电缆故障检测仪器

2022-06-26

第一篇:电缆故障检测仪器

**车间近期电缆故障分析

近一个月以来,连续发生了五起电缆故障,对运输生产产生了很大的影响,为了避免类似故障的发生,减少对运输生产的影响,车间组织了相关人员对几起故障进行了分析总结,制定了应急措施。

一、故障概况

1、**西车站外灯照明回路电缆故障

7月25日,**西配电所低压室至**西站外灯照明回路断路器跳闸,试送一次不成功,经测量发现去外灯照明的铜芯电缆(3X95+1X50)C相对铠装电阻为17欧母,判断为此电缆接地故障。8月10日经电缆测试仪检测,故障点在配电所起184米处,正好在站台上。8月15对电缆进行了处理,恢复正常。

2、12号箱变至铁通直放站61一级贯通电缆故障

9月25日,**北铁通工区通知,发现直放站61号单电源供电。电话汇报电调查看,两路供电正常。经现场查看,发现一级贯通供直放站61号空开,电缆都正常,但是直放站内无电,经确认为电缆中间开路。现场还发现此回路电度表到目前为止还是零,由此证明此回路从开通到现在就一直没有供电。

3、**北动力一回路电缆故障

9月24日,**北配电所低压室至**北站动力一断路器跳闸,试送一次失败,经测量发现动力一的铜芯电缆(3*240+1*120)B、C相相间电阻为15KΩ,判断为此电缆相间故障。9月25日经电缆测试仪检测,电缆全长258米,故障点在配电所引出160米处,候车厅进站地道口大理石面下方(4月份电化局曾对此电缆进行过一次维修,做电缆接头一个)。9月25对电缆进行了处理,恢复正常。

4、**分区所上网备用电缆烧毁故障

9朋29日12时13分,接护路人员通知,**分区所上网电缆正在着火,经现场查看发现是**一侧上行线一条备用电缆拉弧放电,已烧坏,当晚用临时点进行了处理。

5、**西通信二路电源电缆故障

9月30日,铁通电话通知**西通信机房少一路电源,经检查发现**西配电所低压室D26号柜至**西站通信二路断路器跳闸,试送不成功,柜内检查发现此回路电缆铠装接地线已烧断,经测量发现**西站通信备用回路的铜芯电缆(3X50+1X35)接地故障(三相对铠装分别为:A 0.1kΩ、B 24KΩ、C 26KΩ;相间:AB 114KΩ、BC 93KΩ AC 2。7KΩ)。10月9号经电缆测试仪检测,故障点在配电所起163米处,正好在站台上。为了确保一级负荷的供电,目前从信号楼一楼动力回路接一根电缆至通信机械室配电箱,进行临时供电。

二、原因分析

1、**西外灯照明、**北动力一故障初步分析,主要是电缆敷设完成后,防护不到位,被站台土建等一些基础施工过程中的锐器打击造成外皮及铠装破损进水,绝缘下降击穿造成;

2、12号箱变至61号直放站的电缆故障原因是施工遗留问题(这一点从电度表计数为零就能看出来),从开通到现在就没有正常供过电,只是铁通没有及时发现,验收过程中我们无法发现铁通室内的供电情况。

3、**分区所上网电缆烧坏的原因初步分析为:所有备用电缆铠装及缆芯未进行有效接地,又因与带电电缆并排敷设,正常运行过程造成电缆铠装及缆芯感应高压电,再加上烧损电缆头在制做过程中的工艺缺陷造成绝缘达不到这么高电压的要求,使此处与抱箍放电拉弧烧坏。

4、**西通信二路电缆故障因未开挖,原因不明。

三、预防措施

针对近期电缆故障情况,为了减类似故障的发生,减少对生产生活的影响,经车间集体研究制定以下预防措施

1、利用四季度电力设备集中修,对管内所有电力电缆的绝缘电阻进行一次测量,对不合格的电缆制定针对性的整治方案。

2、向段申请备用一根(3X25 1X16)抢修应急电缆,确保出现电缆故障时能及时恢复临时供电。

3、对可直接观察到地电缆进行一次巡视,清除电缆沟内杂物,改善运行环境。

4、对管内上网电缆、备用电缆的接地情况进行检查,对接地不良的或未接地的备用(经查绝大部分上网点的备用电缆都没进行有效接地)电缆进行整改,确保接地良好。

**供电车间 2009年10月10日

第二篇:路灯电缆故障测试仪简述

路灯电缆故障测试仪简述

路灯电缆故障测试仪由电缆故障测试仪主机、电缆故障定位仪、电缆路径仪三个主要部分组成。电缆故障测试仪主机用于测量电缆故障故障性质,被测电缆全长及电缆故障点距测试端的大致位置。电缆故障定点仪是在电缆故障测试仪主机确定电缆故障点的大致位置的基础上来确定电缆故障点的精确位置。而对于未知走向的埋地电缆,则需使用电缆路径仪来确定地下电缆的走向。若已知地下电缆的具体走向,可不使用电缆路径仪。HC电缆故障测试仪主机可与笔记本电脑直接相连,便于管理与操作。HC整套电缆故障测试仪器配合使用可以快速准确地找到各种电缆的故障点,适用于广大厂矿企业、冶金、石化系统、电厂、机场、铁路和供电等部门。HC电缆故障综合测试仪广泛应用于35KV以下各种不同截面的铝芯、铜芯电力电缆、高频同轴电缆及市话电缆的低阻、短路、开路及各种高阻故障的探测,是保障安全供电的必备设备和电缆生产、维护工作者的得力助手。

