電力電纜故障診斷

1、 主要內(nèi)容一、電纜的基本知識(shí)二、電纜線路敷設(shè)三、電纜線路故障診斷一、電纜的基本知識(shí)一、電纜的基本知識(shí) 電纜的構(gòu)成：（ 構(gòu)成電纜的三要素） 1）導(dǎo)體 2）絕緣 3）保護(hù)層電纜的構(gòu)成導(dǎo)體1.導(dǎo)體導(dǎo)體 銅電阻系數(shù)為0.0184，比重8.9 鋁電阻系數(shù)為0.031，比重2.7(銅的30%) (66kV及以上不用鋁芯) 我國(guó)規(guī)定的線芯截面（mm2）規(guī)格:2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、240、300、400、500、630、800、1000等20種規(guī)格 線芯數(shù)量與形狀：?jiǎn)涡?、兩芯、三芯、四芯、五芯等五種，并根據(jù)線芯的數(shù)量，將導(dǎo)線壓成圓形、半圓形、扇形等形狀；小截

2、面實(shí)芯（即獨(dú)股），大截面多股絞合絕緣 2、絕緣、絕緣 1.油浸紙絕緣：怕水,需金屬防水層,除500kV及以上超高 壓充油電纜外，基本被交聯(lián)電纜所取代 2.橡膠絕緣：乙丙橡膠電纜最高使用電壓已達(dá)150kV。 3.聚氯乙烯絕緣：介損大，含氯，運(yùn)行溫度低，一般只 用于6kV及以下電壓等級(jí)，將被淘汰。 4.聚乙烯絕緣:熔融溫度低(70),最高工作電壓達(dá)500kV 5.交聯(lián)聚乙烯:通過(guò)化學(xué)或物理方法將聚乙烯分子鏈間 相互交聯(lián)。最高運(yùn)行溫度可達(dá)90，短路時(shí)導(dǎo)電線芯 允許的最高溫度可達(dá)250。極大地提高了電纜的安 全載流量和短路容量。其最高工作電壓達(dá)500kV。 從1 kV到220 kV的各種電力電纜中，交

3、聯(lián)聚乙烯（交聯(lián)聚乙烯（XLPE）是當(dāng)前應(yīng)用最廣的一種絕緣材料，幾乎完全取代了紙絕緣。3、屏蔽層、屏蔽層 是一種將電纜產(chǎn)品中的電磁場(chǎng)與外界的電磁場(chǎng)進(jìn)行隔離的構(gòu)件；有的電纜纜產(chǎn)品在其內(nèi)部不同相（或線組）之間也需要相互隔離（屏蔽）?？梢哉f(shuō)屏蔽層是一種“電磁隔離屏”。高壓電纜的導(dǎo)體屏蔽和絕緣屏蔽（內(nèi)外屏蔽）是為了均化電場(chǎng)的分布。屏蔽層保護(hù)層4、保護(hù)層、保護(hù)層 作用: 保護(hù)電纜免受外界物質(zhì)的侵入和防止外力損傷。 組成: 內(nèi)襯層（或內(nèi)護(hù)套）、鎧裝層和外護(hù)套 材料: 與電纜的絕緣種類(lèi)、運(yùn)行電壓、使用環(huán)境有關(guān). 如：紙絕緣電纜須有密封的金屬護(hù)套，而中低壓的 橡塑電纜就不需要；埋在地下的電纜需要鎧裝，敷設(shè)在海底

4、的電纜需要鋼絲鎧裝，而敷設(shè)在隧道、排管、電纜溝內(nèi)的電纜又可以不要鎧裝；外護(hù)套是用來(lái)保護(hù)鎧裝層或內(nèi)護(hù)套的，一般采用聚氯乙烯或聚乙烯，在需要防火的場(chǎng)所也可做成阻燃型。 1、紙絕緣電纜（1880年） 1）統(tǒng)包型 2）分相鉛包型 3）充油電纜 2、聚氯乙烯電纜（PVC）（1957年） 3、交聯(lián)聚乙烯電纜（XLPE）（1960年） 4、特種電纜 5、超導(dǎo)電纜（2000年）電力電纜分類(lèi)統(tǒng)包型電纜 在每相導(dǎo)電線芯上包纏稱為相絕緣紙的油浸紙絕緣帶，在各相線芯絞合成纜的同時(shí)，在各相線芯之間的空隙填以紙繩，外面再包纏稱為統(tǒng)包紙的油浸紙絕緣帶， 在統(tǒng)包紙外擠壓上鉛包作防水密封 根據(jù)安裝場(chǎng)地的需要在其外部再加上不同的

