【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 絕緣擊穿，后經(jīng)解剖發(fā)現(xiàn)電纜主絕緣中局部存在明顯的顆粒狀雜質(zhì)。對(duì)換下來(lái)的電纜進(jìn)行壽命評(píng)估時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜壽命至少還有17年。、施工的問(wèn)題據(jù)河南電業(yè)局統(tǒng)計(jì)10kv及以上電纜有約12％的運(yùn)行故障與安裝和施工質(zhì)量問(wèn)題有關(guān)。電纜在不到正常壽命期1／4的時(shí)間就被更換。電纜敷設(shè)未執(zhí)行規(guī)范要求或施工時(shí)地理環(huán)境、天氣條件影響，為電纜投入運(yùn)行后留下眾多隱患。．敷設(shè)時(shí)野蠻拖拉，損傷電纜外護(hù)套，引起主絕緣內(nèi)部進(jìn)水受潮，導(dǎo)致事故發(fā)生。、濕度偏大制作電纜頭時(shí)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。電纜中間接頭密封不良，投入運(yùn)行后使絕緣內(nèi)部受到潮氣、水分的侵蝕，引起中間接頭絕緣受潮劣化。 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。中間接頭設(shè)置不合理，施工中電纜中間接頭之間距離設(shè)置太近，有些電纜平均約100m就有一個(gè)中間接頭。這些施工質(zhì)量問(wèn)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(shí)，遵守安裝規(guī)程，時(shí)刻注意地理環(huán)境及氣候。 過(guò)負(fù)荷運(yùn)行根據(jù)統(tǒng)計(jì)，大連電業(yè)局約有40％的電纜線路長(zhǎng)期運(yùn)行在過(guò)負(fù)荷且缺少及時(shí)維護(hù)的狀態(tài)，加之較差的散熱環(huán)境，使得夏季環(huán)境溫度較高時(shí)，過(guò)負(fù)荷運(yùn)行的電纜本體熱量無(wú)法散出溫度過(guò)高，加劇整根電纜的絕緣老化，留下事故隱患。 電力電纜故障的發(fā)生發(fā)展機(jī)理電纜擊穿故障往往是由上述原因引起的，由于破壞程度的不同，在運(yùn)行中電力電纜擊穿故障的發(fā)生大致可按投運(yùn)初期(1～5年內(nèi))、運(yùn)行中期(525年內(nèi))及運(yùn)行后期(25年后)三個(gè)時(shí)期劃分。然而電力電纜由外力破壞、安裝質(zhì)量、過(guò)負(fù)荷及電纜本體質(zhì)量問(wèn)題發(fā)展到擊穿的過(guò)程中又要經(jīng)過(guò)電一熱的多重效應(yīng)，導(dǎo)致絕緣破壞，致使擊穿故障的發(fā)生，其過(guò)程大致可以用圖1．1概括： 電力電纜絕緣老化到擊穿的發(fā)展過(guò)程由圖1．1可以看出電樹(shù)枝老化是絕緣擊穿故障的直接原因，無(wú)論任何故障原因最終都會(huì)轉(zhuǎn)化為電樹(shù)枝的形式。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(qiáng)度較低的氣體或液體中的局部電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到其擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，這部分氣體或液體開(kāi)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(zhǎng)期的局部放電，使電介質(zhì)（特別是有機(jī)電介質(zhì)）的劣化損傷逐步擴(kuò)大，最終導(dǎo)致整個(gè)電介質(zhì)擊穿。局部放電引起電介質(zhì)劣化損傷的機(jī)理是多方面的，但主要有如下三方面：電的作用，帶電粒子對(duì)電介質(zhì)表面的直接轟擊作用，是有機(jī)電介質(zhì)的分子主鏈斷裂； 熱的作用，帶電粒子的轟擊作用引起電介質(zhì)局部的溫度上升，發(fā)生熱熔解或熱降解；化學(xué)作用，局部放電產(chǎn)生的受激分子或二次生成物的作用，使電介質(zhì)受到的侵蝕可能比電、熱作用的危害更大。第2章 電力電纜故障測(cè)試方法 研究方法 電力電纜故障的診斷，無(wú)論選用哪種測(cè)試方法，均需按照一定的程序和步驟進(jìn)行。現(xiàn)歸納如下。當(dāng)著手對(duì)某一故障電纜進(jìn)行故障測(cè)試時(shí)，首先要進(jìn)行的工作是了解故障電纜的有關(guān)情況以確定故障性質(zhì)。