【正文】 度而損傷絕緣層或屏蔽層；在允許施工溫度以下的野蠻施工致使絕緣層和保護 層損傷；電纜剝切尺寸過大，刀痕過深等損傷。其故障形式比較容易識別，大多造成停電事故。采用先進的敷設(shè)方法，電纜在敷設(shè)過程中不受到大的側(cè) 壓力，防止外護套受到損傷。從電纜的 選型和安裝開始就要制定防止故障的目標(biāo)： (1)電纜的選型。 1. 電纜外護層故障的原因主要有 3 種： (1)電纜旁邊的硬物損傷； (2)施工遺留缺陷； (3)白蟻蛀蝕； 調(diào)查表明第 2 種原因?qū)﹄娎|的損害并不嚴(yán)重，嚴(yán)重的是白蟻腐蝕。在選用電纜頭時，逐步改用橡膠預(yù)制式接頭。 (2)應(yīng)盡可能減少電纜中間接頭，對于隧道、槽架與直埋 混合方式敷設(shè)的電纜，接中原工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 /論文 5 頭應(yīng)盡量設(shè)置在隧道或槽架中。 ，環(huán)境因素的變化而熱脹冷縮，特別是熱收縮型電纜附件不能夠隨之彈性變形而喪失密封作用，在 電纜附件與電纜 XLPE 絕緣層之間形成呼吸效應(yīng)，將大氣中的水分和潮氣帶入電纜附件中，引發(fā)電纜附件內(nèi)部相間或相對地短路故障。在一般交聯(lián)電纜上要有兩點接地，且接地電阻要小于規(guī)定值。 (4)導(dǎo)體連接管壓接不良。 電纜附件故障往往是由制作工藝不精，在制作過程中，使附件出現(xiàn)氣泡、水分、雜中原工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 /論文 4 質(zhì)等缺陷，導(dǎo)致局部放電而引起絕緣擊穿，主要體現(xiàn)在： 、終端頭制作質(zhì)量不高 (1)剝離半導(dǎo)體時，損壞內(nèi)絕緣或絕緣表面有微粒、灰塵等雜質(zhì)，或者半 導(dǎo)電層爬電距離處理不夠，在投入運行后，都將使其中的雜質(zhì)在強大的電場作用下發(fā)生游離，產(chǎn)生電樹枝。 附件問題 理論上認(rèn)為，電力電纜受外界環(huán)境因數(shù)和人為因數(shù)影響較小，安全運行可靠性高，但是電纜的中間接頭和終端通常在電纜敷設(shè)現(xiàn)場人工制 作安裝，容易出現(xiàn)紙漏。如屬于運行不當(dāng)而在較短年份內(nèi)發(fā)生類似情況者，則認(rèn)為是絕緣過早老化。電纜過負(fù)荷是電纜過熱重要的因素。電纜絕緣介質(zhì)內(nèi)部氣隙在電場作用下產(chǎn)生游離使 絕緣下降。其中低壓脈沖法，脈沖電壓／流法是基于理想模型的現(xiàn)代行波理論。 綜觀現(xiàn)有的行波測距方法，特別是新型測距方法，國內(nèi)外學(xué)者作了大量的研究，并取得了一定的成果。 另外，日本學(xué)者還提出了利用分布式光纖溫度傳感器 (FODT)，通過檢測故障點附近溫度變化情況來實現(xiàn)電纜故障定位的新方法。下一步目標(biāo)是帶分支出線系統(tǒng)的在線故障定位。 綜上所述，通過從電力電纜的發(fā)展，優(yōu)越性，故障危害，理論方法的創(chuàng)新等方面我們可以得出對電力電纜的故障探測的研究有著重要的理論意義和應(yīng)用價值。理論是方法的依據(jù)，尤其是現(xiàn)代行波理論所采用的均勻傳輸線中的導(dǎo)行電磁波，完全應(yīng)用了麥克斯韋的電磁理論，分析電磁波在傳輸線上的波動過程，以此來定位故障點的位置。 根據(jù)運行經(jīng)驗表明，電纜運行了一定的年限，故障率有逐年長升的趨勢。 由此可見，電力電纜的可靠運行直接關(guān)系到社會的穩(wěn)定、經(jīng)濟的發(fā)展和人們的生活水平。而作為連接各種電氣設(shè)備、傳輸和分配電能的電力電纜，以其安全、維護工作量少，穩(wěn)定性高，有利于提高電能的質(zhì)量并且美化城市等優(yōu)點，已經(jīng)得到越來越廣泛的應(yīng)用。在城市市區(qū) 220kV、110kv、 10kv 電網(wǎng)建設(shè)中有逐漸取代了架空線的趨勢。 