0 引言
電力電纜具有供電安全、可靠,適宜煤礦井下特殊環(huán)境而在礦山得到了廣泛應用。常用高壓電力電纜主要有紙絕緣繞包型、交聯(lián)聚乙烯絕緣擠包型及橡膠絕緣擠包型等。井下電纜運行環(huán)境相對比較惡劣,生產(chǎn)負荷不均勻性等綜合外界因素,致使電纜容易發(fā)生故障,影響供電安全、可靠。正確分析電纜故障產(chǎn)生的原因,了解電纜敷設環(huán)境,確切判斷出電纜故障性質(zhì),選擇合適的探測方法,快速、準確地判定出故障點,能夠提高供電可靠性,減少故障修復費用及停電損失。
1 電纜故障分析
1.1 故障原因
(1)機械損傷機械損傷引起的電纜故障占電纜事故很大比例。安裝時碰傷電纜、機械牽引力過大而拉傷電纜及過度彎曲而損傷電纜;直接受外力損壞以及自然現(xiàn)象造成的損傷,如車輛擠壓、巖石冒落砸傷、環(huán)境腐蝕等,易造成電纜本體故障。
(2)絕緣受潮主要是中間接頭、終端接頭安裝工藝不良造成密封失效而導致潮氣侵入,破壞絕緣性能。
(3)絕緣老化變質(zhì)電纜絕緣介質(zhì)內(nèi)部氣隙在電場作用下產(chǎn)生游離使絕緣下降;過熱也會引起絕緣層老化變質(zhì)造成絕緣下降。
(4)過電壓大氣過電壓與操作過電壓、故障暫態(tài)過電壓作用使電纜絕緣擊穿形成故障。
(5)設計和制造工藝不良中間接頭和終端接頭的防潮、電場分布設計不完善、材料選用不當、制作工藝不良、不按操作規(guī)程要求制作等,都會造成電纜頭絕緣故障。
(6)材料缺陷電纜本身絕緣層材料缺陷;包纏絕緣層過程中,絕緣層上出現(xiàn)褶皺、裂損、破口和重疊間隙等缺陷;電纜接頭附件制造缺陷,不符合規(guī)程或組裝時不密封等;對絕緣材料維護管理不善,造成電纜絕緣層受潮、臟污和老化。
1.2 故障性質(zhì)電纜故障從形式上可分為串聯(lián)與并聯(lián)故障。串聯(lián)故障指電纜一個或多個導體斷開;并聯(lián)故障是指導體對外絕緣層或?qū)w之間的絕緣下降,不能承受正常運行電壓。現(xiàn)場實際故障形式有許多種組合,運行經(jīng)驗統(tǒng)計,高壓電纜故障大部分是單相對地絕緣下降引起故障。電纜故障等效電路如圖1所示。
根據(jù)故障電阻Rf與擊穿間隙G,電纜故障性質(zhì)分為開路、低阻、高阻與閃絡性故障。開路故障Rf≈∞,擊穿間隙G在直流或高壓脈沖作用下?lián)舸５妥韫收蟁f一般小于100Ω,可用高壓脈沖擊穿;高阻故障絕緣電阻Rf一般大于400Ω,可用高壓脈沖擊穿。閃絡性故障絕緣電阻Rf≈∞,可用直流高壓或高壓脈沖擊穿。預防性試驗中發(fā)生的故障多屬閃絡性故障�，F(xiàn)場還有一種封閉性故障,多發(fā)生于電纜接頭和電纜外護套無明顯破損痕跡的電纜本體,在某一試驗電壓下絕緣擊穿,待絕緣恢復,擊穿現(xiàn)象便消失,但不能維持正常運行電壓。
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