掌握這一故障是接地、短路、斷線，還是它們的混合；是單相、兩相，還是三相故障：是高阻、低阻，還是泄漏性或閃絡(luò)性故障。只有確定了故障性質(zhì)，才可以選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)試方法對(duì)電纜故障進(jìn)行具體的診斷。當(dāng)確定了故障電纜的故障性質(zhì)以后，就可以根據(jù)故障性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)試方法測(cè)出故障點(diǎn)到測(cè)試端或術(shù)端的距離，這項(xiàng)工作稱為粗測(cè)距離。粗測(cè)距離是電纜故障測(cè)試過(guò)程中最重要的一步，這項(xiàng)工作的優(yōu)劣，決定著電纜故障測(cè)試整個(gè)過(guò)程的效率和準(zhǔn)確性。因此，常常需要具有相當(dāng)專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)理論知識(shí)和豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人員來(lái)進(jìn)行操作。人們?cè)陂L(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中探討和總結(jié)出多種故障距離的粗測(cè)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)。隨著電力電纜生產(chǎn)質(zhì)量的提高和新型絕緣材料的采用，使電纜的故障電阻不斷提高(達(dá)到兆歐級(jí))。據(jù)統(tǒng)計(jì)，凡預(yù)防性試驗(yàn)擊穿的故障電阻，不少于9096在兆歐數(shù)量以上；運(yùn)行故障的75％是高阻故障，其中60％以上的故障電阻達(dá)到兆歐級(jí)。由此看來(lái)電纜故障的絕大部分為高阻故障，那些只能測(cè)試低阻故障的經(jīng)典測(cè)試方法顯然適用性太差。當(dāng)遇到高阻故障時(shí)，必須經(jīng)過(guò)一個(gè)耗時(shí)、費(fèi)力的“燒穿”降阻過(guò)程，以求把高阻故障轉(zhuǎn)化為低阻故障，這個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)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。精測(cè)定點(diǎn)是電纜故障測(cè)試工作的最后一步，也是很重要的一步。在粗測(cè)出故障距離后，為什么還需要精測(cè)定點(diǎn)呢?因?yàn)榇譁y(cè)出的故障距離有一定的誤差，故障距離的丈量也有誤差。因此，在精測(cè)定點(diǎn)前只能判斷出故障點(diǎn)所處的大概位置，要想準(zhǔn)確地定出故障點(diǎn)所在的具體位置，必須經(jīng)過(guò)精測(cè)定點(diǎn)。 測(cè)距的理論方法 電橋法這是一種經(jīng)典測(cè)試方法。圖21 電橋電路接圖將被測(cè)電纜終端故障相與非故障相短接，電橋兩臂分別接故障相與非故障相，圖21．b給出了等效電路圖。仔細(xì)調(diào)節(jié)R2數(shù)值，總可以使電橋平衡，即CD間的電壓差為0，無(wú)電流流過(guò)檢流計(jì)，此時(shí)根據(jù)電橋平衡原理可得：R3／R4=R1／R2 (1)RR2為已知電阻，設(shè)：R1／R2=K，則R3／R4=K由于電纜直流電阻與長(zhǎng)度成正比，設(shè)電纜導(dǎo)體單位長(zhǎng)度電阻為Ro，L全長(zhǎng)代表電纜全長(zhǎng)，LX和L0分別為電纜故障點(diǎn)到測(cè)量端及末端的距離，則R2可用(L全長(zhǎng)+L0)Ro代替，根據(jù)式(1)可推出：L全長(zhǎng)+Lo=KLX而Lo=L全長(zhǎng)Lx，所以：Lx=2L全長(zhǎng)／(K+1)電纜斷路故障也可用電容電橋測(cè)量，原理與上述電阻電橋類(lèi)似。電力電纜的高阻故障幾乎占故障總數(shù)的90％以上，對(duì)于這些高阻故障，經(jīng)典的測(cè)試方法是毫無(wú)效果的。因?yàn)楦咦韫收系墓收想娮韬芨?，測(cè)量電流極小，即使用足夠靈敏的儀表也難以測(cè)量；對(duì)于低壓脈沖法，由于故障點(diǎn)等效阻抗幾乎等于電纜的特性阻抗，即反射系數(shù)幾乎為零，所以得不到反射脈沖而無(wú)法測(cè)量。