10kV配電網(wǎng)電纜常見故障分析與處理

時(shí)間：2016-06-17作者：西安高壓開關(guān)廠產(chǎn)品銷售服務(wù)處瀏覽：23

	近年來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)**發(fā)展，帶動(dòng)著電力和能源等行業(yè)也進(jìn)入蓬勃發(fā)展的新時(shí)期，2009年，地區(qū)電網(wǎng)公司提出建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略規(guī)劃，并將大力加強(qiáng)對(duì)中低壓配電網(wǎng)的建設(shè)和改造，各種電力電纜隨之應(yīng)用到了生產(chǎn)生活的較廣闊領(lǐng)域。 
 電力電纜在鋪設(shè)時(shí)多埋入地下，或經(jīng)過電纜溝統(tǒng)一鋪設(shè)。10kV配電網(wǎng)是直接接入用戶端的網(wǎng)絡(luò)，承擔(dān)著向用戶直接供電的任務(wù)。具有接入點(diǎn)多、電力線路長(zhǎng)、接線方式復(fù)雜等特點(diǎn)，電力電纜敷設(shè)的環(huán)境也較為復(fù)雜，受干擾因素較多，這也使得電力電纜故障類型不典型，一旦發(fā)生故障很難排除，給電網(wǎng)的安全**運(yùn)行帶來影響。下文將結(jié)合筆者自身經(jīng)驗(yàn)，分析10kV配電網(wǎng)的常見故障，并對(duì)此展開研究，探討故障的分析與處理辦法。 
 1電力電纜的特性分析 
 電纜的使用已經(jīng)有百余年的歷史，主要用于傳輸和分配電能。它由線芯、絕緣層、屏蔽層和保護(hù)層組成，多應(yīng)用于城市的地下電網(wǎng)或電廠的出線，以及工礦企業(yè)內(nèi)部供電。電纜具有以下優(yōu)點(diǎn)： 
 1）多直接鋪設(shè)于地下，占地面積??； 
 2）運(yùn)行**，受天氣和環(huán)境因素影響小，被電擊的可能性?。?nbsp;
 3）維護(hù)工作量少，不需要巡查； 
 4）有利于市容市貌的整潔，節(jié)省材料； 
 5）電纜是電容性元件，有利于提高線路功率因數(shù)，進(jìn)而節(jié)省線損。 
 電纜具有的以上優(yōu)點(diǎn)使其在10kV配電網(wǎng)中獲得了廣泛應(yīng)用，然而，由于電纜深埋地下， 受人為因素和物理化學(xué)腐蝕等因素影響，電纜線路也時(shí)有故障，而且，由于電纜故障多為隱蔽性故障，檢測(cè)和排除故障具有一定難度。所以，對(duì)電纜行業(yè)從業(yè)人員來說，熟悉電纜的常見故障和分析方法，有利于對(duì)故障的及時(shí)處理，恢復(fù)供電。 
 2 10kV配電網(wǎng)電纜的常見故障 
 2.1 按故障點(diǎn)處的絕緣電阻分類 
 1）接地故障 
 電纜的接地故障是指芯線發(fā)生單相或多相接地故障。 
 2）低阻故障 
 低阻故障又稱為短路故障，是指電纜芯線發(fā)生兩相或三相短路故障， 發(fā)生低阻故障時(shí)，故障點(diǎn)的絕緣電阻小于電纜的特性阻抗，直流電阻有可能為零。此時(shí)，低壓脈沖測(cè)試時(shí)故障有反射，且反射波與**波反相。 
 3）高阻故障 
 發(fā)生此故障時(shí)，故障點(diǎn)處測(cè)得的電阻將大于該電纜的特性阻抗。高阻故障又可以分為高阻泄露性故障和高阻閃絡(luò)性故障兩種。 
 4）斷路故障 
 發(fā)生斷路故障時(shí)有兩種測(cè)試方法，一種是測(cè)得電纜的絕緣電阻為正無(wú)窮，另一種是電纜的絕緣電阻雖然和正常電阻相同，但是，其電壓卻不能饋至用戶端。此時(shí)，在低壓脈沖測(cè)試時(shí)故障有反射，且反射波與**波同相。 
 5）斷線故障 
 此故障的測(cè)試可以通過導(dǎo)體的連續(xù)性試驗(yàn)判別，此時(shí)，電纜的絕緣電阻雖然達(dá)標(biāo)，但是卻有導(dǎo)體不連續(xù)的現(xiàn)象。 