電力電纜線路故障和多數(shù)電力設(shè)備一樣，投入運行初期 (1～ 5年內(nèi) )容易發(fā)生運行故障，主要原因是電纜及附件產(chǎn)品質(zhì)量和電纜敷設(shè)安裝質(zhì)量問題；運行中期 (5～ 25 年內(nèi) )，電纜本體和附件基本進入穩(wěn)定時期，線路運行故障率較低，故障主要原因是電纜本體絕緣樹枝狀老化擊穿和附件呼吸效應(yīng)進潮而發(fā)生沿面放電；運行后期 (25 年后 )，電纜本體絕緣樹枝狀老化、電熱老化以及附件材料老化加劇，電力電纜運行故障率大幅上升。電纜發(fā)生故障時，由于埋在地下，查找比架空線困難，若故障測距不準(zhǔn)，電纜路徑不清楚，耽誤了大量時間，造成無法估量的損失。這些理論都是建立在對長距離傳輸線路模型的簡化基礎(chǔ)上，即經(jīng)過特殊處理，簡化為現(xiàn)在應(yīng)用普遍的均勻傳輸線路的電報方程。對于電力系統(tǒng)是一個非常迫切需要解決的問題。 美國學(xué)者為克服高壓脈沖法有可能對電纜的健全部分進一步造成危害的缺陷，也提出了在線故障測距方法。英國學(xué)者則提出了利用基于脈沖電流 法的實時專家系統(tǒng)來實現(xiàn)電纜的故障定位?？偠灾?，行波方法有很多獨特的優(yōu)點，今后將在測距和距離保護中得到更為廣泛的應(yīng)用。本文通過對于這幾種測試電纜故障的方法的分析來解決日常應(yīng)用中所遇到的問題。當(dāng)絕緣介質(zhì)電離時，氣隙中產(chǎn)生臭氧、硝鼓等化學(xué)生成物，腐蝕絕緣層：絕緣層中的水分使絕緣纖維產(chǎn)生水解，造成絕緣程度下降。安裝于電纜密集地區(qū)、電纜溝及電纜隧道等通風(fēng)不良處的電纜、穿在干燥管少的電纜以及電纜與熱力管道接近的部分等都會使電纜絕緣本身過熱而使絕緣層加速損壞。可引起絕緣過早老化的主要原因有： ，致使電纜長期在過電壓下工作。電纜附件故障占電纜故障的 27％。 (2)制作過程中，如果導(dǎo)線壓接質(zhì)量不好，使接頭接觸電阻過大而發(fā)熱，或熱收縮過渡等造成了絕緣老化，從而使絕緣層老化擊穿，導(dǎo)致電纜接地短路或相間短路，使電纜頭產(chǎn)生“放炮 現(xiàn)象，同時傷及附近的其他電纜。電纜中間接頭導(dǎo)體連接管壓接不良，打磨不平整，特別是在壓接管口邊緣處，局部有尖角、毛刺，易造成接頭內(nèi)部電場 不均勻，運行中產(chǎn)生了局部放電，絕緣老化，絕緣性能下降，發(fā)生擊穿事故。若接地電阻值超標(biāo)很多，當(dāng)電纜及接頭受到過電壓時，會感應(yīng)產(chǎn)生更高的過電壓。 、潮氣偏大。 (3)對于電纜中間接頭的制作人員，應(yīng)進行必要的業(yè)務(wù)資質(zhì)與技術(shù)評定，持證上崗。它是總結(jié)并克服熱收縮電纜頭缺點的基礎(chǔ)上專門研制使用的，適用于交聯(lián)電纜接頭，并且達到了國際 IEC 標(biāo)準(zhǔn)。 對于運行中的電纜，只能從提高測尋效率方面采取措施。選擇硬度較高和防蟻性能好的外護套，目前己有一種工藝，可以在 外護套上擠壓一層防蟻護套，其防蟻性能較佳。嚴(yán)格電纜裝置環(huán)境要求，如直埋電纜周圍必須有 不含石塊和硬物等的細(xì)砂保護。一般造成機械損傷的原因有以下幾種； 直接受外力破壞。 自然損傷。 絕緣老化變質(zhì)：電纜絕緣長期在電和熱的作用下運行，其物理性能會發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其絕緣強度降低或介質(zhì)損耗增大而最終引起絕緣崩潰者為絕緣老化，絕緣老化故障率約占 19％。 電纜線路周圍靠近熱源，使電纜局部或整個電纜線路長期受熱而過早老化。電力電纜因雷擊或其他沖擊過電壓而損壞的情況在電纜線路上并不多見。從現(xiàn)場故障實物的解剖分析可以確認(rèn)，這些擊穿點往往早已存在較為嚴(yán)重的某種缺陷。 電纜絕緣己嚴(yán)重老化。 火災(zāi)或鄰近電纜故障的燒傷。