首页 理论教育 电力电缆和接地装置故障处理技巧

电力电缆和接地装置故障处理技巧

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:若电缆终端头的油质不合格,由于油量较大,不宜采用冲洗处理,可将终端头内的油放尽,重新进行真空注油。应根据故障原因,采取相应方法进行处理。当终端盒发生故障时,使绝缘击穿,造成短路,发生爆炸,燃烧的绝缘胶向外喷出而引起火灾,导致设备损坏,甚至发生人身伤亡事故。

电力电缆和接地装置故障处理技巧

(一)电力电缆故障诊断与排除方法

1.敷设电缆时温度过低 敷设电缆时,如果电缆存放地点在敷设前24h内的平均温度以及敷设现场的温度低于规定值,应将电缆预先加热。其预热方法如下:

①用提高周围空气温度的方法预热电缆,将周围空气温度提高到5~10℃,电缆需要在该温度下静置72h;将周围空气提高到25℃时,需要静置24~36h。

②对电缆芯加电流进行加热,通入的电流不得大于电缆额定电流,加热后的电缆表面温度不得低于5℃。若用单相电流加热铠装电缆,选择电缆芯线的接线方式时应考虑防止铠装内形成感应电流。

经预热的电缆,应尽快在1h内敷设完毕。当电缆冷却到预热前的温度时,不得再将其弯曲。

2.电缆中间接头腐蚀 制作电缆中间接头时,一般要把金属护套外的沥青和塑料带防腐层剥去一部分,制作后外露的部分护套和整个中间接头的外壳进行防腐处理。其方法如下:

①对铅包电缆,可涂沥青与桑皮纸组合(沥青层与桑皮纸间隔各两层)作为防腐层。

②对铝包电缆,在铝包电缆钢带锯口处,可保留40mm长的电缆本体塑料带沥青防腐层。铝包表面用汽油擦干净后,从接头盒铅封处起至钢带锯口处,热涂沥青一层,再加上沥青、桑皮纸以组合防腐层。

3.纸绝缘电缆受潮 纸绝缘电缆在运输、贮存和施工中,由于密封不严、浸水等原因,电缆端部的绝缘受潮。若将受潮的纸绝缘电缆接入电网,由于绝缘强度下降,容易造成绝缘击穿。若发现电缆受潮,应从受潮部分起一小段一小段地切除,至试验合格为止。其检查方法如下:将电缆芯松开,使绝缘纸处于自然状态,然后将其浸入150~160℃的电缆油中,若产生“噼啪”爆破声,说明绝缘受潮;也可用清洁干燥的工具剥开铅包,撕下几条绝缘纸,用火柴点燃,若发出“嘶嘶”声并出现白泡沫,说明电缆受潮。

4.铅包龟裂 电缆终端头下部铅包龟裂事故,大多数发生在高位垂直安装的电缆头下部,一旦发现,应鉴定缺陷的严重程度,若尚未全部裂开,又无渗漏现象,可采用封铅法加厚一层和环氧树脂带包孔密封的方法进行处理。

5.充油电缆的电缆油不合格 充油电缆由于制造质量不好或经过多次搬运,出现电缆油介质不符合要求。可采用经脱气处理的合格油进行冲洗置换。冲洗油量应不小于2倍油道的油容量,冲洗后隔五昼夜取油样进行化验。如果仍不合格,需要再冲洗,直至合格为止。

若电缆接头的油质不合格,可冲洗电缆两端,然后在上油嘴接压力箱下油嘴放油冲洗,冲洗油量为2~3倍电缆头内的油量。若电缆终端头的油质不合格,由于油量较大,不宜采用冲洗处理,可将终端头内的油放尽,重新进行真空注油。

