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國(guó)家電網(wǎng)電纜常見(jiàn)故障及原因分析
發(fā)布時(shí)間：
2023-05-09
近幾年，國(guó)家對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行安全越來(lái)越重視，電力工程中電力電纜是其重要的組成部分，用于輸配電，具有施工方便、絕緣性能好、供電可靠、操作維護(hù)簡(jiǎn)單以及提供電容提高功率等優(yōu)點(diǎn)，但在使用中也存在電纜接頭過(guò)熱
近幾年，國(guó)家對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行安全越來(lái)越重視，電力工程中電力電纜是其重要的組成部分，用于輸配電，具有施工方便、絕緣性能好、供電可靠、操作維護(hù)簡(jiǎn)單以及提供電容提高功率等優(yōu)點(diǎn)，但在使用中也存在電纜接頭過(guò)熱，保護(hù)層機(jī)械損傷，絕緣老化變質(zhì)，引起過(guò)電壓和諧波故障電纜故障，終端頭和中間接頭設(shè)計(jì)、電纜工藝和材料選擇等問(wèn)題，一旦發(fā)生電纜事故，不僅會(huì)給國(guó)家造成一定的財(cái)產(chǎn)損失，而且會(huì)危及人民的生命安全?；诖?，需要從電網(wǎng)常見(jiàn)故障入手，分析故障產(chǎn)生的原因及相應(yīng)的對(duì)策。
一、電力電纜故障分析
（1）電力電纜過(guò)負(fù)荷擊穿。電纜在長(zhǎng)期使用中經(jīng)常處于持續(xù)不斷的運(yùn)行狀態(tài)，這樣的超負(fù)荷運(yùn)行會(huì)造成電纜絕緣老化和半導(dǎo)體膨脹裂縫等缺陷，在沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)的情況下，缺陷逐漸擴(kuò)大，當(dāng)電力負(fù)荷較大時(shí)，容易使得電纜線芯的溫度上升，長(zhǎng)期高溫作用下，絕緣老化日益加劇，使用壽命縮短，逐步發(fā)展成電纜故障。
（2）電纜頭或中間接頭材料問(wèn)題。電纜接頭使用材料的質(zhì)量也對(duì)電纜故障有一定影響。很多企業(yè)為了追求利潤(rùn)，選用一些間隔較低的熱收縮材料來(lái)進(jìn)行施工。在操作過(guò)程中電纜本身會(huì)發(fā)熱，由于電纜絕緣材料和電纜頭材質(zhì)不同，也會(huì)產(chǎn)生不同程度的熱脹冷縮，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在電纜和電纜頭材料之間會(huì)產(chǎn)生裂縫，造成電流外漏，電纜接頭處通過(guò)漏電釋放于半導(dǎo)體，造成電纜絕緣被擊穿，引發(fā)電纜故障。
（3）電力電纜因諧振過(guò)電壓擊穿。當(dāng)一些回路多次作用于相同幅度的電壓，每次都會(huì)造成一定程度的絕緣損壞，在正常操作期間導(dǎo)致絕緣降低，造成絕緣體薄弱，在諧波過(guò)電壓超過(guò)電纜損傷部分的極限值，會(huì)造成電纜擊穿。
（4）電纜終端制作工藝。電纜終端電暈放電主要是因?yàn)殡娎|三芯分叉處距離較小，芯與芯之間的空隙形成一個(gè)電容，可導(dǎo)致相間或?qū)Φ胤烹?，長(zhǎng)期放電會(huì)使電纜終端損壞。
二、電力電纜故障產(chǎn)生的原因分析
（1）機(jī)械損傷。電纜出現(xiàn)故障的很大部分是由于最初安裝時(shí)人為造成的機(jī)械損壞，或者是由于安裝后附近電纜維修時(shí)造成的損壞。并且，如果損害嚴(yán)重時(shí)人們會(huì)及時(shí)維修，但是細(xì)微的損害卻不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)或者及時(shí)處理，這樣長(zhǎng)時(shí)間后損傷部位就會(huì)逐漸擴(kuò)大，絕緣體逐漸失去保護(hù)作用，造成損傷部位徹底崩潰形成故障。