 5）復(fù)合型故障 
 復(fù)合型故障是指電纜線路具有上述故障類型中的兩種或兩種以上特性。 
 1.2 按故障發(fā)生方式分類 
 1）閃絡(luò)故障 
 閃絡(luò)故障指電壓大于某個(gè)值，或在一個(gè)固定值持續(xù)一短時(shí)間后，電纜發(fā)生絕緣擊穿，出現(xiàn)閃絡(luò)的現(xiàn)象。多見于相對(duì)地的故障。 
 2）運(yùn)行擊穿故障 
 在電纜的正常運(yùn)行時(shí)，由于絕緣老化或物理化學(xué)性腐蝕等原因，導(dǎo)致的在運(yùn)行工作電壓下的擊穿，多見于相間或相對(duì)地故障。 
 1.3 按故障發(fā)生部位分類 
 1）電纜本體故障 
 各種外界環(huán)境原因（過負(fù)荷運(yùn)行、外力破壞、物理化學(xué)性腐蝕、自然老化等）造成的故障。 
 2）電纜接頭故障 
 電纜接頭處（始終端頭、中間接頭等部位）發(fā)生的故障，多見于泄漏性高阻故障。 
 根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，高壓電纜中高阻故障比較常見，而對(duì)于低壓電纜，多以開路故障和短路故障為主。 
 2 10kV配電網(wǎng)電纜故障的原因分析 
 1）施工時(shí)的機(jī)械損傷 
 10kV配電網(wǎng)電纜線路在施工時(shí)，由于大批量作業(yè)，很容易造成輕微的機(jī)械損傷，這些損傷不易發(fā)現(xiàn)，一般在工程投運(yùn)后也不會(huì)立即導(dǎo)致電纜故障，在工程運(yùn)行一段時(shí)間后，才慢慢發(fā)展到絕緣破壞，較終導(dǎo)致電纜故障，使故障部位**損壞。 
 對(duì)10kV配電網(wǎng)電纜線路來說，因?yàn)槭┕r(shí)的機(jī)械損傷而導(dǎo)致的電纜故障比較常見。所占的故障率較大，故障形式比較容易識(shí)別。 
 2）受潮和絕緣老化 
 在電纜的制造過程中，如果電纜的中間頭或終端頭密封工藝不良，或電纜護(hù)套被異物刺穿，加上保管不良，導(dǎo)致電纜受潮進(jìn)水。 
 另外，如果電纜選型不當(dāng)，導(dǎo)致電纜因長(zhǎng)期承受過負(fù)荷而發(fā)熱，引起絕緣老化。 
 電纜是否存在絕緣受潮現(xiàn)象，在工程投運(yùn)前，一般可以通過絕緣電阻測(cè)試和直流耐壓試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，測(cè)試現(xiàn)象主要表現(xiàn)為絕緣電阻降低和泄漏電流增大。 
 3）處于強(qiáng)腐蝕環(huán)境 
 **種情況為電腐蝕，當(dāng)電纜鋪設(shè)于大型電力機(jī)車、動(dòng)車等的軌道附近時(shí)，電纜線路長(zhǎng)期處在可能與電纜絕緣發(fā)生不良化學(xué)反應(yīng)的強(qiáng)電場(chǎng)環(huán)境中，導(dǎo)致電纜長(zhǎng)期在電和熱的作用下運(yùn)行，其物理性能會(huì)發(fā)生變化，引起外部包裝被腐蝕，潮氣侵入引發(fā)故障，導(dǎo)致絕緣擊穿。  還有一種情況為化學(xué)腐蝕，當(dāng)電纜鋪設(shè)于具有強(qiáng)化學(xué)腐蝕的環(huán)境，如：有酸堿作業(yè)的化工廠、有各種化學(xué)氣體的煤氣站等附近時(shí)，由于這些化學(xué)物質(zhì)和氣體帶來的強(qiáng)化學(xué)作用，導(dǎo)致電纜被腐蝕。 
 4）地質(zhì)環(huán)境變化 
 當(dāng)電纜鋪設(shè)經(jīng)過高山、海底、特殊建筑物時(shí)，由于地面的下沉，使電纜在垂直方向上因?yàn)槭芰Χl(fā)生彈性形變，電纜的鎧裝和鉛包因承受壓力而發(fā)生折斷或破損，從而造成各種故障。 
 當(dāng)電纜鋪設(shè)于公路或鐵路、橋梁等下方時(shí)，由于地面的反復(fù)長(zhǎng)期振動(dòng)，也可能導(dǎo)致電纜外皮因彈性疲勞而破損。 