一、电缆故障测试仪(主机)

可测的电缆故障类型:

各种截面的铝芯或铜芯电力电缆、同轴电缆、及其他类型电缆的:闪络性电缆故障或电阻值极高的故障;封闭性电缆故障或一般高阻的故障;电缆的低阻故障、短路或开路故障;电缆长度和电波在电缆中的传播速度。

规格及参数

可测电缆的电压等级: 35KV 以下; 最大测试距离: 15Km; 工作极限误差: ±3%;

使用环境温度: -10~40℃; 使用环境湿度: 45~75 %; 工 作 电 源: 可充电电池 功 耗: 30W;

外 形 尺 寸: 230*140*270(mm3); 重 量: 2 kg;

二、电缆故障定位仪

电缆故障定位仪配备了一流的集成电路和放大器。在HC电缆故障定位仪器的声音通道上的过滤装置最大限度地去除干扰噪音,同时增强电弧产生的声 音。液晶显示屏可同时显示声音脉冲和磁脉冲以及故障点距探头测试点的距离。这样通过监听地下声音的变化及显示距离来共同判断故障点。

规格及参数可同步接受故障点放电时产生的声波和电磁波并显示探头到故障点的距离;显示距离: 最大22.6米,最小距离0.1米;电源电压: 9V;功 耗: 0.2W;使用温度:40 ℃; 外形尺寸: 300*250*90 重 量: 1.5kg.

第三篇:路灯电缆故障的分析及解决办法

冯士良

嘉兴市恒欣路灯有限公司 (314000)

摘要: 城市路灯随着新建道路的建成而不断增加,基本做到了路通灯亮。随着旧城改造力度的加强,老旧道路上的路灯逐步由杆上灯改造为钢杆灯。因此,路灯电缆化已成为路灯建设的主流,但是电缆故障现象也随之频繁发生,本文主要介绍路灯电缆故障的七种类型及避免故障的解决办法,确保路灯电缆安全、稳定运行。

关键词:路灯电缆 故障分析 解决办法

随着经济的快速发展,城市范围也在不断的扩大,附属于城市道路的路灯数量逐年快速增长,路灯线缆长度(包括架空线和电缆)随之增加。同时,为了提高城市的品味,各级政府也加大了对老旧道路及小区的改造力度,使原先随电力杆架设的杆上灯逐年改造为落地钢杆灯,拆除架空线改成地埋电缆。因此,有路灯地面下必有电缆,路灯电缆已遍及城市的每一条道路、街巷和小区。现以嘉兴市为例:2000年全市路灯线路750公里,其中电缆300公里,架空线450公里,电缆占线缆总长40%,2011年全市路灯线路1599公里,其中电缆1209公里,架空线390公里,电缆占线缆总长76%。从中可以看出,路灯电缆已成主流,电缆的安全稳定运行已关系到路灯的正常亮灯。

随着路灯电缆长度的不断增长,电缆故障现象也频繁发生,由于电缆敷设于地下,较隐闭,一旦发生电缆故障,处理较麻烦,故障点较难找,就算找到有时候也得开挖路面,而开挖路面又须要经市政部门审批同意才能施工,因此不仅修复时间较长,而且修复费用较大,而电缆故障引起的大面积暗灯又对道路交通产生安全隐患,甚至引起老百姓对路灯养护单位的投拆。

就我市而言,2010年全年处理电缆故障150起,平均每2天产生1起故障,给正常的生产带来了许多隐患。通过近几年来对电缆故障的分析与总结,

-1- 主要有以下7种故障类型(包括短路和接地):

1、道路改造、开设道口等施工人为破坏引起的故障;

2、施工质量(包括新建施工和修复施工)引起的故障;

3、灯杆底座接线板损坏引起的故障;

4、控制箱内小动物进入引起的故障;

5、偷盗引起的故障;

6、雷击引起的故障;

7、电缆本身质量差引起的故障。

针对以上7种故障现象,在日常养护中如何来避免及消除,笔者结合多年来对路灯管理的认识,谈谈解决的办法:

第1种故障:目前,老旧道路人行道改造,十字路口绿化带的改造,新建小区出入口开道口等现象较普遍。一般情况下,如果在改造时涉及到路灯杆需要迁移,相关建设单位都会主动向路灯管养单位提出申请,在此情况下一般都能得到较好的解决,路灯电缆管道都能够有效的保护或者改造。但是,如果不涉及路灯杆迁移或者拆除,在此情况下一般建设单位不会主动向路灯管养单位提出保护电缆管道的申请。施工单位在开挖时,开挖机挖到电缆管道引起管道破坏伤及电缆,甚至把电缆挖断也视而不见,等待路灯巡视人员发现时已施工完成。如果此时进行修复就相当困难,管道不通,电缆无法调换,路灯又成片不亮。如需修复,又不得不再次开挖或者采用顶管施工,造成修复成本大增。因此,为了避免此类改造引起的电缆故障需做到以下几个方面:

1、此类道路改造施工,一般均得到当地建设部门审批同意。因此,建设部门在审批及现场查勘时,务必要摸清地面下的相关管线,如果涉及到相关管线单位,须通知到位,管线单位可在第一时间制定改造方案,管线施工与道路改造同时进行。

2、对于野蛮施工造成相关管线损坏,管线单位有义务向主管部门反应,主管部门可按照相关国家及地方条例进行处罚,以约束施工单位的文明行为。中华人民共和国住房和城乡建设部2010年第4号

-2- 令《城市照明管理规定>第32条明确规定:对破坏城市照明设施的,由城市照明主管部门责令限期改正,对个人出以200元以上1000元以下的发款;对单位出以1000以上3万元以下的罚款;造成损失的,依法赔偿损失。

3、路灯养护单位要加强巡视力度,一旦发现路面改造或者道口改造的苗头时,要及时向建设单位告知,双方协商进行管线保护的具体方案。

第2种故障:施工质量的好坏直接影响到今后路灯的安全稳定运行,通过我市多年来对路灯工程的施工质量分析,好坏差距较大。施工质量好的路灯工程,运行将近10年也无任何电缆故障发生,施工质量差的路灯工程,不到半年电缆故障不断。故障的发生原因主要有:

1、电缆在施工时用机械牵引,引起电缆损坏;

2、在线盘引出电缆时,产生打结现象,导致电缆损坏;

3、同档电缆内有接头,且接头工艺粗超,引起接地或短路现象;

4、灯杆内电缆接线端子螺丝没拧紧,导致接头发热烧坏电缆;

5、电缆头制作工艺差,引起电缆头炸裂。因此,为了提高施工质量,需做到以下几个方面:

1、路灯工程必须发包给具有照明安装资质三级以上的施工单位施工,严禁工程转包或肢解分包,优先采用实力雄厚,业绩优良,装备齐全,人员技能好,素质高的施工队伍。

2、电缆施工要严格按照低压电缆敷设规范施工,施工中严禁电缆用汽车牵引,电缆敷设时应从线盘的上端引出,不应使电缆在支架上及地面摩擦拖拉,要避免电缆打结现象的发生,看守电缆线盘要有经验的人员担任。一般情况下同一档路灯内不得有电缆接头。

3、建设单位在施工现场要派施工监理或专职质监员,对施工过程要全方位的掌控,对存在的问题要及时提出,督促整改。

4、工程结束移交路灯养护单位时,要严把验收质量关,严格按照《城市道路照明工程施工及验收规程》(CJJ89-2001)进行验收,对验收中存在的问题要落实整改,直至验收合格方可配表、送电、

-3- 亮灯。

5、对养护单位在日常维护中发现的电缆故障,在进行修复时,要加强责任心,提高抢修质量,要避免重复抢修。尤其是对于灯杆被撞后,由于没有备用灯杆可调换,须到厂家加工,因此补装路灯有一时间过程。对于被撞灯杆拆除后留在灯基内的电缆头,要做好临时的安全措施,接头搭接一定要牢固,防止发热引起烧毁。

第3种故障:灯杆内接线板主要起到固定进出电缆,引上腊克线点灯,安装保险丝的作用,同时安装接线板,也方便了电缆施工与维修路灯。目前接线板一般采用塑料材料,压铸成型。塑料材质好坏直接影响接线板的使用寿命。通过多年来的使用分析,原先采用ABS材质压模成型的接线板,使用寿命不长,容易老化。一旦接线板老化碎裂后,电缆头就失去了固定,极易引起短路,接地,灯杆带电故障,不仅对电缆造成损坏,而且容易引起触电事故,危害极大。因此,目前采用聚四氟乙烯(PTFE),俗称塑料王,此类材质具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、抗高温、抗老化、绝缘性能好,使用寿命长,无毒害等优点。目前,嘉兴市的新建路灯在施工时全部采用此接线板,对于原有老化的ABS接线板逐步进行改造,全部换成PTFE接线板。据统计,原先由于ABS接线板老化引起的电缆故障经常性发生,我市昌盛路路灯于2001年投产亮灯,当时采用的全部是ABS接线板,使用至2007年,该接线板由于老化破碎非常严重,经常发生电缆烧毁,引起大面积暗灯,居民投拆较多。因此,在2008年3月,全部替换成PTFE接线板,至今为止无一起由于接线板引起的电缆故障。我市已完成了昌盛路,中环南路,东方路,城东路等25条道路的接线板更换工作,累计调换接线板3200块,确保了路灯电缆的稳定、安全运行。

