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國家電網電纜常見故障及原因分析

發布時間:2023-09-04 15:43  來源:網絡轉載  瀏覽人數:

摘要:近幾年,國家對電網運行安全越來越重視。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、操作維護簡單以及提供電容提高功率等優點,但在使用中也存在電纜接頭過熱,保護層機械損傷,絕緣老化變質,引起過電壓和諧波故障電纜故障,終端頭和中間接頭設計、電纜工藝和材料選擇等問題,一旦發生電纜事故,不僅會給國家造成一定的財產損失,而且會危及人民的生命安全?;诖?,本文從電網常見故障入手,分析了故障產生的原因及相應的對策,以期為電力行業提供幫助。
  
關鍵詞:電網;電纜;故障;原因

一、電力電纜故障分析
  
1)電力電纜過負荷擊穿。電纜在長期使用中經常處于持續不斷的運行狀態,這樣的超負荷運行會造成電纜絕緣老化和半導體膨脹裂縫等缺陷,在沒有及時發現的情況下,缺陷逐漸擴大,當電力負荷較大時,容易使得電纜線芯的溫度上升,長期高溫作用下,絕緣老化日益加劇,使用壽命縮短,逐步發展成電纜故障。

2)電纜頭或中間接頭材料問題。電纜接頭使用材料的質量也對電纜故障有一定影響。很多企業為了追求利潤,選用一些間隔較低的熱收縮材料來進行施工。在操作過程中電纜本身會發熱,由于電纜絕緣材料和電纜頭材質不同,也會產生不同程度的熱脹冷縮,長時間運行在電纜和電纜頭材料之間會產生裂縫,造成電流外漏,電纜接頭處通過漏電釋放于半導體,造成電纜絕緣被擊穿,引發電纜故障。

3)電力電纜因諧振過電壓擊穿。當一些回路多次作用于相同幅度的電壓,每次都會造成一定程度的絕緣損壞,在正常操作期間導致絕緣降低,造成絕緣體薄弱,在諧波過電壓超過電纜損傷部分的極限值,會造成電纜擊穿。

4)電纜終端制作工藝。電纜終端電暈放電主要是因為電纜三芯分叉處距離較小,芯與芯之間的空隙形成一個電容,可導致相間或對地放電,長期放電會使電纜終端損壞。

二、電力電纜故障產生的原因分析
  
1)機械損傷。電纜出現故障的很大部分是由于最初安裝時人為造成的機械損壞,或者是由于安裝后附近電纜維修時造成的損壞。并且,如果損害嚴重時人們會及時維修,但是細微的損害卻不能被及時發現或者及時處理,這樣長時間后損傷部位就會逐漸擴大,絕緣體逐漸失去保護作用,造成損傷部位徹底崩潰形成故障。(2)絕緣老化變質。電纜絕緣由于其本身特性在電力運行長時間發熱后會受到影響,自身絕緣能力會降低。調查顯示,電纜故障中因絕緣體發生變化的故障為 19%。在電場作用下,電纜絕緣介質發生游離,使得絕緣能力降低;介質處于電離狀態時,氣隙中會產生臭氧,絕緣介質受到腐蝕。溫度過高,絕緣會老化變質,電纜內氣隙發生游離會導致局部過熱,進而使得絕緣發生炭化。電纜過載情況下,電纜運行超出了最大負荷力。在電纜密集的區域,電纜通道、電纜溝如果通風情況不好,電纜及其附近的熱力管會因為溫度過高造成自身的損傷。

3)電纜外皮的腐蝕。電纜外皮腐蝕有化學腐蝕、電腐蝕兩種。通常情況下,電腐蝕主要發生在電纜周圍具有較強電力的情況下,大部分處于電纜周圍的地下電場,受其影響電纜會發生電腐蝕。在設有電纜的地方,若存在煤氣站、酸堿作業,會造成電纜發生化學腐蝕,進而產生電纜故障。

4)過電壓。過電壓具有電纜內部、大氣過電壓兩種。相關研究表明,外界環境中電纜故障的發生主要是由大氣過電壓導致的。另外,電纜自身存在的問題也會造成電纜處于過電壓時發生故障。

