電纜故障的性質(zhì)與分類
4. 過電壓
過電壓會使有缺陷的電纜絕緣層發(fā)生電擊穿,引起電纜故障。其主要原因有:大氣過電壓(如雷擊);內(nèi)部過電壓(如操作過電壓)。
5. 設計和制作工藝不良
電纜頭與中間設計和制作工藝不良,也會引起電纜故障。其主要原因為:電場分布設計不周密;材料選用不當;工藝不良,不按規(guī)程要求制作。
電纜故障的性質(zhì)與分類
1. 以故障材料特征分類
可分為串聯(lián)故障、并聯(lián)故障及復合故障三類。
(1)串聯(lián)故障
串聯(lián)故障(金屬材料缺陷)是指電纜一個或多個導體(包括鉛、鋁外皮)斷開的故障。它是廣義的電纜開路故障。因纜芯的連續(xù)性受到破壞,形成斷線或不完全斷線。不完全斷線尤其不容易發(fā)現(xiàn)。串聯(lián)故障具體可分為:一點開斷、多點開斷、一相斷線、多相斷線等。
(2)并聯(lián)故障
并聯(lián)故障(絕緣材料缺陷)是指導體對外皮或?qū)w之間的絕緣水平下降,不能承受正常運行電壓而發(fā)生的短路故障。它是廣義的電纜短路故障。這類故障由于纜芯之間或纜芯對外皮間的絕緣破壞而形成短路、接地、閃絡擊穿等現(xiàn)象,在現(xiàn)場出現(xiàn)頻率較高。并聯(lián)故障具體可分為:一相接地、兩相接地、兩相短路、三相短路等。
(3)復合故障
復合故障(絕緣材料、金屬材料都出現(xiàn)了缺陷)是指纜芯與纜芯之間的絕緣均出現(xiàn)故障。它包括一相斷線并接地、兩相斷線并接地、兩相短路并接地等。
2. 以故障點絕緣特征分類
根據(jù)電纜故障點絕緣電阻Rf與擊穿間隙G的情況,電纜故障又可分為開路故障、低阻故障、高阻故障、閃絡故障四大類。該分類法為現(xiàn)場電纜故障最基本的分類方法,特別有利于探測方法的選擇。
其中,間隙擊穿電壓UG的大小取決于故障點放電通道(即擊穿間隙)的距離G,絕緣電阻Rf 的大小取決于故障點電纜介質(zhì)碳化程度,分布電容 Cf 的大小取決于故障點受潮程度。
(1)開路故障
電纜金屬部分的連續(xù)性受到破壞,形成斷線,且故障點的絕緣材料也受到不同程度的破壞?,F(xiàn)場用兆歐表測其絕緣電阻Rf 為無窮大(∞),但在直流耐壓試驗時,會出現(xiàn)電擊穿;檢查芯線導通情況,有斷點。現(xiàn)場一般以一相或二相斷線并接地的形式出現(xiàn)。
(2)低阻故障
電纜絕緣材料受到損傷,出現(xiàn)接地故障?,F(xiàn)場用兆歐表測其絕緣電阻Rf小于10Z0(Z0為電纜的波阻抗,一般取10~40Ω之間)?,F(xiàn)場一般低壓動力電纜和控制電纜出現(xiàn)低阻故障的幾率較高。
(3)高阻故障
電纜絕緣材料受到損傷,出現(xiàn)接地故障。現(xiàn)場用兆歐表測其絕緣電阻Rf 大于10Z0,在直流高壓脈沖試驗時,會出現(xiàn)電擊穿。高阻故障是高壓動力電纜(6KV或10KV電力電纜)出現(xiàn)幾率最高的電纜故障,可達總故障的80%以上。
現(xiàn)場實測時,筆者一般取Rf =3KΩ為劃分高阻與低阻故障的界線。因為Rf =3KΩ時,恰好能得到回線法電橋精確測量所必需的10~50mA的測量電流。
(4)閃絡故障
電纜絕緣材料受到損傷,出現(xiàn)閃絡故障?,F(xiàn)場用兆歐表測其絕緣電阻Rf為無窮大(∞),但在直流耐壓或高壓脈沖試驗時,會出現(xiàn)閃絡性電擊穿。閃絡性故障比較難測,特別是新敷設的電纜進行預防性試驗出現(xiàn)閃絡故障時?,F(xiàn)場一般使用直流閃絡法進行探測。