。,测寻故障电缆的敷设路径。,故障点的精测(即定点)，也就是确定故障点的精确位置。,上述五个步骤是一般的测寻，实际测寻时，可根据具体情况省略其中的一些步骤。例如，电缆敷设路径的图纸很准确时可不必再测敷设路径；对于高阻故障，可不经烧穿而直接用闪络法进行粗测；对于一些闪络性故障，不需要进行定点，可根据粗测得到的距离数据查阅资料，直接挖出粗测点处的中间接头，然后再通过细听而