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常见电缆故障原因及特征

2019-02-22 admin 4

  电力电缆的生产、敷设、三头工艺、附件材料、运行条件等与电缆的运行情况密切相关。上述任何环节的疏漏,都将埋下电缆故障的隐患。分析与归纳电缆故障的原因和特点,大致如下。

  (1)机械损伤

  机械损伤类故障比较常见,所占的故障率最大(约为57%),其故障形式比较容易识别,大多造成停电事故。一般造成机械损伤的原因有以下几种。

  ①直接受外力损坏。如进行城市建设,交通运输,地下管线工程施工、打桩、起重、转运等误伤电缆。

  ②施工损伤。如机械牵引力过大而拉损电缆;电缆弯曲过度而损伤绝缘层或屏蔽层;在允许施工温度以下的野蛮施工致使绝缘层和保护层损伤;电缆剥切尺寸过大、刀痕过深等损伤。

  ③自然损伤。如中间头或终端头的绝缘胶膨胀而胀裂外壳或附近电缆护套;因自由行程而使电缆管口、支架处的电缆外皮擦破;因土地沉降、滑坡等引起的过大拉力而拉断中间接头或电缆本体;因温度太低而冻裂电缆或附件;大型设备或车辆的频繁振动而埙坏电缆等。

  (2)绝缘受潮

  绝缘受潮是电缆故障的又一主要因素,所占的故障率约为13%,绝缘受潮一般可在绝缘电阻和直流耐压试验中发现,表现为绝缘电阻降低,泄漏电流增大。一般造成绝缘受潮的原因有以下几种。

  ①电缆中间头或终端头密封工艺不良或密封失效。

  ②电缆制造不良,电缆外护层有孔或裂纹。

  ③电缆护套被异物刺穿或被腐蚀穿孔。

  (3)绝缘老化

  电缆绝缘长期在电和热的作用下运行,其物理性能会发生变化,从而导致其绝缘强度降低或介质损耗增大而最终引起绝缘崩溃者为绝缘老化,绝缘老化故障率约为19%.运行时间特别久(30-40年以上)的则称为正常老化。如在较短年份内发生类似情况者,则认为是绝缘过早老化。可引起绝缘过早老化的主要原因有如下。

  ①电缆选型不当,致使电缆长期在过电压下工作。

  ②电缆线路周围靠近热源,使电缆局部或整个电缆线路长期受热而过早老化。

  ③电缆工作在具有可与电缆绝缘起不良化学反应的环境中而过早老化。

  (4)过电压

  电力电缆因雷击或其他冲击过电压而损坏的情况在电缆线路上并不多见。因为电缆绝缘在正常运行电压下所承受的电应力,约为新电缆所能承受的击穿试验时承受电应力的十分之一。因此,一般情况下,3-4倍的大气过电压或操作过电压对于绝缘良好的电缆不会有太大的影响。但实际上,电缆线路在遭受雷击时被击穿的情况并不罕见。从现场故障实物的解剖分析可以确认,这些击穿点往往早已存在较为严重的某种缺陷,雷击仅是较早地激发了该缺陷。容易被过电压激发而导致电缆绝缘击穿的缺陷主要如下。

  ①绝缘层内含有气泡、杂质或绝缘油干枯。

  ②电缆内屏蔽层上有节疤或遗漏。

  ③电缆绝缘已严重老化。

  (5)过热

  电缆过热有多方面的因素,从近几年各地运行情况的统计分析上来看,主要有以下原因。

  ①电缆长期过负荷工作。

  ②火灾或邻近电缆故障的烧伤。

  ③靠近其他热源,长期接受热辐射。

  过负荷是电缆过热的重要原因。电缆过负荷(在电缆载流量超过允许值或异常运行方式下)运行,未按规定的电缆温升和整个线路情况来考虑时,会使电缆发生过热。例如在电缆比较密集的区域、电缆沟及隧道通风不良处、电缆穿在干燥的管中部分等,都会因电缆本身过热而加速绝缘损坏。橡塑绝缘电缆长期过热后,绝缘材料发生变硬、变色、失去弹性、出现裂纹等物理变化;油浸纸绝大电缆长期过热后,绝缘干枯,绝缘焦化,甚至一碰就碎。

  另外,过负荷也会加速电缆铅包晶粒再结晶而造成铅包疲劳损伤。在大截面较长电缆线路中,如若装有灌注式电缆头,因灌注材料与电缆本体材料的热胀系数相差较大,容易造成胀裂壳体的严重后果。

  对于因火灾或邻近电缆故障的影响等外来的过热损伤,多半可从电缆外护层的灼伤情况加以确认,比较容易识别。

  由于比较重视电缆线路与热力管线接近的情况,并采取一定的措施,因此这种原因引起的过热损坏情况极为罕见。

  (6)产品质量缺陷

  电缆及电缆附件是电缆线路中不可缺少的两种重要材料,它们的质量优劣,直接影响电缆线路的安全运行。另外,由于一些施工单位缺乏必要的专业技术培训,使电缆三头的制作质量存在较大的质量问题。这些质量缺陷可归纳为以下几个方面。

  ①电缆本体质量缺陷。油浸纸绝缘电缆铅护套存在杂质砂粒、几械损伤及压铅有接缝等;橡塑绝缘电缆主绝缘层偏芯、内含气巨、杂质,内半导电层出现节疤、遗漏,电缆储运中不封端而导致戈芯大量进水等。上述缺陷一般不易发现,往往是在检修或试验中发现其绝缘电阻低,泄漏电流大,甚至耐压击穿。

  ②电缆附件质量缺陷。传统三头质量缺陷有铸铁件有砂眼、瓷件强度不够、组装部分加工粗糙、防水胶圈规格不符或老化等;热缩和冷缩电缆三头质量缺陷有绝缘管内有气泡、杂质或厚度不均,密封涂胶处有遗漏等。

  ③三头制作质量缺陷。传统式三头制作质量缺陷主要有绝缘层绕包不紧(空隙大)、不洁,密封不严,绝缘胶配比不对等;热缩三头制作质量缺陷主要有半导电层处理不净、应力管安装位置不当、热缩管收缩不均匀、地线安装不牢等;预制电缆三头安装质量缺陷主要有剥切尺寸不精确、绝缘件套装时剩余应力太大等。

  另外,电缆线路中也有一些是拆用旧电缆及附件的情况,这种以旧充新或以旧补旧的做法虽然在利用材料,节省资金方面有好处,但对设备完好率却影响很大,建议各施工与运行单位慎重又寸待。

  (7)设计不良

  电力电缆发展到今天,其结构与形式已基本稳定,但电缆中间头和终端头的各种电缆附件却一直在不断地改进,这些新型电缆附件还没有取得足够的运行经验,因此在选用时应慎之又慎,最好根据其运行经验的成熟与否,逐步推广使用,以免造成大面积质量事故。属于设计不良的主要弊病如下。

  ①防水不严密。

  ②选用材料不妥当。

  ③工艺程序不合理。

  ④机械强度不充足。