1. 机械损伤
由机械损伤引起的电缆毛病占电缆事故很大的比例。有些机械损伤很轻微,当时并未造成毛病,要在数月乃至数年后损伤才开展成毛病。造成电缆的机械损伤的主要原因有:
(1)安装时损伤。安装时不小心碰伤电缆;机械牵引力过大拉伤电缆;过度弯曲折伤电缆。
(2)直接受外力损伤。在安装后的电缆路径上或邻近进行土建施工,使电缆直接受外力损伤。
(3)行驶车辆的轰动或冲击性负荷也会造成地下电缆的铅(铝)包裂损。
(4)因自然现象造成的损伤。如中心接头或终端头的内绝缘胶胀大而胀裂外壳或电缆护套;装在管口或支架上的电缆外皮擦伤;因土地沉降引起过大拉力,拉断中心接头或导体。
2. 绝缘受潮
绝缘受潮后会引起电缆耐压下降而发生毛病。电缆受潮的主要原因有:
(1)因接头盒或终端盒结构不密封或安装不良而导致进水。
(2)电缆制造不良,金属护套有小孔或裂缝。
(3)金属护套因被外物刺伤或腐蚀穿孔。
3. 绝缘老化变质
绝缘老化会引起电缆耐压下降而发生毛病。电缆老化的主要原因有:
(1)电缆介质内部的渣质或气隙,在电场作用下发生游离和水解。
(2)电缆过负荷或电缆沟通风不良,造成局部过热。
(3)油浸纸绝缘电缆的绝缘物流失。
(4)电力电缆超时限使用。
4. 过电压
过电压会使有缺点的电缆绝缘层发生电击穿,引起电缆毛病。其主要原因有:大气过电压(如雷击);内部过电压(如操作过电压)。
5. 设计和制造工艺不良
电缆头与中心设计和制造工艺不良,也会引起电缆毛病。其主要原因为:电场分布设计不周密;资料选用不当;工艺不良,不按规程要求制造。
电缆毛病的性质与分类
1. 以毛病资料特征分类
可分为串联毛病、并联毛病及复合毛病三类。
(1)串联毛病
串联毛病(金属资料缺点)是指电缆一个或多个导体(包括铅、铝外皮)断开的毛病。它是广义的电缆开路毛病。因缆芯的连续性遭到损坏,构成断线或不完全断线。不完全断线尤其不容易发现。串联毛病具体可分为:一点开断、多点开断、一相断线、多相断线等。
(2)并联毛病
并联毛病(绝缘资料缺点)是指导体对外皮或导体之间的绝缘水平下降,不能承受正常运转电压而发生的短路毛病。它是广义的电缆短路毛病。这类毛病由于缆芯之间或缆芯对外皮间的绝缘损坏而构成短路、接地、闪络击穿等现象,在现场出现频率较高。并联毛病具体可分为:一相接地、两相接地、两相短路、三相短路等。
(3)复合毛病
复合毛病(绝缘资料、金属资料都出现了缺点)是指缆芯与缆芯之间的绝缘均出现毛病。它包括一相断线并接地、两相断线并接地、两相短路并接地等。
2. 以毛病点绝缘特征分类
根据电缆毛病点绝缘电阻Rf与击穿间隙G的情况,电缆毛病又可分为开路毛病、低阻毛病、高阻毛病、闪络毛病四大类。该分类法为现场电缆毛病很基本的分类方法,特别有利于勘探方法的选择。
其中,间隙击穿电压UG的大小取决于毛病点放电通道(即击穿间隙)的距离G,绝缘电阻Rf 的大小取决于毛病点电缆介质碳化程度,分布电容 Cf 的大小取决于毛病点受潮程度。
(1)开路毛病
电缆金属部分的连续性遭到损坏,构成断线,且毛病点的绝缘资料也遭到不同程度的损坏。现场用兆欧表测其绝缘电阻Rf 为无穷大(∞),但在直流耐压实验时,会出现电击穿;查看芯线导通情况,有断点。现场一般以一相或二相断线并接地的方式出现。
(2)低阻毛病
电缆绝缘资料遭到损伤,出现接地毛病。现场用兆欧表测其绝缘电阻Rf小于10Z0(Z0为电缆的波阻抗,一般取10~40Ω之间)。现场一般低压动力电缆和控制电缆出现低阻毛病的几率较高。
(3)高阻毛病