 另外，如果電纜溝在鋪設(shè)時(shí)凹凸不平，導(dǎo)致電纜高低起伏不平，一段時(shí)間后，高處的電纜絕緣油向低處不斷流淌，導(dǎo)致低處電纜的絕緣性能下降，也會(huì)引發(fā)電纜故障。 
 5）過負(fù)荷運(yùn)行 
 長(zhǎng)期的過負(fù)荷運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致電纜發(fā)熱，尤其是在氣溫較高的夏季，處于用電高峰時(shí)，電纜線路通常處于過負(fù)荷狀態(tài)，加上高溫給電纜線路帶來的溫升，較易造成電纜線路故障，使電纜在接口等絕緣薄弱處被擊穿，這也是夏季電纜故障率較高的原因。 
 6）承受過電壓 
 不同于架空線路，電纜因?yàn)殇佋O(shè)于地下，所以承受雷擊過電壓的可能性較小，但是，當(dāng)電纜線路存在嚴(yán)重缺陷時(shí)，也可能導(dǎo)致被過電壓激發(fā)，引起絕緣擊穿。 
 7）電纜自身質(zhì)量缺陷 
 由于電纜設(shè)計(jì)和選型不合適，或則電纜附件自身存在質(zhì)量問題，制作工藝不佳等原因，也可能導(dǎo)致電纜故障。 
 3 10kV配電網(wǎng)電纜故障的分析與處理 
 3.1 電纜故障點(diǎn)的查找 
 1）測(cè)聲法 
 測(cè)聲法是指利用故障電纜放電的聲音，來進(jìn)行故障的查找。原理接線圖如下圖1所示： 
 SYB為試驗(yàn)變壓器，C為電容器，ZL為整流硅堆，R為限流電阻，Q為放電球間隙，L為電纜芯線。 
 電容器C充電后，球間隙Q對(duì)電纜故障芯線放電，產(chǎn)生“滋、滋”的火花放電聲，使用醫(yī)用聽診器或耳聾助聽器等音頻放大設(shè)備，貼近電纜走向?qū)ふ遥凇白?、滋”聲音較顯著處即為故障點(diǎn)。 
 2）電橋法 
 電橋法主要依據(jù)電纜長(zhǎng)度與電阻成正比例關(guān)系的原理，使用相關(guān)工具測(cè)量出實(shí)際電纜的**長(zhǎng)度，來進(jìn)行故障點(diǎn)的判別。 
 因?yàn)槭抢糜?jì)算法得出故障點(diǎn)位置，所以使用此方法時(shí)，對(duì)測(cè)量精度的把握尤為重要。 
 3）電容電流測(cè)定法 
 電纜線路存在對(duì)地電容，芯線之間也有電容，所以線路有電容電流。電容電流測(cè)定法就利用了分布電容的值與電纜長(zhǎng)度成比例，以及該電容值為均勻分布的原理，使用該比例關(guān)系來判斷電纜的故障點(diǎn)。 
 3.2 故障類型判別 
 可使用兆歐表在線路一端測(cè)量絕緣電阻的方法來進(jìn)行電纜故障類型的判別。具體情況如下： 
 1）電纜的芯對(duì)地或芯與芯之間絕緣電阻**定值（100Ω）時(shí)，可以判定為短路故障或低阻接地故障。 
 2）電纜的芯對(duì)地或芯與芯之間絕緣電阻**定值（100Ω），但顯著**正常值時(shí)，可以判定為高阻接地故障。 
 3）電纜的芯對(duì)地絕緣電阻較高時(shí)，結(jié)合導(dǎo)體連續(xù)性試驗(yàn)，當(dāng)有一相或幾相不連續(xù)時(shí)，可以判定為斷線故障。 
 另外，在預(yù)防性耐壓試驗(yàn)中，可發(fā)現(xiàn)電纜的閃絡(luò)性故障，發(fā)生部位多在電纜接頭處。故障持續(xù)多次，有幾秒到幾分鐘的時(shí)間間隔。 
 4 結(jié)論 
 綜上，10kV配電網(wǎng)電纜的安全運(yùn)行直接關(guān)系著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，由于多鋪設(shè)于地下，電纜故障具有較強(qiáng)的隱蔽性，故障的排查有一定難度。電力企業(yè)應(yīng)積極研究較快、較好的故障分析與處理措施，確保lOkV配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。 


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