（2）絕緣老化變質(zhì)。電纜絕緣由于其本身特性在電力運(yùn)行長(zhǎng)時(shí)間發(fā)熱后會(huì)受到影響，自身絕緣能力會(huì)降低。調(diào)查顯示，電纜故障中因絕緣體發(fā)生變化的故障為 19％。在電場(chǎng)作用下，電纜絕緣介質(zhì)發(fā)生游離，使得絕緣能力降低；介質(zhì)處于電離狀態(tài)時(shí)，氣隙中會(huì)產(chǎn)生臭氧，絕緣介質(zhì)受到腐蝕。溫度過(guò)高，絕緣會(huì)老化變質(zhì)，電纜內(nèi)氣隙發(fā)生游離會(huì)導(dǎo)致局部過(guò)熱，進(jìn)而使得絕緣發(fā)生炭化。電纜過(guò)載情況下，電纜運(yùn)行超出了最大負(fù)荷力。在電纜密集的區(qū)域，電纜通道、電纜溝如果通風(fēng)情況不好，電纜及其附近的熱力管會(huì)因?yàn)闇囟冗^(guò)高造成自身的損傷。
（3）電纜外皮的腐蝕。電纜外皮腐蝕有化學(xué)腐蝕、電腐蝕兩種。通常情況下，電腐蝕主要發(fā)生在電纜周?chē)哂休^強(qiáng)電力的情況下，大部分處于電纜周?chē)牡叵码妶?chǎng)，受其影響電纜會(huì)發(fā)生電腐蝕。在設(shè)有電纜的地方，若存在煤氣站、酸堿作業(yè)，會(huì)造成電纜發(fā)生化學(xué)腐蝕，進(jìn)而產(chǎn)生電纜故障。
（4）過(guò)電壓。過(guò)電壓具有電纜內(nèi)部、大氣過(guò)電壓兩種。相關(guān)研究表明，外界環(huán)境中電纜故障的發(fā)生主要是由大氣過(guò)電壓導(dǎo)致的。另外，電纜自身存在的問(wèn)題也會(huì)造成電纜處于過(guò)電壓時(shí)發(fā)生故障。
（5）電纜絕緣物的流失。電纜施工時(shí)地下會(huì)因不同的地形導(dǎo)致電纜存在高低落差。在絕緣油向下流動(dòng)的情況下，電纜的絕緣性會(huì)降低，進(jìn)而造成電纜發(fā)生故障。這類(lèi)故障主要發(fā)生于不滴流電纜、油浸漬紙電纜中。
（6）設(shè)計(jì)和制作工藝不良。電纜屬于需要重點(diǎn)保護(hù)的高危制造行業(yè)，要求設(shè)計(jì)、選材、施工都要嚴(yán)謹(jǐn)，體現(xiàn)其安全性，任何一個(gè)環(huán)節(jié)處理不當(dāng)，都會(huì)對(duì)社會(huì)產(chǎn)生不良影響。但是有些企業(yè)在制造過(guò)程中追求經(jīng)濟(jì)效益而忽視了其安全性，具體來(lái)說(shuō)，主要體現(xiàn)在這幾個(gè)方面：電纜制造時(shí)的護(hù)層缺陷，在包裝絕緣時(shí)出現(xiàn)裂紋損傷等缺陷；電纜配件制造缺陷，如鑄鐵有砂孔，陶瓷機(jī)械強(qiáng)度不夠，附帶材料質(zhì)量不過(guò)關(guān)，以及后期工作人員絕緣材料的維護(hù)和管理疏忽，導(dǎo)致電纜絕緣材料潮濕等等。
三、電纜故障的防范對(duì)策
（1）負(fù)荷監(jiān)測(cè)。不同地區(qū)、不同時(shí)期電力負(fù)荷消耗量有著明顯的差異，用電消耗量比較大的高峰期，電纜處于超負(fù)荷的狀態(tài)，此時(shí)，如果電纜長(zhǎng)期保持超負(fù)荷運(yùn)行，就會(huì)對(duì)電纜造成很大程度的破壞，縮短了電纜的使用壽命。為了預(yù)防超負(fù)荷引起的電纜問(wèn)題，應(yīng)該在電纜運(yùn)行的過(guò)程中實(shí)行人工監(jiān)測(cè)，通過(guò)人工方法控制電纜中的負(fù)荷量，防止電纜長(zhǎng)期超負(fù)荷。現(xiàn)階段的負(fù)荷監(jiān)測(cè)研究中，提倡在電纜中安裝高性能的監(jiān)測(cè)儀表，專(zhuān)門(mén)監(jiān)測(cè)電纜的運(yùn)行負(fù)荷，從負(fù)荷基礎(chǔ)上保護(hù)好電纜的運(yùn)行。