电缆绝缘资料遭到损伤,出现接地毛病。现场用兆欧表测其绝缘电阻Rf 大于10Z0,在直流高压脉冲实验时,会出现电击穿。高阻毛病是高压动力电缆(6KV或10KV电力电缆)出现几率很高的电缆毛病,可达总毛病的80%以上。
现场实测时,笔者一般取Rf =3KΩ为划分高阻与低阻毛病的界线。因为Rf =3KΩ时,恰好能得到回线法电桥精确测量所必需的10~50mA的测量电流。
(4)闪络毛病
电缆绝缘资料遭到损伤,出现闪络毛病。现场用兆欧表测其绝缘电阻Rf为无穷大(∞),但在直流耐压或高压脉冲实验时,会出现闪络性电击穿。闪络性毛病比较难测,特别是新敷设的电缆进行预防性实验出现闪络毛病时。现场一般使用直流闪络法进行勘探。
3. 以毛病触发原因及毛病点特征分类
根据电力电缆在运转或预防性实验中,电缆、电缆头及中心盒出现不同特色的绝缘损坏,还可分为放炮毛病、击穿毛病和运转毛病三类。
(1)放炮毛病
在工矿企业,运转中的电力电缆,由于种种原因,绝缘出现严重损坏,发生跳闸的事故。称为电缆放炮。这类毛病的特色是:电缆毛病点多数有铅包或铜皮破裂,外部有不同程度的变形;电缆毛病性质常表现为两相短路接地或两相断线并接地,其接地电阻一般较小,解剖毛病点,可发现电弧击穿的碳化点或树状放电碳道与裂痕。电缆放炮毛病,其毛病特征明显,大多数情况下,运转值班人员都能提供放炮大致位置。所以,这类毛病除少数较复杂的情况需测距外,一般只要用万用表测定毛病的具体性质(单相接地、短路接地、断线接地等),可用声测法直接定点,简略明了。
(2)击穿毛病
实践工作中,因预防性实验而触发的电缆绝缘损坏事件,习惯称为电缆击穿。该类毛病均发生在直流实验电压下,其绝缘损坏为电击穿,接地点一般铅包或铜皮完好,外部无明显变形(机械创伤在外)。电缆击穿毛病多为单纯性接地毛病,其接地毛病较高,解剖毛病点,绝缘资料没有碳化点,但通过仪器可发现碳孔和水树枝老化结构。对电缆击穿毛病,特别是一些高阻接地性电缆击穿毛病,其测试难点在测距。由于该类毛病较为隐蔽,测试参数复杂多变,短少规律性,所以能否敏捷发现电缆毛病点,测距是关键。"高压回线法"、"电锤法"均具有勘探该类毛病很有效的方法。
(3)运转毛病
它是指工厂电力系统在运转中,电缆馈出线、电机、变压器的电缆引线,其高压二次回路出现电压波动或发现接地信号(有接地保护的电力元件出现接地跳闸),排除其他电力元件毛病的可能性而确定的电缆毛病。这类毛病的很大特色就是不明确。电缆运转毛病的极端方式就是电缆放炮(如两点接地引发的相间短路);另一部分运转毛病在做停点查看时,由于耐压通不过而开展成电缆击穿毛病(如电缆老化、绝缘缺点等);还有一部分电缆运转毛病是由于电缆引出线安装位置不当(如电缆相间或对地距离不够、电缆头脏污或电机基础进水等),这些毛病主要进行一些简略处理即可;很不明确的是那些瞬时接地、发生不稳定闪络的电缆运转毛病。该类毛病在电缆停电后,绝缘电阻测量和直流耐压实验有相当部分可以通过,再把电缆投入系统后,也能正常运转一段时间;剩余的就是单相接地电缆毛病,它们约占电缆运转毛病的40%,这种接地毛病一般外部也没有明显变形,接地电阻也不太高(一般几十至几百欧)。解剖毛病点有细微的碳化点。
电缆运转接地毛病原因有两种:其一,由于电缆运转时间较长,绝缘层出现自然老化;其二,电缆在腐蚀环境中,电缆护套被敏捷损坏,腐蚀性气体侵入绝缘层使其劣化。电缆绝缘层不管出现老化还是劣化,其击穿电压都会下降,很终导致额定工频电压下的电击穿,然后发生电缆接地毛病。这类毛病可用"低压回线法"勘探;用"电锤法"勘探,效果也较好。
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