电力电缆故障性质分析

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1、电力电缆故障性质分析【打印此页】 【返回】发布日期：[2004-8-13]   共阅[3844]次    韩伯锋(西安四方机电有限责任公司)   摘 要  由于输电线路越来越多地使用电缆，电缆的种类及由其引发的故障也五花八门，本文  主要从故障检测的角度出发来分析电力电缆的故障性质。  关键词  电缆故障  故障性质  绝缘  导体1 引言    在供电系统中，所有的电力设备都可能存在一些问题，诸如设计问题、安装问题、质量问题、运行问题、管理问题等等。但不管什么问题，最终都可能引起设备故障。电力电缆作为一种输电的主要设备也

2、毫不例外会因种种原因出现故障。由于工作的原因，本人在与国内的厂矿企事业单位相关的技术人员接触过程中，发现了一些混乱性的甚至于明显错误的东西，而争论性的一些问题，也是肯定存在的。下面仅以电力电缆故障有关的一些问题做粗浅的论述。2 电力电缆的结构及组成    由于电力电缆的种类繁多，如按电压等级分类，大约有三大类：低压电缆、中压电缆、高压电缆；若按绝缘材料分类，大约有四大类：油浸纸介质电缆、塑料电缆、橡皮电缆、充油或充气电缆等。其结构组成也各不相同，因此，我们从分析电缆故障的角度出发，来对电缆的结构组成进行归结，以便找出共性。

3、    通过分析得知：电力电缆有五种典型结构，其结构示意图如图1所示：                                                    a、单芯电缆I                                                                          b、单芯电缆II                                                  c 三芯电缆I                               

4、                     d 三芯电缆II                                                  e 三芯电缆III                                         图1 电缆结构示意图    图中，导体芯线和绝缘层是必须的电缆组成部分，导体芯线的材料通常为铜芯和多股铝芯，绝缘材料如上所述有四大类。图1-a所示的单芯电缆是油浸纸绝缘介质电缆的典型结构，金属屏蔽层为铅包，外护层由钢带和塑料材料等组成；图1-b中所示的单芯电缆，通常是塑

5、料交联聚乙烯（XLPE）绝缘介质电缆的典型结构，比图1-a中的结构多了内外半导电层和石墨层，而金属屏蔽层一般为铜带，金属护套可能是钢带（丝）、铝、铜或不锈钢等材质；图1-c所示的三芯电缆是油浸纸绝缘介质电缆的典型结构，与图1-a所示的单芯电缆结构基本相同；图1-d所示的三芯电缆，多为塑料聚乙烯（PVC）绝缘介质和橡皮绝缘介质电缆，一般为6kV以下低等级电缆典型结构，这样的结构也有四芯电缆情况。图1-e所示的三芯电缆，多为XLPE绝缘介质电缆的结构与图1-a所示的单芯电缆基本相同。    分析五种电缆的典型构造，归总进来，电

6、缆主要由五部分组成：导体芯线、绝缘层、半导电层、金属屏蔽层、外护套层，因此，五部分中的那一部分出现问题都可以认为是该电缆有故障。但实际中，在一些特定的条件下只考虑或只分析电缆中某些主要材料的故障，如：XLPE电缆中的半导体层和35kV及以下等级电缆的外护套层等可不分析其故障情况。又如：35kV及以下等级电缆一般只分析金属导体（芯线和屏蔽层）和绝缘层的好坏，而35kV以上等级电缆除此以外还要分析金属和非金属外护套的故障。3 电力电缆故障分类    由于电力电缆的种类较多，结构组成不尽一致，加上人们的工作属性和人们的目的要求不

7、同等原因，使得电缆故障的分类方法较多，这里归纳以下几种情况：3.1 按电缆的组成材料分类（物理特性）分析电力电缆的结构组成，我们可以得出电缆主要由两大部分组成：金属导体，如导体芯线、金属屏蔽层、金属外护套等；绝缘体，如主绝缘层（油浸纸、聚氯乙烯（XLPE）、聚乙烯（PVC）、橡胶（PE））；非金属外护层（PE、PVC），因此电缆故障也分为两大类：3.1.1 导体故障（开路故障）    顾名思义，导体故障是电缆中的金属导体所出现的故障，这里主要指芯线导体（如铜线、铝线）和金属屏蔽层（如铅包、铜带）故障。以导体芯线为例，如图2

8、所示：                                   图2      在图2中，电缆芯线的正常电阻值应为：  RAA′= L/S（Ω）=RO    式中L为电缆长度，S为芯线截面面积， 为导体电阻率，因此当电缆成型后，其电阻值RO是一个定值（一般为毫欧级）。所以，只有当RAA′＞＞