5)電纜絕緣物的流失。電纜施工時地下會因不同的地形導致電纜存在高低落差。在絕緣油向下流動的情況下,電纜的絕緣性會降低,進而造成電纜發生故障。這類故障主要發生于不滴流電纜、油浸漬紙電纜中。

6)設計和制作工藝不良。電纜屬于需要重點保護的高危制造行業,要求設計、選材、施工都要嚴謹,體現其安全性,任何一個環節處理不當,都會對社會產生不良影響。但是有些企業在制造過程中追求經濟效益而忽視了其安全性,具體來說,主要體現在這幾個方面:電纜制造時的護層缺陷,在包裝絕緣時出現裂紋損傷等缺陷;電纜配件制造缺陷,如鑄鐵有砂孔,陶瓷機械強度不夠,附帶材料質量不過關,以及后期工作人員絕緣材料的維護和管理疏忽,導致電纜絕緣材料潮濕等等。

三、電纜故障的防范對策
 
1)負荷監測。不同地區、不同時期電力負荷消耗量有著明顯的差異,用電消耗量比較大的高峰期,電纜處于超負荷的狀態,此時,如果電纜長期保持超負荷運行,就會對電纜造成很大程度的破壞,縮短了電纜的使用壽命。為了預防超負荷引起的電纜問題,應該在電纜運行的過程中實行人工監測,通過人工方法控制電纜中的負荷量,防止電纜長期超負荷?,F階段的負荷監測研究中,提倡在電纜中安裝高性能的監測儀表,專門監測電纜的運行負荷,從負荷基礎上保護好電纜的運行。(2)監控溫度。溫度對電纜的影響也比較大,高溫會破壞電纜的運行狀態,不利于確保電纜的穩定性。溫度與負荷存在緊密的聯系,負荷也會引起電纜高溫的危險問題。當電纜需求量持續上升時,電纜上就會囤積大量的熱量,破壞電纜的整體結構。針對電纜中的溫度異常問題,需采取監控的方法,全方位地監控電纜運行過程中的溫度狀態,及時發現溫度過高的情況并實施合理的處理手段。電纜的安裝范圍廣,監控溫度時會存在一些難度,應該把控好電纜的運行溫度,預防溫度失控而出現電纜故障。

3)預防腐蝕。電纜在電力系統中的運行距離長,部分電纜涉及到架空、暗埋等操作,促使電纜在運行期間面臨著腐蝕的風險。地下埋設的電纜受到潮濕環境的影響最容易出現腐蝕。地下電纜會根據地下環境出現不同程度的腐蝕情況,因此就要實行電纜防腐蝕。電纜安裝時應該提前做好防腐蝕的工作,保持干燥的安裝環境,選擇具有防腐蝕作用的土體,而且地下埋設的電纜不能接觸化學、生物腐蝕的物質,必要時可以專門在電纜埋設時設置保護外套,防止出現腐蝕的問題。架空的電纜也要配置保護層,不論是地下埋設,還是架空電纜,都要定期做好巡檢的工作,發現腐蝕問題后立即處理,避免出現大規模的腐蝕。

4)運行管理。電纜線路的運行管理能夠預防電纜故障,防止電纜發生故障問題。電纜運行管理時每年最少開挖一次中間頭井,檢查井內電纜線路的質量與性能,重點檢查電纜中是否有積水、銹蝕、雜物等問題;從電纜線路的安全角度上進行管理,排除電纜線路運行中的故障風險,全方位地安排好檢修、維修工作。運行管理人員使用超聲波局放測試設備、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、溫度發熱的問題。運行管理中把運行15年以上的電纜作為重點檢測對象,電纜達到負荷高峰以前也要安排運行管理,確保電纜具備安全的運行條件,按照運行管理計劃為電纜安排震蕩波局放試驗,還要在電纜中安裝好饋線自動化開關,當電纜發生故障后,饋線自動化開關可以快速地隔離故障。電纜故障預防期間利用運行管理的方法管理好電纜中的所有設備,比如繼電保護器,確保各項設備在電纜中的可靠性,降低電纜故障的發生概率。

 

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