电力电缆故障检测及处理论文

电力电缆故障分析及防范措施的论文

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摘要： 电力电缆线路故障，不仅会威胁电网的安全运行，中断局部电网的持续供电，而且故障的测寻、排除、修复等都要耗费大量的人力、物力和财力，减少和避免电缆故障的发生是电缆施工、运行的终极目标。本文从工作实际出发，简单论述了电力电缆线路的故障分类，进行了原因的分析，在此基础上提出电力电缆线路故障的防治措施。

关键词： 电力电缆；故障；种类；原因分析；防范措施

一、常见的故障种类

电缆在长期运行过程中，由于过载或受外力的破坏，使芯线和绝缘遭到不同程度的损伤，造成电缆事故。比较常见的电力电缆的故障只要有以下几种：

（一）断线故障

电线各相间及对地绝缘电阻均良好，是一相或几相断线，或没有完全断开。

（二）闪络故障

在电压达到某一数值时，电缆相间或相对地闪络击穿，当电压降低时击穿停止。有时即使再提高电压，也不可能出现击穿现象，经过一段时间后又会发生。

（三）接地、短路故障

电缆一相或几相对地或相间绝缘值甚低，但导体有良好的连续性。当绝缘电阻值低于100kQ以下时为低阻接地；如比正常值低甚多，但高于l00kQ时为高阻接地。

（四）护层故障

对护层有绝缘要求的电缆线路，在测得准确的护层故障位置后，可用与护层相同材料的补丁块以塑料焊枪热风吹焊或用自粘橡胶带紧包扎。损坏较多的护层可套上热缩卷包管卷包后，加热收缩。修补后的护层，再做护层直流耐压试验或绝缘电阻测量。

（五）复合型故障

电缆线路具有以上两种或两种以上的电阻特性。

二、故障的原因分析

（一）过电压

在正常情况下，电力系统中电气设备的对地绝缘只承受相电压，各种电机的绝缘也只承受几伏至几十伏，最高也不超过百余伏的电压。由于某些原因，作用于电气设备绝缘上的电压可能远远超过上述数值。这种异常电压存在的时间显然极短，但其数值很高，会使电气设备绝缘击穿或闪络。这种对电气设备绝缘有危险的`过电压。对瞬时过电压、即使是很短的时间，也会使晶闸管击穿或误导通，因此，必须采取措施，避免晶闸管承受过电压。通常是由于它所在的装置或邻近的用电设备拉闸时，或导通管换相时，电路中存在电感元件，因电流的突然变化而产生的感应电动势造成的，其持点是作用时间短，呈尖峰状。

（二）绝缘受潮

腐蚀引起受潮导致电缆绝缘损坏。电缆腐蚀穿孔引起的受潮，在运行年久的老电缆或有电腐蚀和化学腐蚀的地区中是常见的现象。此外，电缆外护层质量差，也会加速电缆腐蚀穿孔。被腐蚀的电缆铅包通常会有淡黄色或粉红色粒状腐蚀物，有腐蚀物的地方就是铅包穿孔和受潮的通道。

（三）绝缘老化

电缆绝缘材料几乎都是高分子有机化合物，在外界因素（热、电、氧、光线、水份、微生物等）的作用下，性能逐渐下降直至全部丧失的不可逆现象，称为老化。塑料、橡皮等材料在热的作用下会发生热老化，在热、氧同时作用下会发生热氧老化。热可使高聚物发生热降解和交联反应（因分子热运动加强），有的材料如聚氯乙烯在100 — 150℃热解裂会析出HC1。热氧化的发展会生成自由基、过氧化物，过氧化物又生成两个自由基，自由基参与链反应使大分子链断裂生成单基物质或低分子物质，使材料的机、电及其他性能下降。降解使材料变软、发粘、机械强度降低，交联使材料变脆、变硬、失去弹性，断链会使材料表面出现裂缝。