第4种故障:小动物引起的电缆故障季节性较强,主要集中在春夏动物

-4- 活动频繁的季节,对路灯电缆危害较大的动物主要有蛇、鼠等容易进入控制箱和灯杆的动物。通过多年来的分析,小动物引起灯杆内电缆故障的情况较少,主要是对控制箱内电缆的危害较多。控制箱由于空间较大,箱内电器设备较多,进出线电缆比较密集,小动物沿着电缆沟极易进入箱内,造成电缆头短路故障。在每年的春夏季,总有一两起由于小动物进入路灯箱内引起电缆故障,大面积暗灯的发生。因此,要预防此类故障的发生,需做好以下两方面:

1、做好季节性的特殊巡视,在春夏两季要重点对设臵于农村,开发区等路边的控制箱开箱检查,及时封堵电缆沟、洞,孔等,必要时可在沟内投臵鼠药。

2、对于控制箱要从设计的源头采取防止小动物进入的措施;在电缆安装完成后,要安装控制箱底板,并对底板的相关洞眼及时封堵。

第5种故障:近年来照明设施偷盗现象比较严重,尤其是城乡结合部、工业园区等偏远地方的路灯电缆经常性被盗,不仅造成了巨大的经济损失,而且带来了很大的安全隐患,扰乱了社会秩序。以嘉兴为例:从2001年至2006年,累计被盗路灯电缆350公里,被盗路灯变压器13台,被盗控制箱及箱门56处,被盗灯杆电气门及接线板更是不计其数。从中分析,偷盗多数属于带电被剪断,小偷往往剪线时产生短路或接地现象,电缆有可能没被立即盗取,但剪线不当引起强大的短路电流或者电缆长时间的接地运行,有时控制箱不一定跳闸,在此情况下电缆较容易发热引起绝缘性能下降而造成损坏。另外,偷盗路灯专用变压器也易造成进出线电缆的损坏。有时小偷难以抽出管道内的电缆,从中剪去露出管外的一小段电缆,造成修复困难,不得不调换整段电缆。因此,为了防止路灯电缆被盗,减少经济损失,可做好以下几方面:

1、从设计上考虑防止电缆被盗的技术措施:采用防盗井盖,防盗电气门、电缆施工完成后对灯杆边的电缆井进行灌浆封堵、一档电缆内

-5- 分几处进行绑扎固定、安装电缆报警器等;

2、从收购废旧物资的源头上把关,公安部门、工商部门要对收购废旧材料的企业、个体户严格把关,杜绝无证经营。废旧物资回收者对明知偷来的赃物要严禁收购,同时具有举报的义务,如果为了贪图盈利而收购赃物,一经发现相关行政机构要加大处罚力度。

3、公安部门要加大对偷盗分子的处罚力度,照明设施被盗产生的后果不仅仅是经济损失,而且危害社会的安全,要从重从严处罚,应以破坏社会公共设施罪来定刑。

4、加大媒体的宣传力度,产生一种舆论氛围,使普通老百姓认识到公共设施的重要性,对偷盗的行为一经发现立即报案,同时对于报案者给予一定的经济奖励。

5、公安部门要加强对重点区域的夜巡力度,使小偷无机可趁。路灯养护单位也要加强对易被盗电缆的道路的巡修力度,对发现的缺陷及时整改,确保照明设施的完好率。

第6种故障:江南一带雷雨天较多,尤其是春夏两季,经常性发生由于雷击引起电力线路跳闸事故。雷击伤害最大的是架空电力线路,对于电力电缆的故障较少。但是,电缆一旦遭受雷击,引起的危害确较大,雷电不仅对电缆造成致命的伤害,而且引起其它电气设备的故障。路灯电缆遭受雷击主要有:

1、路灯变压器受雷击间接伤害到变压器至路灯控制箱之间的进线电缆及箱内电器设备;

2、高杆灯遭受雷击伤害到杆座内电缆及电器设备。因此,主要的措施是安装防雷保护装臵,对于第1种情况可在变压器高、低压侧分别安装避雷器,或者在低压进线侧安装浪涌保护器;对于第2种情况应在高杆路灯顶部配臵避雷针,同时高杆灯接地装臵必须可靠,接地电阻符合设计要求。

第7种故障:现在许多电缆厂商为了追求利润的最大化,生产的电缆质量较差,主要存在铜芯纯度低,导体电阻不合格,橡套绝缘性能差,抗张强

-6- 度及断裂伸长率达不到标准等现象。一旦使用了此类电缆,极易出现绝缘体断裂,使带电导体裸露的现象,运行时间一长就容易引起短路、断路,损坏路灯元器件等后果,甚至引起电气火灾和人身伤害事故。绝缘性能的降低导致感应电的产生,有些路灯控制箱零线带有较高的电压,对路灯的启闭产生影响,缩短灯泡的使用寿命。因此,物资部门在采购电缆时,一定要严格把关,接收货物时要认真验收,仔细检查标签,检查“产品合格证”和“检验报告单”,外观、线芯、绝缘层都要一一检验,必要时采用相关仪器进行检测。如果电缆进行招标采购的,务必要选用信誉高,技术先进,售后服务好的知名企业,对于中标的单价低于市场价的电缆要格外小心。

