電纜常見故障分析課件

第七章

電力電纜常見故障分析及處理措施電纜常見故障分析第一節(jié)

常見故障產生的原因及處理措施一、電纜故障產生的原因二、電纜故障的分類2電纜常見故障分析電纜故障產生的原因工藝問題護層的腐蝕絕緣老化變質絕緣受潮過電壓電纜過熱機械損傷材料缺陷故障原因3電纜常見故障分析電纜故障產生的原因絕緣老化變質

電纜絕緣長期在電的作用下工作，要受到伴隨電作用而來的熱、化學及機械作用，從而使絕緣介質發(fā)生物理和化學變化，導致介質的絕緣水平下降。4電纜常見故障分析電纜故障產生的原因工藝問題護層的腐蝕絕緣老化變質絕緣受潮過電壓電纜過熱機械損傷材料缺陷絕緣受潮5電纜常見故障分析電纜故障產生的原因絕緣受潮

中間接頭或終端頭在結構上不密封或安裝質量不好而造成絕緣受潮。制造電纜包鉛(或鋁)時留下砂眼或裂紋等缺陷，也會使絕緣受潮。6電纜常見故障分析電纜故障產生的原因工藝問題護層的腐蝕絕緣老化變質絕緣受潮過電壓電纜過熱機械損傷材料缺陷電纜過熱7電纜常見故障分析電纜故障產生的原因電纜過熱

造成電纜過熱的原因是多方面的。內因主要是電纜絕緣內部氣隙游離造成局部過熱，從而使絕緣碳化。外因是電纜過負荷或散熱不良，安裝于電纜密集地區(qū)、電纜溝及電纜隧道等通風不良處的電纜，穿在干燥管中的電纜以及與熱力管道接近的電纜，都會因過熱而使絕緣加速損壞。8電纜常見故障分析電纜故障產生的原因工藝問題護層的腐蝕絕緣老化變質絕緣受潮過電壓電纜過熱機械損傷材料缺陷機械損傷9電纜常見故障分析電纜故障產生的原因機械損傷這類損傷主要包括以下方面：

(1)直接受外力作用造成的破壞。這方面的損壞主要有施工和效能運輸所造成的損壞，如挖土、打樁、起重、搬運等都可能誤傷電纜，行駛車輛的振動或沖擊性負荷也會造成穿越公路或鐵路以及靠公路或鐵路敷設電纜的鉛(鋁)包裂損。

(2)敷設過程造成損壞。這方面的損壞主要是電纜因受拉力過大或彎曲過度而導致絕緣和護層的損壞。

(3)自然力造成損壞。這方面的損壞主要包括中間接頭或終端頭受自然拉力和內部絕緣膠膨脹的作用所造成的電纜護套的裂損；因電纜自然脹縮和土壤下沉所形成的過大拉力，拉斷中間接頭或導體終端頭瓷套因受力而破損等。10電纜常見故障分析電纜故障產生的原因工藝問題護層的腐蝕絕緣老化變質絕緣受潮過電壓電纜過熱機械損傷材料缺陷護層的腐蝕11電纜常見故障分析電纜故障產生的原因護層的腐蝕

由于電解和化學作用使電纜鉛包腐蝕。因腐蝕性質和程度的不同，鉛包上有紅色、黃色、橙色和淡黃色的化合物或類似海綿的細孔。12電纜常見故障分析電纜故障產生的原因工藝問題護層的腐蝕絕緣老化變質絕緣受潮過電壓電纜過熱機械損傷材料缺陷過電壓13電纜常見故障分析電纜故障產生的原因過電壓

大氣過電壓和內部過電壓使電纜絕緣所承受的電應力超過允許值而造成擊穿。

對實際故障進行分析表明，許多戶外終端頭的故障是由于大氣過電壓引起的，電纜本身的缺陷也會導致在大氣過電壓時發(fā)生故障。14電纜常見故障分析電纜故障產生的原因工藝問題護層的腐蝕絕緣老化變質絕緣受潮過電壓電纜過熱機械損傷材料缺陷材料缺陷15電纜常見故障分析電纜故障產生的原因材料缺陷材料缺陷主要表現(xiàn)在三個方面：①電纜制造的問題，主要有包鉛(鋁)留下的缺陷，在包纏絕緣過程中，紙絕緣上出現(xiàn)褶被、裂損、破口和重疊間隙等缺陷；②電纜附件制造上的缺陷，如鑄鐵件有砂眼、瓷件的機械強度不夠，其他零件不符合規(guī)格或組裝時不密封等；③對絕緣材料維護管理不善，造成制作電纜中間接頭和終端頭絕緣材料受潮、臟污和老化，影響中間頭和終端頭的質量。16電纜常見故障分析電纜故障產生的原因工藝問題護層的腐蝕絕緣老化變質絕緣受潮過電壓電纜過熱機械損傷材料缺陷工藝問題17電纜常見故障分析電纜故障產生的原因工藝問題