电缆油热氧老化的过程是：在氧化诱导期（初期），氧与油中化学镁离解能较低的不饱和碳氢化合物反应，生成氢的过氧化物。在氧化发展期（中期），油的氧化物增长很快，使油的酸值增高；油中烷烃及环烷烃热氧化后生成醇、醛、酮、经基玻和酮酸等，芳香烃热氧化后生成酚等。这阶段油的电气性能恶化，并对固体绝缘材料等有较强的腐蚀作用。当酸值达到一定值时，便产生加聚和缩聚反应，生成材脂质和沥青质，析出水分。

同时，油变混浊，出现沉淀物，使油的吸水性增大，跗着在固体绝缘上则影响散热。劣化到一定程度的油就不能再继续使用。

三、防范措施

（一）正确选择电缆型号

选择电缆型号时，应注意电缆的额定电压应大于或等于所在网络的额定电压，电缆的最高工作电压不得越过其额定电压的15%。电线的持续容许电流应大于或等于供电负载的最大持续电流。电缆导体的截面应满足供电系统短路时的热稳定要求。电缆导体应尽量采用铝芯，只有需要移动时或在振动剧烈的场所才采用钢芯电缆。敷设在电缆构筑物内的电缆宜选用裸铅电缆，直接埋在地下的电缆应选用带护层的铠装电缆。移功式机械应选用重型橡套电缆，应视介质情况分别采用不同的电缆护套，对有腐蚀性的土壤一般不采用直埋电缆，否则应选取有特殊防腐层的电缆。

（二）严把施工质量

电缆质量的好坏对防止水树枝劣化至关重要。电缆的质量问题主要由生产设备不良，材料选用不当，工艺落后，质量管理和生产管理等原因造成的。所以在选择电缆时应对电缆的生产工艺、管理等有一定了解，以便能买到质量好的电缆、为减少故障奠定基础。即使电缆质量很高，而施工质量不高，也会造成隐患。为此必须把好施工质量关，其基本途径如下：热缩接头施工质量的好坏，关键在于密封。为把好密封关，应严格做好以下几点：加热的火候要适当。掌握喷灯或丙烷喷枪的火候，防止过热或欠火。热缩时应保持火炬朝着向前移动的方向，以预热管材，赶走管内的气体。并且应不停地移动火炬，避免烧焦管材。火炬沿电缆方向移动以前，必须保证管子在周围方向已充分均匀地收缩。管子的两端应重复加热。管子整体热缩完毕后，管子的两端最后应重复加热，以保证其内部的粘合剂或热熔胶充分地热熔密封。接头各密封部位，如经移动，应再次加热，防止开胶。热缩好坏的判断。管子热缩以后，表面应光滑、无皱纹、无气泡，并能清晰地看到其内部结构的轮廓。管子两端的粘合剂或热熔胶充分地热熔以后，应略有外溢现象。

（三）加强电缆的管理

利用电容吸收过压，即将过电压的能量变成电场能量储存到电容中，然后由电阻消耗掉。常用的方法包括在晶间管两端跨接适当的电阻。电容吸收装置，利用电容器两端的电压不能跃变的特性，避免晶闸管承受过电压，在整流电路的输入端或输出端接阻容吸收装置，对其他原因引起的过电压进行保护。硒堆保护是一种非线性电阻元件。具有较陡的反向特性，并且允许流过较大的电流；硒堆过电压后会迅速击穿，使其电阻即刻减小，从而能抑制过压的冲击。硒堆的接法是将两组硒堆反极性串联后，并联于交流电路的输入端。

lOkV电力电缆的安全运行水平直接影响电力企业的经济效益，是与用电客户密切相关的事情，电力企业应采取相应的预防措施，避免故障的发生、及时消除缺陷，确保lOkV配电网的安全运行。

参考文献：

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[2]杨忠,周鑫,牛海清,电力电缆故障定位技术综述[J],电气应用,2008,(21).

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[6]刘继永,铁路电力电缆故障点的几种实用测定方法[J]产业与科技论坛,2009,(01).