6.电缆接地

①地下动土刨伤,损坏绝缘,可挖开地面,修复绝缘。

②人为接地没有拆除,应拆除接地线

③负荷过大、温度过高,使绝缘老化,应调整负荷,采取降温措施,更换老化的绝缘,必要时更换严重老化的电缆。

④套管脏污,有裂纹引起放电。应清洗脏污的套管,更换有裂纹的套管。

7.电缆相间绝缘击穿短路或相地绝缘击穿,对地短路

①电缆本身受机械撞伤,使绝缘破坏。

②电缆由于各种原因引起受潮,使绝缘强度降低而被击穿。

③电缆绝缘老化。

④电缆防护层的铅包腐蚀,使绝缘层损坏被击穿。

过电压引起击穿。

⑥电缆的运行温度过高,使绝缘破坏被击穿。

8.终端头击穿

①铅封不严密,使水分和潮气侵入盒内,引起绝缘受潮被击穿。

②终端头有砂眼或细小裂纹,使水分和潮气侵入,引起绝缘受潮被击穿。

③引出线接触不良,造成过热,使绝缘破坏被击穿。

④电缆头分支处距离小或所包绝缘物不清洁,在长期电场作用下使这些薄弱环节的绝缘逐渐破坏,电缆头爆炸。

⑤电缆头引出不当,如电缆芯直接引出盒外,使外界潮气沿电缆芯进入电缆头,造成绝缘被击穿。

应根据故障原因,采取相应方法进行处理。

9.终端头电晕放电

①三芯分支处距离小,在电场作用下空气发生游离而引起电晕放电,应增大绝缘距离。

②电缆头距电缆沟太近,而且电缆沟较潮或有积水,使电缆头周围温度升高而引起电晕放电,应排除电缆沟内的积水,加强通风,保持干燥。

③芯线与芯线之间绝缘介质的变化,使电场分布不均匀,某些尖端或棱角处的电场比较集中,当其电场强度大于临界电场强度时,就会使空气发生游离而产生电晕放电。应将各芯线的绝缘表面包一段金属带,并将各个金属带相互连接在一起(称为屏蔽),即叫改善电场分布而消除电晕。

10.室外电缆终端头瓷套管碎裂 室外电缆终端头的瓷套管经常受到机械损伤、尾线断线烧伤或由于雷击闪络而碎裂,当发现这类故障时不必更换终端头,只要更换损坏的瓷套管即可。其方法如下:

①拆除终端头出线连接部分的夹头和尾线,用石棉布包好没有损坏的瓷套管。

②将损坏的瓷套管轻轻地用小锤敲碎并取出。

③用喷灯加热电缆头外壳上部,使沥青绝缘胶部分熔化。

④用合适的工具取出壳内残留的瓷套管,清除绝缘胶,并疏通至灌注孔的通道。

⑤清洗缆芯上的碎片、污物,并包上清洁的绝缘带。

⑥套好新的瓷套管。

⑦在灌注孔上安装高漏斗,灌注绝缘胶。

⑧待绝缘胶冷却后,即可装配出线连接部分的夹头和尾线。

11.室外电缆终端头的铁闸胀裂 铁闸胀裂一般是由于内部压力过大造成的,胀裂后绝缘胶自缝中挤出,裂纹大多在壳体最大直径部位,且方向往下,因此潮气不容易大量进入。应检查终端头是否受潮,并进行直流耐压试验。若受潮或绝缘强度不合格,应割掉予以更换。

12.电缆终端盒爆炸起火 电缆末端与断路器、变压器电动机电气设备连接时,一般都将接头置于终端盒内,以保证绝缘良好、连接可靠、安全运行。当终端盒发生故障时,使绝缘击穿,造成短路,发生爆炸,燃烧的绝缘胶向外喷出而引起火灾,导致设备损坏,甚至发生人身伤亡事故。

①电缆负荷或外界温度发生变化时,盒内的绝缘胶热胀冷缩,产生“呼吸”作用,内外空气交流,潮气侵入盒内,凝结在盒的内壁上和空隙部分。绝缘由于受潮,绝缘电阻下降而被击穿。应在制作、安装终端盒时,确保施工质量、密封性能良好,防止潮气侵入。

②终端盒内的绝缘胶遇到电缆油就溶解,在盒的底部和电缆周围形成空隙,绝缘由于电阻下降而被击穿。应加强对终端盒的巡视检查,当发现盒内漏油,要立即进行处理,防止泄漏油造成爆炸事故。

③电缆两端的高差过大,低的一端的终端盒受到电缆油的压力,严重时密封被破坏,绝缘由于电阻下降而被击穿。

13.电缆在“两线一地”系统中运行,电缆头损坏 “两线一地”系统在正常运行时,不接地相对地电压升高3倍,即对地电压升高到线电压,如果电缆的对地绝缘长期承受较高的运行电压,对地绝缘裕度将减小;由于三芯电缆通过的负荷不一定平衡,将在电缆铅包两端产生电位差形成环流,使绝缘发热;“两线一地”中单相接地故障实际上就是相间短路,短路电流很大。如果这种短路经常发生,电缆将经常承受冲击电压的作用,以上原因增加了电缆损坏率。

为防止电缆头损坏,应采取以下措施。(www.zuozong.com)