路灯关系到夜间车辆与行人的安全通行,确保路灯设施的安全、稳定运行非常重要。笔者从以上七个方面来阐述路灯电缆常见的故障现象及解决办法,希望对路灯养护单位有所帮助。

参考文献

[1] GB50217-94《电力工程电缆设计规范》

[2] CJJ89-2001《城市道路照明工程施工及验收规程》 [3] CJJ45-2006《城市道路照明设计标准》 [4] 建设部2010年第4号令《城市照明管理规定》

-7-

第四篇:电缆检测仪器让劣质电缆浮出水面

电缆检测仪器让劣质电缆浮出水面

近日,第四批中央环境保护督查全面启动。电缆行业的系统监测,成为此次环保督查行动的重点之一,仍侧重落实在质量保证和安全运行上。在“奥凯电缆”事件过后,国家相关部门更是加大了对电缆行业的监测。针对电缆行业长期存在的假冒伪劣问题,武汉汇卓电力自动化有限责任公司(简称“汇卓电力”)研发专业电子测试仪器检测电缆质量,实现高精度、准确测量,为电线电缆行业的发展保驾护航。

标准检测提升电缆整体质量 电缆故障测试仪:

“电力电缆指在电力系统主干线中用以传输和分配大功率电能,控制电缆指从电力系统的配电点把电能直接传输到各种用电设备的电源连接线路。”汇卓电力公司技术专家、业务拓展经理尹岗向中国电力报记者介绍说,汇卓电力公司的电缆测试仪主要应用在控制电缆、数据电缆、总线电缆、通讯电缆方面,基本上可以实现电缆行业的全覆盖。控制电缆用于传送控制信号,这些数据主要通过电缆和光缆传输,由于目前对电缆光缆速度要求越来越高,这些信号的频率也会比较高。对电缆质量的检测也有了更高的技术要求。

目前,越来越多的电缆生产厂家开始注重质量问题,重视质量的前提是按照标准检测。尹岗表示,如果供货商可以按标准的电缆测试仪测试,质量就可以得到保障。在电缆应用前后,都能使用电缆检测仪对产品进行质量检测,保证电缆符合国家标准。电缆检测仪的使用可以提高电缆的可靠性,极大地减少安全隐患。尹岗介绍说,控制电缆如果不做检测,可能导致信号无法及时传送,危险信号无法得知等情况,会造成很大的安全问题。特别是在电力系统上,电缆质量不合格会导致跳闸、过负荷、浪涌等,易造成信号传递不畅,延误或者误报,引发诸多问题。

电缆检测仪起到对电缆质量的检测和保障作用。电缆检测仪的应用避免了电缆质量差导致的信号传输不合格、数据丢失误报等问题。尹岗介绍说,汇卓电力公司是目前市面上最优

秀的电缆检测公司之一。汇卓电力公司电缆检测仪器检测能力强、准确度高、可靠性高、使用寿命长,已占据国内约90%的市场份额,市场规模在80%以上。随着数据传输速度的提高,电缆检测的发展也会与时俱进。对电缆检测的参数要求、水平都会随电缆发展而革新。电缆质量对整个电力输配系统的影响很大,特别体现在供电可靠性上,这些也需要通过控制电缆信号的稳定传输来实现。

电缆检测促变电站智能化发展

随着我国线缆行业发展,汇卓电力公司也在推出满足更高要求的产品。尹岗介绍说,由于线缆行业的发展,电缆光缆问题有的时候不仅仅是物理层面,也可能是出现在其他层面。未来电缆光缆传输将向无线网络层上扩张,在兼顾物理层电缆光缆产品检测的同时,汇卓电力公司会进一步研发无线数据传输层面的新技术。

在电缆检测仪的研发上,汇卓电力公司积累了很多实践的经验,仪器更加符合电缆检测现场的环境要求,可应对现场各种突发情况实现电缆和光缆同步检测。而市场上有些厂家的电缆检测仪器部分不按标准检测、水平等级较低、后期数据处理弱,这些问题都不利于电缆检测的规范与统一。尹岗介绍说,汇卓电力公司电缆检测仪器通过对实践经验的总结积累,目前也在做高速铜缆的检测。随着高速铜缆升级,电缆也在不断提速,汇卓电力公司电缆检测仪能更好地定位、排除电缆故障,提供电缆检测结果。

伴随全球范围内智能电网的推进,作为智能电网重要物理基础的智能变电站建设也越来越重要,目前光缆就已经广泛应用在智能变电站。智能变电站主要包括智能高压设备和变电站统一信息平台两部分,而智能变压器与控制系统依靠通信光纤相连,可及时掌握变压器状态参数和运行数据。尤其是对高速稳定电缆的需求进一步加大,电缆检测仪器也在不断促进变电站智能化发展。