电线接头故障分析论文

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摘要: 针对高压电缆接头故障进行综析，并就各类原因提出改进措施和防范对策。

关键词: 电缆接头；分析；意见

一、前言

在铁路供电网路中交联电缆接头状况，对供电安全是非常重要的。经实际运行证明，在大多数情况下是可以随电缆长期等效使用的。交联电缆由于载流能力强，电流密度大，对导体连接质量要求就更为严格。对接头所要求机械的电气的条件越来越高，特别是输配电电缆，各种接头将经受很大的热应力和较长持续时间的短路电流的影响。

所以，交联电缆附件也不是附属的，更不是次要的部件，它与电缆是同等重要，是必不可少的部件，也是与安全运行密切相关的关键产品。

二、交联电缆接头故障原因综析

交联电缆接头故障原因，由于电缆附件种类、形式、规格、质量以及施工人员技术水平高低等因素的影响，表现出不同的现象。另外，电缆接头运行方式和条件各异，致使交联电缆接头发生故障的原因各不相同。交联电缆允许在较高温度下运行，对电缆接头的要求较高，使接头发热问题就显得更为突出。接触电阻过大，温升加快，发热大于散热促使接头的氧化膜加厚，氧化膜加厚又使接触电阻更大，温升更快。如此恶性循环，使接头的绝缘层破坏，形成相间短路，引起爆炸烧毁。由此可见，接触电阻增大、接头发热是造成电缆故障的主要原因。造成接触电阻增大的原因有以下几点：

1、工艺不良。主要是指电缆接头施工人员在导体连接前后的施工工艺。

2、连接金具接触面处理不好。无论是接线端子或连接管，由于生产或保管的条件影响，管体内壁常有杂质、毛刺和氧化层存在，这些不为人们重视的缺陷，对导体连接质量有着重要影响。特别是铝表面极易生成一层坚硬而又绝缘的氧化铝薄膜，使铝导体的连接要比铜导体的连接增加不少难度，工艺技术的要求也要高得多。不严格按工艺要求操作，就会造成连接处达不到规定的电气和机械强度。实际运行证明，当压接金具与导线的接触表面愈清洁，在接头温度升高时，所产生的氧化膜就愈薄，接触电阻Rt就愈小。

3、导体损伤。交联绝缘层强度较大剥切困难，环切时施工人员用电工刀环剥，有时用钢锯环切深痕，因掌握不好而使导线损伤。在线芯弯曲和压接蠕动时，会造成受伤处导体损伤加剧或断裂，压接完毕不易发现，因截面减小而引起发热严重。

4、导体连接时线芯不到位。导体连接时绝缘剥切长度要求压接金具孔深加5mm，但因零件孔深不标准，易造成剥切长度不够，或因压接时串位使导线端部形成空隙，仅靠金具壁厚导通，致使接触电阻Rt增大，发热量增加。

5、压力不够。现今有关资料在制作接头工艺及标准图中只提到电缆连接时每端的压坑数量，而没有详述压接面积和压接深度。施工人员按要求压够压坑数量，效果如何无法确定。不论是哪种形式的压力连接，接头电阻主要是接触电阻，而接触电阻的大小与接触力的大小和实际接触面积的多少有关，还与使用压接工具的出力吨位有关。

6、压接机具压力不足。压接机具生产厂家较多，管理混乱，没有统一的标准，有些机械压钳，压坑不仅窄小，而且压接到位后上下压模不能吻合；还有一些厂家购买或生产国外类型压钳，由于执行的是国外标准，与国产导线标称截面不适应，压接质量难以保证。

7、连接金具空隙大。现在，多数单位交联电缆接头使用的连接金具，还是油纸电缆按扇型导线生产的端子和压接管。从理论上讲圆型和扇型线芯的有效截面是一样的，但从运行实际比较，二者的压接效果相差甚远。由于交联电缆导体是紧绞的圆型线芯，与常用的金具内径有较大的空隙，压接后达不到足够的压缩力。接触电阻Tt与施加压力成反比，因此将导致Rt增大。