為了使經(jīng)典法能夠測(cè)試高阻故障，必須通過(guò)燒穿降阻法把高阻故障變?yōu)榈妥韫收稀槔秒娎|中電滲透效應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，燒穿設(shè)備的輸出通常是直流負(fù)高壓。大量的實(shí)踐證明，用負(fù)高壓燒穿故障點(diǎn)的效果要比正高壓或交流高壓燒穿故障點(diǎn)好得多。燒穿電流一般為毫安級(jí)。那種認(rèn)為燒穿須用大電流的概念是錯(cuò)誤的，事實(shí)上，在直流負(fù)高壓下，數(shù)毫安的電流即可使故障點(diǎn)的絕緣物碳化。燒穿電流太大時(shí)，雖然燒穿速度快，但燒穿過(guò)程不易控制，極易引起故障點(diǎn)的碳化熔燒，形成會(huì)屬性接地故障，從而增加了故障定點(diǎn)工作的難度。當(dāng)故障點(diǎn)形成低而穩(wěn)定的電阻通道時(shí)，即可使用低阻測(cè)試方法進(jìn)行故障距離的測(cè)試。順便提一下，并不是所有的高阻故障都可以用燒穿法降為低阻故障(如某些電纜中間頭)。對(duì)于油浸紙絕緣電纜，由于絕緣油的滲透作用，常使燒穿后的故障阻值回升而影響測(cè)試工作，有時(shí)需要反復(fù)燒穿。經(jīng)典法測(cè)試高阻故障，必須經(jīng)過(guò)燒穿降阻過(guò)程。而有些高阻故障雖然已被燒穿，但當(dāng)去掉燒穿高壓時(shí)，故障電阻迅速回升，以致無(wú)法測(cè)量。另外，前面介紹的幾種低壓電橋法，由于測(cè)試電壓低，測(cè)量電流小，在檢流計(jì)靈敏度一定的情況下，測(cè)量誤差大。為解決上述兩個(gè)問(wèn)題，可采用高壓電橋法。高壓電橋法的測(cè)試接線方式，測(cè)量原理與故障距離的計(jì)算公式均與電阻電橋法完全相同。所不同的是將低壓直流電源換成高壓直流電源。高壓電橋法，由于在測(cè)試過(guò)程中所有測(cè)試設(shè)備均在高壓狀態(tài)工作，所以設(shè)備與操作人員的安全工作是一個(gè)十分重要的問(wèn)題，只有在比較完善的測(cè)試條件下，才可使用高壓電橋法。因此，高壓電橋法始終沒(méi)能普遍推廣應(yīng)用。 低壓脈沖反射法 利用傳輸線的電波反射現(xiàn)象，通過(guò)計(jì)量發(fā)射脈沖與故障點(diǎn)反射脈沖之『BJ的時(shí)差來(lái)進(jìn)行測(cè)距。據(jù)統(tǒng)計(jì)，用低壓脈沖法測(cè)定的電纜低阻或丌路故障，約占電纜故障總數(shù)的1 0％。低壓脈沖反射法適用于低阻(RX10Zc)短路或接地、斷線(開(kāi)路)性故障，并可測(cè)試電纜的全長(zhǎng)和電波在電纜中的傳播速度。由于電纜的全長(zhǎng)及電波在電纜中傳播速度的測(cè)試方法與開(kāi)路性故障完全相同，因此這罩不作特別介紹。低壓脈沖反射法測(cè)試線路非常簡(jiǎn)單，測(cè)試時(shí)向電纜注入一低壓脈沖，該脈沖沿電纜傳播到阻抗不匹配點(diǎn)，如短路點(diǎn)、故障點(diǎn)、中問(wèn)接頭等，脈沖產(chǎn)生反射，如圖2—2所示：圖22 低壓脈沖反射原理圖回送到測(cè)量點(diǎn)被儀器記錄下來(lái)(圖22)。波形上發(fā)射脈沖與反射脈沖的時(shí)間差△t，對(duì)應(yīng)脈沖在測(cè)量點(diǎn)與阻抗不匹配點(diǎn)往返一次的時(shí)間，已知脈沖在電纜中的波速度V，則阻抗不匹配點(diǎn)距離，可由下式計(jì)算：L=V△t／2脈沖電壓法，又稱閃測(cè)法?，是60年代發(fā)展起來(lái)的一種高阻與閃絡(luò)性故障測(cè)試方法。首先使故障電纜在直流高壓或脈沖高壓的作用下?lián)舸?，然后，通過(guò)測(cè)量放電所形成的電壓脈沖波在觀察點(diǎn)與故障點(diǎn)之間往返一次的時(shí)間來(lái)測(cè)距。脈沖電壓法的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是不必將高阻與閃絡(luò)性故障燒穿，直接利用故障擊穿產(chǎn)生的瞬間脈沖信號(hào)進(jìn)行測(cè)距、測(cè)試速度快，雖然測(cè)量過(guò)程相對(duì)與電橋法而言對(duì)操作人員的技術(shù)要求比較高，而且，往往測(cè)距結(jié)果與操作人員的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)有比較大的關(guān)系。但是現(xiàn)代技術(shù)的進(jìn)步J下在逐步降低這方面的要求。脈沖電壓法的缺點(diǎn)如下：1．安全性差。儀器通過(guò)一電容電阻分壓器得到所需要的測(cè)量電壓脈沖信號(hào)，儀器與高壓回路有直接電耦合，容易發(fā)生高壓信號(hào)串入，造成儀器損壞。