目前,电力系统在通讯和数据传输、监控上采用的光纤电缆其实一直落后于民用。尹岗表示,完全实现智能电网还需要很长一段路要走。“智能变电站对电缆数据检测,数据传输有很高的需求,一是要有很好的网络,二是需要智能化的平台。”尹岗介绍说,智能电网需要大规模的数据监控、调度,这些都促使了电缆检测的发展。智能变电站应该及时提高电缆质量意识、提高对安全性可靠性的电缆检测力度。

第五篇:直埋电力电缆绝缘电阻降低故障的原因

直埋电力电缆绝缘电阻降低导致电缆线路故障的现象经常发生,也是电缆用户与电缆制造厂发生质量事故纠纷最多的项目。需要从电缆材料、电缆制造和电缆施工的角度,对电缆绝缘电阻下降的原因进行全面的解释,包括电缆材料、电缆制造、使用环境、自然条以及敷设施工等方面。主要有以下几点:

一、电缆绝缘受潮

1、电缆原材料受潮

电缆绝缘和护层所用的原材料,主要是塑料类和橡胶类材料,并由此改性衍生出许多种具有特殊功能的材料。材料制造厂在制造材料时,经过配合剂混合、混炼、造粒、冷却和烘干等过程,以及在材料运输、储存期间,往往会发生程度不等的受潮,使材料含有程度不等的潮气。因此,电缆制造厂在把材料挤包在电缆导体上之前,都要把材料进行烘干处理,挤出机组上都配有材料烘干装置,使挤出的绝缘层和护层内不会发生气泡和砂眼、表面不会起泡等缺陷。这是电缆制造厂的硬性工艺规定,否则电缆成品通不过出厂耐电压试验。

2、电缆制造过程受潮

在绝缘挤包过程中,绝缘层被刮伤,造成绝缘层破洞或脱胶,绝缘线芯在冷却水槽中进水,导致绝缘电阻下降。或者在挤包护层时,发生护层被损伤而进水,使绝缘层受潮,绝缘电阻下降。当制造多芯电缆时,即使绝缘层挤包完好无损,但在绝缘线芯绞合成缆时,以及在挤包护层时也可能发生损坏而进水受潮,于是成品电缆通不过出厂耐电压试验。

3、电缆施工过程受潮

在直埋电缆施工过程中,如果电缆沟开挖、电缆埋设作业、电缆中间接头和终端接头制作不规范等,都很有可能损伤电缆护层和绝缘层。如果土壤潮湿或者电缆沟积水,一定会发生电缆进水。绝缘受潮后,使电缆绝缘表面电阻降低而表面泄漏电流增加,绝缘电阻下降,还会引起导体与绝缘层之间的电场畸变。绝缘内电场分布不均匀,会引发绝缘内部游离放电,甚至引起电缆击穿。售后服务实践证明,有95%以上的直埋电缆绝缘电阻下降事故是由施工不当引起的。

二、电缆使用环境

1、环境温度

根据介质物理学理论和工程实践,绝缘材料的电阻随温度升高而呈指数式下降,而电导则随温度降低而按指数式增大。温度升高导致绝缘电阻下降。这是由于绝缘温度升高时,材料内的分子热运动增强,使导电离子的产生和迁移数量都随之增大。电缆通电运行后,在电压的作用下,由导电离子运动所形成的传导电流增大,绝缘层温度升高,势必造成绝缘电阻下降。

实验证明,电缆绝缘材料在70℃时的绝缘电阻值只有20℃时的10%。也就是说,电缆在导体工作温度70℃时的绝缘电阻,只有在导体工作温度20℃时绝缘电阻测量值的10%。如果

供电线路发生过负荷,电缆导体温度超过70℃,绝缘电阻下降会更严重。

电缆的敷设环境温度对绝缘电阻也有很大影响。在不同气候带地区(热带、亚热带、温带和寒带)测量的直埋电力电缆的绝缘电阻是不同的。在中国,虽然电缆产品标准中都规定了导体允许的长期工作温度,以确保电缆的绝缘水平,但在南方亚热带和热带地区,直埋敷设电力电缆的绝缘电阻下降数值,比在北方温带和寒带地区下降数值大得多。这就是地区气候条件不同对电工产品性能要求的重要差异。

2、环境湿度

众所周知,电缆在制造和敷设运行过程中进水受潮,是危及电缆电气性能和使用寿命的主要因素。不论电缆制造厂还是用户,都对此非常重视。

实践经验证明,造成电缆进水受潮的主要原因如下。

1)材料纯度

如果电缆绝缘料中混入杂质,特别是金属杂质,甚至所使用的不同颜色的颜料,都会直接影响绝缘的电气性能,使绝缘电阻下降。其原因,一是绝缘层内非金属杂质在电缆受潮时,会吸收水分,形成众多的导电点;二是绝缘层内的金属杂质直接就是导电点。在导体运行温度和外部环境温度联合作用下,这些导电点在绝缘层内形成导电通道,导致绝缘电阻减小和泄露电流增大,进而导致绝缘被击穿。