中間接頭和終端頭的設計不周密，選用材料不當，電場分布考慮不合理，機械強度和裕度不夠等是設計的主要弊病。另外中間接頭和終端頭的制作工藝要求不嚴，不按工藝規(guī)程的要求進行，使電纜頭的故障增多，例如封鉛不嚴、導線連接不牢、芯線彎曲過度、使用的絕緣材料有潮氣、絕緣劑未灌滿千萬盒內有空氣隙等。18電纜常見故障分析電纜故障的分類低阻接地或短路故障電纜一芯或數(shù)芯對地絕緣電阻或芯與芯之間的絕緣電阻低于100kQ，而導體連續(xù)性良好。一般常見的有單相接地、兩相或三相短路或接地。19電纜常見故障分析電纜故障的分類低阻接地或短路故障高阻接地或短路故障電纜一芯或數(shù)芯對地絕緣電阻或芯與芯之間的絕緣電阻低于正常值很多但高于100kQ，導體連續(xù)性良好。一般常見的有單相接地，兩相或三相短路或接地。電纜一芯或數(shù)芯對地絕緣電阻或芯與芯之間的絕緣電阻低于100kQ，而導體連續(xù)性良好。一般常見的有單相接地、兩相或三相短路或接地。20電纜常見故障分析電纜故障的分類低阻接地或短路故障高阻接地或短路故障閃絡性故障

這類故障大多在預防性耐壓試驗時發(fā)生，并多出現(xiàn)于電纜中間接頭或終端頭內。發(fā)生這類故障時，故障現(xiàn)象不一定相同。有時在接近所要求的試驗電壓時擊穿，然后又恢復，有時會連續(xù)擊穿，但頻率不穩(wěn)定，間隔時間數(shù)秒至數(shù)分鐘不等。電纜一芯或數(shù)芯對地絕緣電阻或芯與芯之間的絕緣電阻低于正常值很多但高于100kQ，導體連續(xù)性良好。一般常見的有單相接地，兩相或三相短路或接地。21電纜常見故障分析電纜故障的分類低阻接地或短路故障高阻接地或短路故障閃絡性故障斷線并接地故障電纜有一芯或數(shù)芯導體不連續(xù)，而且經電阻接地。

這類故障大多在預防性耐壓試驗時發(fā)生，并多出現(xiàn)于電纜中間接頭或終端頭內。發(fā)生這類故障時，故障現(xiàn)象不一定相同。有時在接近所要求的試驗電壓時擊穿，然后又恢復，有時會連續(xù)擊穿，但頻率不穩(wěn)定，間隔時間數(shù)秒至數(shù)分鐘不等。22電纜常見故障分析電纜故障的分類低阻接地或短路故障高阻接地或短路故障閃絡性故障斷線并接地故障斷線故障五種23電纜常見故障分析電纜故障的分類

有時電纜在一定電場上發(fā)生擊穿，待絕緣恢復后擊穿現(xiàn)象完全停止，通常稱這類故障為封閉性故障。

五類故障中，高阻和低阻之分并非絕對固定，它主要決定于試驗設備的條件(如試驗電壓高低、檢流計的靈敏度和電橋的結構等)和被試電纜導體電阻的大小。

目前使用的電纜探傷儀試驗電壓可達600V，當電纜導體回路電阻在1Q以上時，容許的故障電阻值可達100kQ。

很明顯，試驗電壓越低或電纜導體回路電阻越小，則容許的故障電阻值越低。需測量高電阻故障時，必須增加試驗電壓或提高檢流計的靈敏度。一般認為故障電壓在100kg~以下為低阻故障。24電纜常見故障分析第二節(jié)