5、保護(hù)層 在15kV及以下電壓等級(jí) 。統(tǒng)包型電纜分相鉛包型紙絕緣電纜 每相有一個(gè)接地的鉛包，電力線完全垂直于絕緣紙 在20kV及35kV采用 致命的缺陷氣隙 注：電壓再高時(shí)用充油電纜分相鉛包型紙絕緣電纜自容式充油電纜及XLPE電纜特點(diǎn)：在導(dǎo)電線芯中有一油管，利用單獨(dú)的帶有一定壓力的油箱向電纜充油并保持一定的壓力。可消除紙絕緣中的氣隙，提高工作電場(chǎng)強(qiáng)度。最高工作電壓已發(fā)展到1100kV。充油電纜XLPE電纜結(jié)構(gòu)XLPE 電纜XLPE電纜結(jié)構(gòu)XLPE電纜結(jié)構(gòu)XLPE電纜結(jié)構(gòu)導(dǎo)體 800mm2以下采用拉模緊壓成型圓整度好表面光滑800mm2及以上采用分割導(dǎo)體結(jié)構(gòu)使電纜傳輸容量更大內(nèi)外屏蔽 內(nèi)外屏蔽料均

6、采用進(jìn)口超光滑的XLPE料經(jīng)凈化烘干后與絕緣料三層一次擠出使電纜內(nèi)外導(dǎo)表面光潔電場(chǎng)分布均勻主絕緣 主絕緣料采用進(jìn)口超凈超光滑XLPE料與內(nèi)外屏蔽三層共擠緊密結(jié)合緩沖層 采用半導(dǎo)電丁基膠帶和銅絲布的有機(jī)結(jié)合既能滿足電纜絕緣的熱膨脹要求又能使絕緣屏蔽與鋁護(hù)套有效接觸確保電纜長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行XLPE電纜結(jié)構(gòu)金屬屏蔽 采用2.2mm厚度皺紋鋁包以滿足短路容量及屏蔽之需連續(xù)式皺紋鋁包使電纜的徑向阻水性能滿足高水位環(huán)境之需瀝青涂層 瀝青涂層可防止皺紋鋁套受到腐蝕電纜使用壽命更長(zhǎng)外護(hù)層 采用PVC或PE料進(jìn)行擠包以滿足電纜電性能及機(jī)械性能之需也可采用阻燃型防白蟻型材料以滿足不同場(chǎng)合之需石墨涂層 作為外護(hù)層耐壓電

7、極連續(xù)光滑電力電纜常用敷設(shè)方式二、電力電纜敷設(shè)二、電力電纜敷設(shè) 電力電纜常用敷設(shè)方式： 1）直埋式敷設(shè) 2）預(yù)制式磚砌電纜溝敷設(shè) 3）排管電纜溝敷設(shè) 4）隧道電纜敷設(shè) 5）非開(kāi)挖方式電纜敷設(shè)直埋式敷設(shè) 直埋敷設(shè)方式一般用于少量、臨時(shí)性或不十分重要線路的敷設(shè)。電纜直埋一般要求進(jìn)行樣洞開(kāi)挖，在敷設(shè)路徑每4050m挖一樣洞，在轉(zhuǎn)彎處和跨路口處都應(yīng)挖設(shè)，已確定電纜路徑的可行性。 直埋電纜溝的挖設(shè)，一般深度為80cm，寬度為1根電纜4050cm，2根電纜60cm，電纜條數(shù)增加按比例放寬。 電纜敷設(shè)后現(xiàn)在上覆蓋10cm細(xì)土或砂，再蓋上電纜保護(hù)板，覆土后應(yīng)在相關(guān)位置埋設(shè)電纜標(biāo)樁。1 1、直埋式敷設(shè)、直埋式敷

8、設(shè)2 2、預(yù)制或磚砌電纜溝敷設(shè)、預(yù)制或磚砌電纜溝敷設(shè)預(yù)制或磚砌電纜溝敷設(shè) 蓋板搭蓋至少10cm，理想的15cm 如無(wú)支架，注意電纜間距排管電纜溝敷設(shè)3 3、排管電纜溝敷設(shè)、排管電纜溝敷設(shè)排管敷設(shè)方式的優(yōu)點(diǎn) 通道利用率高 避免相鄰電纜故障影響排管敷設(shè)方式的缺點(diǎn) 電纜外護(hù)套故障查找、修復(fù)困難 造價(jià)偏高，不易施工隧道敷設(shè)4 4、隧道敷設(shè)、隧道敷設(shè)優(yōu)點(diǎn)： 可敷設(shè)回路數(shù)多，易于巡檢缺點(diǎn)： 造價(jià)高非開(kāi)挖方式電纜敷設(shè)5 5、非開(kāi)挖方式電纜敷設(shè)、非開(kāi)挖方式電纜敷設(shè)三、電纜線路故障診斷三、電纜線路故障診斷 電纜故障種類(lèi)很多，為便于電纜的故障測(cè)尋，可分為以下五種類(lèi)型： 1、接地故障2、短路故障3、斷線故障4、閃絡(luò)