2)材料受潮

如果电缆绝缘材料已受潮,在挤包在导体上之前又没有烘干,将会出现绝缘层内有大量气孔、挤出表面不光滑以及机械强度降低、甚至开裂等质量缺陷。因此,电缆厂家在挤出电缆绝缘层时,都要进行材料烘干。挤出低烟无卤料时,更要注意烘干。这些已是电缆厂家的基本工艺常识。

3、线路过负荷

实验证明,在供电线路不发生过负荷,电绝缘介质处于工作电场强度比较低的情况下,介质材料内的导电离子迁移率与电场强度大小成正比,即介质内的导电离子迁移率随电场强度的增强而增大。当电场强度比较高时,介质内的导电离子迁移率随电场强度的增强而增大的趋势,逐渐由线性关系变为指数关系。介质内的导电离子迁移率增大到一定程度时,绝缘电阻突然大幅度降低,进而发�"离子雪崩",使绝缘层发生瞬间击穿。当电缆长期超负荷运行时,通常会发生这种故障。电缆制造厂在产品出厂前,都要按产品标准进行成品耐电压试验。电缆用户应根据线路额定电压,正确选择电缆型号,尽量避免电缆线路长期超负荷运行。

三、自然条件

1、白蚁损伤

白蚁是地下电力电缆的大敌,特别是东南亚和我国南方湿热地区,经常发生白蚁侵蚀电缆塑料护层的事故。白蚁遇到电缆时,除了啃咬之外,还会分泌出蚁酸,严重腐蚀电缆绝缘和护层,导致电缆绝缘性能下降甚至短路。因此,在电缆使用部门制定的敷设规程中,都有关于电缆线路防蚁措施的明文规定。

电缆的防蚁性能试验方法有三种,即国家标准GB2951.38和机械行业标准JB/T10696.9-2011规定的击倒法、群体发和蚁巢法防蚁试验。以往多年来,采用最多的是群体法。但经过多年来电缆蚁害防治经验教训,击倒法和群体法试验,并不能真实地反映电缆在不同环境中的防蚁性能。于是,广东电网公司从2009年起的电力电缆招标中,规定防蚁电缆必须通过蚁巢法试验,电缆试样的被蛀蚀状况必须要达到I级水平。

2、鼠类损伤

鼠类对地下电缆的损害主要是啃咬造成的机械损伤,当电缆护层材料的硬度低于老鼠门齿的硬度时,电缆就很有可能被老鼠啃咬。世界上还没有统一的电缆防鼠试验标准,但各国都有自己制定的试验方法。我国JB/T10696.10-2011规定了大鼠啃咬试验方法。另外,由山东华能线缆有限公司牵头制定的国家标准《防鼠和防蚁电线电缆通则》,已于2016年3月19日召开了编制工作启动会,不久我国即可拥有正式的防鼠防蚁电缆产品标准。

3、霉菌损伤

早在上个世纪50年代末,有些国家就已经规定湿热带地区使用的电器产品应具有防霉性能。我国针对出口到这些地区的电线电缆,制定了相关的湿热带用电线电缆防霉性标准。在我国南方部分地区,由于各年份中气候的湿热程度、延续时间不同、地域以及电线电缆使用环境的差异,直埋电缆霉害程度也不等。

根据有关微生物霉菌繁殖研究报告,霉菌生长的主要条件是温度和湿度。适合霉菌生长的一般温度是15℃~35℃,而最适宜的温度是25℃~30℃,当温度低于0℃或高于40℃时,霉菌实际上停止生长。适合霉菌生长的相对湿度为80%~90%,而当相对湿度超过95%时,是霉菌生长最为旺盛的条件。因此环境温度为30℃±2℃和相对湿度大于95%时,最适合于霉菌大量繁殖。海南岛的湿热气候正好适合于霉菌大量繁殖生长。

如果电缆表面大量生长霉菌,对电缆的性能有较大影响,会引起:电缆表面变色、起麻点、腐烂;绝缘电阻、体积电阻率、介电强度下降,引起漏电,甚至绝缘击穿;绝缘和护套材料分子发生化学降解,材料机械性能明显降低,丧失其保护作用;潮气水分进入电缆内部,引起严重的电气性能故障等。

4、雷电影响

在雷暴发生时,如果线路上使用的避雷器等品质不良或接地保护不妥,落雷会击中避雷器,使线路负荷突然增大产生过电压,导致电缆中产生过电压冲击浪涌,造成电缆绝缘击穿。在我国南方包括海南岛雷雨频繁的地区,电缆线路遭受雷击事故屡见不鲜。

四、化学腐蚀

1、敷设环境化学腐蚀

如果电缆沟内的积水或直埋土壤中含有腐蚀性成分,例如硫酸或硝酸等,电缆表面长期与这些腐蚀性物质接触,会发生严重的化学腐蚀。如果电缆护层被损坏,水分进入电缆后会左右纵向扩散。在某些地区的地下水质和土壤严重受化学污染的情况下,如果电缆路径选择不当,电缆沟构筑不良,回填物腐蚀性太大,都会使电缆绝缘和护套有机材料的分子发生化学降解而导致电缆被腐蚀现象,使电缆绝缘电阻下降,甚至丧失绝缘电阻。