8、产品质量差。假冒伪劣金具不仅材质不纯，外观粗糙，压后易出现裂纹，而且规格不标准，有效截面与正品相差很大，根本达不到压接质量要求；在正常情况下运行发热严重，负荷稍有波动必然发生故障。

9、截面不足。以ZQ－3×240油纸铜芯电缆和YJV22－3×150交联铜芯电缆为例，在环境温度为25℃时，将交联电缆与油纸电缆的允许载流量进行比较得出的结论是：ZQ2一3×240油纸铜芯电缆可用YJV22－3×150交联铜芯电缆替代。因为YJV22－3×150交联电缆的允许载流量为476A；而ZQ2－3×240油纸电缆的允许载流量为420A还超出47A。如果用允许载流量计算，150平方毫米交联电缆与240平方毫米油纸电缆基本相同，或者说150平方毫米交联电缆应用240平方毫米的金具连接才能正常运行。由此可见连接金具截面不足将是交联电缆接头发热严重的一个重要原因。

10、散热不好。绕包式接头和各种浇铸式接头，不仅绕包绝缘较电缆交联绝缘层为厚，而且外壳内还注有混合物，就是最小型式的热缩接头，其绝缘和保护层还比电缆本体增加一倍多，这样无论何种型式的接头均存在散热难度。现行各种接头的绝缘材料耐热性能较差，J-20橡胶自粘带正常工作温度不超过75℃；J-30也才达90℃；热缩材料的使用条件为-50～100℃。当电缆在正常负荷运行时，接头内部的温度可达100℃；当电缆满负荷时，电缆芯线温度达到90℃，接头温度会达140℃左右，当温度再升高时，接头处的氧化膜加厚，接触电阻Tt随之加大，在一定通电时间的作用下，接头的绝缘材料碳化为非绝缘物，导致故障发生。

三、技术改进措施

综上所述增加连接金具接点的压力、降低运行温度、清洁连接金属材料的`表面、改进连接金具的结构尺寸、选用优质标准的附件、严格施工工艺是降低接触电阻Rt的几个关键周素。提高交联电缆接头质量的对策由于交联电缆接头所处的环境和运行方式不同，所连接的电气设备及位置不同，电缆附件在材质、结构及安装工艺方面有很大的选择余地，但各类附件所具备的基本性能是一致的。所以，应从以下几方面来提高接头质量：

1、选用技术先进、工艺成熟、质量可靠、能适应所使用的环境和条件的电缆附件。对假冒伪劣产品必须坚决抵制，对新技术、新工艺、新产品应重点试验，不断总结提高，逐年逐步推广应用。

2、采用材质优良、规格、截面符合要求，能安全可靠运行的连接金具。对于接线端子，应尽可能选用堵油型，因为这种端子一般截面较大，能减小发热，而且还能有效的解决防潮密封。连接管应采用紫铜棒或1＃铝车制加工，规格尺寸应同交联电缆线芯直径配合为好。

3、选用压接吨位大、模具吻合好、压坑面积足、压接效果能满足技术要求的压接机具。做好压接前的截面处理，并涂敷导电膏。

4、培训技术有素、工艺熟练、工作认真负责，能胜任电缆施工安装和运行维护的电缆技工。提高施工人员对交联电缆的认识，增强对交联电缆附件特性的了解。研究技术，改进工艺，制定施工规范，加强质量控制，保证安全运行。

四、结束语

由于交联电缆推广应用时间较短，电缆附件品种杂乱，施工人员技术水平高低不一等原因，加之接头的接触力和实际接触面积是随着接头在运行中所处的各种不同的运行条件而在变化。

所以交联电缆各种接头发生故障的原因也就各不相同，除发热问题外，对于密封问题、应力问题、联接问题、接地问题等引起的接头故障也应予以重视。如果能从以上几个方面来改进，就会使接头发热问题得到有效的控制。