9、性故障（高壓試驗(yàn)時(shí)發(fā)生）5、混合性故障電纜故障分類(lèi) 接地故障判斷：搖表測(cè)絕緣電阻 短路故障判斷：萬(wàn)用表測(cè)相間通斷 斷線故障判斷： 檢查電纜導(dǎo)體連續(xù)性是否完好。方法是在一端將A、B、C三相短接（不接地），到另一端用萬(wàn)用表測(cè)量各相間電阻值是否為零。1、若各相間均為零，則三相完好；2、若AB為零，BC、CA不為零，則C相斷線；3、若各相間均不為零，則兩相或三相斷線。電纜故障性質(zhì)判斷 電纜故障的初測(cè)是指在電纜一端用專用設(shè)備確定故障點(diǎn)距測(cè)試端的電氣距離，常用的方法為：1、電橋法2、低壓脈沖法3、直閃法4、沖閃法5、脈沖電流法6、二次脈沖法電纜故障初測(cè)方法1、電橋法：Rx=R2R3/R1當(dāng)電橋平衡時(shí)檢流計(jì)

10、中的電流Ig=0，則電橋法用電橋法測(cè)量電纜接地故障：N/M=(2L-Lx)LxLx=2LM/(M+N)電橋法用電橋法測(cè)量電纜兩相短路故障：Lx=2LM/(M+N)電橋法電橋查找故障的限制條件：1、故障電纜至少要有一相絕緣良好；2、電纜不能是斷線故障；3、電纜要有準(zhǔn)確的長(zhǎng)度；電橋法2、低壓脈沖法： 在測(cè)試時(shí)，從測(cè)試端向電纜中輸人一個(gè)低壓脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)沿著電纜傳播，當(dāng)遇到電纜中的波阻抗不匹配點(diǎn)時(shí)，如：開(kāi)路點(diǎn)、短路點(diǎn)、低阻故障點(diǎn)和接頭點(diǎn)等，均會(huì)產(chǎn)生波反射，反射波傳回測(cè)試端，被儀器記錄下來(lái)，假設(shè)從儀器發(fā)射出發(fā)射脈沖到儀器接受到反射脈沖的時(shí)間差為t，同時(shí)如果已知脈沖電磁波在電纜中傳播的速度是v，那

11、么根據(jù)公式L=v.t /2即可計(jì)算出阻抗不匹配點(diǎn)距測(cè)t端的距離L的數(shù)值。低壓脈沖法相關(guān)公式：LClVtVLx21CLZZRZRPLx-故障點(diǎn)距離V-波速度l-長(zhǎng)線長(zhǎng)度L-長(zhǎng)線單位長(zhǎng)度的電感量C-長(zhǎng)線單位長(zhǎng)度的電容量Z-波阻抗R-負(fù)載電阻P-反射系數(shù)t-時(shí)間低壓脈沖法電纜中的脈沖傳播與反射基本原理電纜中的脈沖傳播與反射基本原理開(kāi)路反射為開(kāi)路反射為正反射正反射短路反射為短路反射為負(fù)反射負(fù)反射中間接頭反射中間接頭反射阻抗變化點(diǎn)阻抗變化點(diǎn)Z1, Z2中間接頭反射中間接頭反射低壓脈沖法斷線故障波形：低壓脈沖法接地故障波形：低壓脈沖法 故障電纜線路的識(shí)別包括電纜路徑的查找和電纜線路的鑒別。（一）電纜線路路徑的查找：在待測(cè)電纜上加入特定頻率的電流信號(hào)，通過(guò)接收該電流信號(hào)在電纜周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)信號(hào)來(lái)查找出電纜路徑和識(shí)別出被測(cè)電纜。常用的方法：1、音谷法2、音峰法3、極大值法故障線路路徑查找1、音谷法。音谷法2、音峰法。音峰法3、極大值法。極大值法（二）電纜線路的鑒別：在幾條并列敷設(shè)的電纜中正確判斷出已停電的需要檢修或切改的電纜線路，常用的方法為脈沖信號(hào)法。故障線路鑒別方法 電纜線路故障的精確定點(diǎn)