常見電纜故障分析測尋一、電氣方面二、化學方面三、電纜故障的測尋

電纜的不斷發(fā)展，交聯(lián)聚乙烯電纜取代原有的電纜，但由于敷設環(huán)境的影響，在絕緣層中會產生水樹，使其絕緣性能下降，因而在研究這種老化機理時，將主要以該類電纜為例詳述。

因水樹引起事故的原因，幾乎都是電纜在制造、運輸、保管、敷設過程中水分侵人電纜內部所致；或由于在導體上使用以布帶為基體的半導電屏蔽層，在毛刺突出處產生水樹并伸延而導致絕緣擊穿。電纜常見故障分析電氣方面游離放電老化

這是在絕緣層與屏蔽層的空隙產生游離放電，而使絕緣受到侵蝕所造成的絕緣老化現(xiàn)象。不過在正常相電壓下，游離放電一般不會發(fā)生，僅在電纜內部有缺陷時才會成為問題。電纜常見故障分析電氣方面樹老化

所謂樹，主要有電樹和水樹兩種。電樹是在局部高電場(絕緣與內半導電層的界面等)作用下，某些缺陷在絕緣層中呈現(xiàn)樹枝狀伸展，最終導致絕緣擊穿。

水樹的形成與敷設環(huán)境有關，在有水分和電場共存的狀態(tài)下，可分為從導體的內半導電層上產生的內導水樹、從絕緣的外半導電層產生的外導水樹、從絕緣層中空隙等產生的蝴蝶結形水樹三類。其中從內半導電層上產生的內導水樹，將使電纜的絕緣強度大幅度地降低。電纜常見故障分析化學方面

化學老化是由敷設環(huán)境所引起的，如把電纜敷設在含有石油化學物質的地下而造成聚氯乙烯護套膨脹。有一種稱為硫化的老化現(xiàn)象，對電纜絕緣影響最大。由于硫化物(硫化氫等)透過護套及絕緣層與電纜的銅導體產生化學反應，生成硫化銅和氧化銅等物質，這些物質在絕緣層中從內導一側向護套一側呈樹枝狀伸展，如同水樹一樣，這種老化現(xiàn)象稱為化學樹?；瘜W老化的程度也因油、藥品的種類不同而異，但它對電纜的影響都是使組成電纜的材料膨脹、物理特性和電性能降低。此外，還有物理老化、機械老化以及由于生物的侵蝕所引起的老化等。電纜常見故障分析電纜故障的測尋首先我們要做電纜故障性質的確定。

所謂確定故障的性質，就是指確定故障電阻是高阻還是低阻；是閃絡還是封閉性故障；是接地、短路、斷線，還是它們的組合；是單相、兩相，還是三相故障。通常可以根據(jù)故障發(fā)生時出現(xiàn)的現(xiàn)象，初步判斷故障的性質。電纜常見故障分析電纜故障的測尋2．電纜故障的測尋步驟第一步：確定故障的性質。第二步：故障點的燒穿。即通過燒穿將高阻故障或閃絡性故障變?yōu)榈妥韫收希员氵M行粗測。第三步：粗測，就是測出故障點到電纜任意一端的距離。粗測的方法有多種，一般可歸納為兩大類，一類是電橋法，另一類是脈沖反射法。第四步：測尋故障電纜的敷設路徑。對于埋地敷設電纜就是找出故障電纜的敷設路徑和埋設深度，以便進行定點精測。測尋路徑的方法是向電纜中通人音頻信號電流，然后利用接收線圈通過接收機接收此音頻信號。第五步：故障點的精測(即定點)，也就是確定故障點的精確位置。通常采用聲測、感應、測接地電位等方法進行定點。第一步第二步第三部第四步第五步確定故障的性質。故障點的燒穿。粗測，就是測出故障點到電纜任意一端的距離。測尋故障電纜的敷設路徑。故障點的精測(即定點)，也就是確定故障點的精確位置。電纜常見故障分析

上述五個步驟是一般的測尋，實際測尋時，可根據(jù)具體情況省略其中的一些步驟。例如，電纜敷設路徑的圖紙很準確時可不必再測敷設路徑；對于高阻故障，可不經燒穿而直接用閃絡法進行粗測；對于一些閃絡性故障，不需要進行定點，可根據(jù)粗測得到的距離數(shù)據(jù)查閱資料，直接挖出粗測點處的中間接頭，然后再通過細聽而確定故障點；對于電纜溝或隧道內的電纜故