橡塑電纜長期過熱后，絕緣材料發(fā)生變硬、變色、失去彈性、出現(xiàn)裂紋等物理變化；另外，過負(fù)荷也會加速電纜鉛包晶粒再結(jié)晶而造成鉛包疲勞損傷。由于一些施工單位缺乏必要的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，使電纜三頭的制作質(zhì)量存在較大的質(zhì)量問題。傳統(tǒng)三頭質(zhì)量缺陷有：鑄鐵件有砂眼，瓷件強度不夠，組裝部分加工粗糙，防水膠圈規(guī)格不符或老化等。熱縮三頭制作質(zhì)量缺陷主要有：半導(dǎo)電層處 理不凈，應(yīng)力管安裝位置不當(dāng)，熱縮管收縮不均勻，地線安裝不牢等。寶鋼從 1988 以后發(fā)生多 起供電電纜主絕緣擊穿事故，解剖后發(fā)現(xiàn)電纜主絕緣嚴(yán)重偏心。 電力電纜安裝、施工的問題 據(jù)河南電業(yè)局統(tǒng)計 10kv及以上電纜有約 12％的運行故障與安裝和施工質(zhì)量問題有關(guān)。 、濕度偏大 制作電纜頭時因環(huán)境潮氣、濕度偏大，絕緣局部受潮，使絕緣性能下降，發(fā)展成貫穿性通道，導(dǎo)致電纜擊穿事故。 這些施工質(zhì)量問題絕大部分是可以避免的，所以要求電纜安裝人員在敷設(shè)電纜時，遵守安裝規(guī)程，時刻注意地理環(huán)境及氣候。 在含有氣體 (如氣隙或氣泡 )或液體 (如油膜 )的固體電介質(zhì)中，當(dāng)擊穿強度較低的氣體或液體中的局部電場強度達到其擊穿場強時，這部分氣體或液體開始放電，使電介質(zhì)發(fā)生不貫穿電極的局部擊穿，這就是局部放電現(xiàn)象，這種放電雖然不能立即形成貫穿性通道，但長期的局部放電，使電介質(zhì)（特別是有機電介質(zhì)）的劣化損傷逐步擴大，最終導(dǎo)致整個電介質(zhì)擊穿。 。 。人們在長期的生產(chǎn)實踐中探討和總結(jié)出多種故障距離的粗測方法，即經(jīng)典法(如電橋法及其變形等 )和現(xiàn)代法 (脈沖反射法 )。當(dāng)遇到高阻故障時，必須經(jīng)過一個耗時、費力的“燒穿”降阻過程，以求把高阻故障轉(zhuǎn)化為低阻故障，這個漫長的過程需要的設(shè)備笨重而繁雜，而新型絕緣材料電纜的故障電阻極難“燒穿”與降阻。因此，在精測定點前只能判斷出故障點所處的大概位置，要想準(zhǔn)確地定出故障點所在的具體位置，必須經(jīng)過精測定點。電力電纜的高阻故障幾乎占故障總數(shù)的 90％以上，對于這些高阻故障，經(jīng)典的測試方法是毫無效果的。大量的實踐證明，用負(fù)高壓燒穿故障點的效果要比正高壓或交流高壓燒穿故障點好得多。 當(dāng)故障點形成低而穩(wěn)定的電阻通道時，即可使用低阻測試方法進行故障距離的測試。而有些高阻故障雖然已被燒穿，但當(dāng)去掉燒穿高壓時，故障電阻迅速回升，以致無法測量。所不同的是將低壓直流電源換成高壓直流電源。據(jù)統(tǒng)計，用低壓脈沖法測定的電纜低阻或丌路故障，約占電纜故障總數(shù)的1 0％。波形上發(fā)射脈沖與反射脈沖的時間差△ t，對應(yīng)脈沖在測量點與阻抗不匹配點往返一次的時間，已知脈沖在電纜中的波速度 V，則阻抗不匹配點距離，可由下式計算： L=V但是現(xiàn)代技術(shù)的進步 J下在逐步降低這方面的要求。使故障點不容易擊穿。線性電流耦合器產(chǎn)生的電流脈沖信號也比較容易分辨。通過調(diào)壓器和一個高壓試驗變壓器對儲能電容器充電，電容器串聯(lián)一個電阻與電纜連接形成回路，線性電流耦合器與該回路耦合，檢測信號。但是由于電容器本身以及電纜存在雜散電感，使得本來應(yīng)該是負(fù)脈沖的波形上出現(xiàn)一個小的正脈沖，影響測距精度。對充電電容充電，電壓到達一定數(shù)值后，球型放電問隙就會擊穿放電，電纜線路得到一個瞬時高壓，當(dāng)該高電壓 大于故障點臨界擊穿電壓時，就使故障點擊穿放電，產(chǎn)生電流電壓信號向兩端傳播。閃絡(luò)性故障兩次擊穿的時間間隔，有時為數(shù)秒或數(shù)分鐘，對于油浸紙絕緣電纜，尤其是陳舊性的