2、酸雨化学腐蚀

对电缆危害严重的化学腐蚀因素,除了敷设环境的水质和土壤状况以外,还有现代酸雨的严重影响。

所谓酸雨,是由于大量燃烧化石燃料(煤炭、石油、天然气)或生物物质燃料,将酸性化合物(如二氧化硫,、二氧化碳和二氧化氮,主要是二氧化硫)排放至空气中,造成降雨中含硫酸、硝酸等酸性物质的现象。酸雨的主要成分是二氧化硫。一般认为,如果雨水的PH值小于5.6,可被认为是酸雨。形成酸雨的主要原因是工厂二氧化硫排放过量造成的。现在,世界上正在实施的"节能减碳"和"节能减排",其目的主要是减少硫化物和碳化物的排放量,以保护清洁的大气环境。

我国已有20多个省市发生酸雨灾害,主要分布在长江以南地区。酸雨不但对农作物、森林、草原、鱼类等造成非常严重的灭绝性危害,而且对金属物品的腐蚀也相当严重,对电线电缆、铁路轨道、船舶车辆、输电线路、桥梁、房屋、机电设备等均会造成严重损害。

四川大学学报曾发表一份研究报告《酸雨作用下酸性土壤酸化过程中铜的腐蚀行为》。实验证明,酸雨会增大铜的腐蚀速率。铜的受腐蚀表面主要是氧化亚铜(Cu2O)和氧化铜(CuO)。

酸雨对直埋电缆的危害途径是:空气中的二氧化硫与雨水反应生成亚硫酸,亚硫酸被氧化成硫酸:

SO2+H2O=H2SO3

2H2SO3+O2=2H2SO4

含有硫酸的雨水,在高气温环境中,从电缆护层破损点或电缆接头处进入电缆,对绝缘层、护层和铜导体都会发生腐蚀作用。硫酸腐蚀电缆护层和绝缘层,使其分子结构发生降解而损坏,使绝缘电阻严重下降,甚至失去绝缘和保护作用。硫酸与铜反应生成蓝色的硫酸铜(CUSO4)结晶体,遇水成为蓝色硫酸铜溶液。。

CU+2H2SO4=CUSO4+SO2↑+2H2O

前几年,土壤腐蚀性大、酸雨重灾区的重庆市某供电部门,就在电缆端部发现了蓝色液体和绝缘层损坏的现象。如果电缆外皮损坏严重,特别是在高温、高湿、强日光的季节,如果发生酸雨,或者土壤中的硫酸含量较大,电缆进水很多,这种蓝色硫酸铜溶液会迅速沿着电缆长度上扩散,直到从电缆破损处和电缆端部溢出。硫酸铜溶液可以导电,渗入绝缘层内后,更曾强了绝缘层的导电性,进而使绝缘层的电阻急剧下降,失去绝缘作用,发生电缆短路事故。

五、机械损伤

多年来的电缆产品售后服务经验证明,在用户投诉的电缆机械事故案例中,有95%以上是由电缆安装敷设不当或线路维护不善引起的。某供电部门曾经总结出以下几个方面。

1)安装损伤:安装时违反操作规程;施工人员技术不熟练;制作电缆中间接头和终端接头时不遵守施工工艺;电缆沟不符合要求;任意野蛮牵拉;电缆弯曲半径太小等等。这些都会导致发生电缆机械损伤。

2)外力损伤:在电缆敷设路径上或附近,有其他工程施工作业,而造成电缆损伤,此现象屡见不鲜。

3)车辆损伤:若电缆埋设深度不够,敷设后电缆沟覆盖保护不良,在车辆频繁行驶振动情况下,电缆频繁遭受很大压力和振动,导致电缆结构变形和损伤。

4)自然损伤:由气候过于湿热、气温过高、湿度过大、台风、地震等自然现象引起的电缆损伤,即所谓的不可抗拒力损伤。

发生机械损伤对电缆的使用寿命影响很大,尤其是在热带亚热带地区。在这些地区"高温、高湿、强光"的季节里,直埋电缆在非常苛刻的环境中工作,每时每刻都处于湿热环境中,就像在经受"湿热老化试验"。如果直埋电缆护层破损,水分潮气进入电缆,会引起绝缘电阻急剧下降。即使损伤不很严重,敷设后通电检验正常,但时间久了,也会有水分潮气进入电缆,使绝缘电阻下降。这一过程,根据敷设环境、自然条件和破坏程度不同,一般为2~12个月,就很可能发生运行故障。

以上,从电缆绝缘受潮、电缆使用环境、自然条件、化学腐蚀和机械损伤五个方面,分析介绍了直埋电力电缆绝缘电阻下降、导致发生线路运行故障的原因,并提出了一些相应的纠正措施。只有电缆材料制造厂、电缆制造厂和电缆施工既用户单位密切配合,各司其责,才能不断提高电缆质量,保证供电线路安全。

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