（2）監(jiān)控溫度。溫度對(duì)電纜的影響也比較大，高溫會(huì)破壞電纜的運(yùn)行狀態(tài)，不利于確保電纜的穩(wěn)定性。溫度與負(fù)荷存在緊密的聯(lián)系，負(fù)荷也會(huì)引起電纜高溫的危險(xiǎn)問(wèn)題。當(dāng)電纜需求量持續(xù)上升時(shí)，電纜上就會(huì)囤積大量的熱量，破壞電纜的整體結(jié)構(gòu)。針對(duì)電纜中的溫度異常問(wèn)題，需采取監(jiān)控的方法，全方位地監(jiān)控電纜運(yùn)行過(guò)程中的溫度狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度過(guò)高的情況并實(shí)施合理的處理手段。電纜的安裝范圍廣，監(jiān)控溫度時(shí)會(huì)存在一些難度，應(yīng)該把控好電纜的運(yùn)行溫度，預(yù)防溫度失控而出現(xiàn)電纜故障。
（3）預(yù)防腐蝕。電纜在電力系統(tǒng)中的運(yùn)行距離長(zhǎng)，部分電纜涉及到架空、暗埋等操作，促使電纜在運(yùn)行期間面臨著腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。地下埋設(shè)的電纜受到潮濕環(huán)境的影響最容易出現(xiàn)腐蝕。地下電纜會(huì)根據(jù)地下環(huán)境出現(xiàn)不同程度的腐蝕情況，因此就要實(shí)行電纜防腐蝕。電纜安裝時(shí)應(yīng)該提前做好防腐蝕的工作，保持干燥的安裝環(huán)境，選擇具有防腐蝕作用的土體，而且地下埋設(shè)的電纜不能接觸化學(xué)、生物腐蝕的物質(zhì)，必要時(shí)可以專(zhuān)門(mén)在電纜埋設(shè)時(shí)設(shè)置保護(hù)外套，防止出現(xiàn)腐蝕的問(wèn)題。架空的電纜也要配置保護(hù)層，不論是地下埋設(shè)，還是架空電纜，都要定期做好巡檢的工作，發(fā)現(xiàn)腐蝕問(wèn)題后立即處理，避免出現(xiàn)大規(guī)模的腐蝕。
（4）運(yùn)行管理。電纜線路的運(yùn)行管理能夠預(yù)防電纜故障，防止電纜發(fā)生故障問(wèn)題。電纜運(yùn)行管理時(shí)每年最少開(kāi)挖一次中間頭井，檢查井內(nèi)電纜線路的質(zhì)量與性能，重點(diǎn)檢查電纜中是否有積水、銹蝕、雜物等問(wèn)題；從電纜線路的安全角度上進(jìn)行管理，排除電纜線路運(yùn)行中的故障風(fēng)險(xiǎn)，全方位地安排好檢修、維修工作。運(yùn)行管理人員使用超聲波局放測(cè)試設(shè)備、紅外成像儀器等，檢查電纜的終端頭，檢查終端頭是否有局部放電、溫度發(fā)熱的問(wèn)題。運(yùn)行管理中把運(yùn)行15年以上的電纜作為重點(diǎn)檢測(cè)對(duì)象，電纜達(dá)到負(fù)荷高峰以前也要安排運(yùn)行管理，確保電纜具備安全的運(yùn)行條件，按照運(yùn)行管理計(jì)劃為電纜安排震蕩波局放試驗(yàn)，還要在電纜中安裝好饋線自動(dòng)化開(kāi)關(guān)，當(dāng)電纜發(fā)生故障后，饋線自動(dòng)化開(kāi)關(guān)可以快速地隔離故障。電纜故障預(yù)防期間利用運(yùn)行管理的方法管理好電纜中的所有設(shè)備，比如繼電保護(hù)器，確保各項(xiàng)設(shè)備在電纜中的可靠性，降低電纜故障的發(fā)生概率。
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