①采用高一级电压等级的电缆。

保护接地与工作接地分开。

③工作接地要远离站内接地网,各路接地电阻应尽量一致。

14.电缆头漏油 在敷设时,违反敷设规定,将电缆铅包折伤或机械碰伤,应在敷设电缆时,按规定施工,注意不要把电缆头碰伤,如地下埋有电缆,动土时必须采取有效预防措施。

15.电缆故障性质的判断 常见的电缆故障有:电缆芯线的断线和不完全断线;电缆的相间短路、接地短路或闪络短路故障等。判断电缆故障的性质一般是用绝缘电阻表。若怀疑芯线断线或不完全断线,可将电缆一端的线芯短接,在另一端测每条芯线间的绝缘电阻,若为无穷大,则为完全断线,若虽不为无穷大也不为零,则为不完全断线。若怀疑线芯间短路或接地,可将一端的线芯完全散开,在另一端测每两条芯线间或芯线与接地线的绝缘电阻,若为零,则为短路或接地。

16.电缆故障点的测定 测定电缆故障点常用的比较先进的方法是采用电缆故障测试仪。该仪器由闪络测试仪、路径仪和定点仪三部分配套组成。闪络测试仪可以进行粗测,测得故障点到测试点的大致距离;路径仪可以查明故障电缆的走向;定点仪可比较精确地测得故障点的具体位置。定点仪采用冲击放电声测法的原理制成。在故障电缆一端的故障相上加直流高压或冲击高压,使故障点放电,定点仪的压电晶体探头接受故障点的放电声波并把它变成电信号,经过放大后用受话器还原成声波,声音最响的位置即为故障点。

17.防止电缆中间绝缘击穿 电缆中间接头绝缘击穿是一种常见的电缆故障,故障的特征为中间接头进水,铜带、钢甲生锈。造成这种故障的主要原因是:

①在电缆中间接头的施工中,各套管上的灰尘和杂质没有清理干净。

②中间接头中的各绝缘套管以及管与管之间有空气。

③中间接线盒热缩管在加热时受热不均匀,造成密封不好。

④电缆其他事故引起的过电压。

防止电缆中间绝缘击穿的方法:

①在中间接头的施工中,要用无水酒精将各套管上的灰尘和杂质清理干净,尽量不要在天气不好时施工。

②在加热中间接线盒热缩管时,要尽量使之受热均匀,要从一端缓缓地向另一端加热,驱使管中的空气排出。

③中间接头做好后,要在中间接头外护套管与电缆外护套层的搭接处绕包耐压为10kV的自粘胶带,对中间接头可能产生的缝隙进行封闭。

④限制或消除在中性点接地系统中,由于各种故障引起的过电压。例如在中性点接消弧线圈等。

18.过电压引起电缆二次故障 电缆由于过负荷、管理不完善等原因常常会出现不同形式的故障,而这些故障的出现又常常会引起过电压,导致电缆的二次故障。例如由于电缆接地故障又引起电缆中间接头击穿,线路发生三相相间短路造成电缆击穿等。

例如,发生单相金属性接地故障时,非故障相的对地电压可升高至额定电压的3倍;经弧光电阻接地的故障,常会形成电弧熄灭和重燃的间歇性电弧,这种故障状态可导致电路发生谐振,在各故障相和非故障相中都产生过电压而且这种电压往往持续时间很长(在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中,可允许在一点接地情况下运行不超过2h),因而过电压的危害也就更大,它可以加速电缆绝缘老化;将电缆在某些绝缘的薄弱环节处击穿等。这种现象在油浸纸绝缘电缆中出现得更多一些。

为防止过电压引起电缆的二次故障,可采取以下措施:

①在电缆架设和施工中尽量减少电缆的机械损伤。

②定期对电缆进行耐压试验,消除隐患。

③提高电缆终端头和中间接头的制作质量。

(二)接地装置使用时的常见问题及处理

1.接地装置运行检查和试验接地装置运行中,接地线和接地体会因外力破坏或腐蚀而损伤或断裂,接地电阻也会随土壤变化而发生变化。因此,必须对接地装置定期进行检查和试验。

(1)检查周期

①变(配)电所的接地装置一般每年检查一次。

②根据车间或建筑物的具体情况,对接地线的运行情况一般每年检查一二次。

③各种防雷装置的接地装置每年在雷雨季前检查一次。

④对有腐蚀性土壤的接地装置,应根据运行情况一般每3~5年对地面下接地体检查一次。

⑤手持式、移动式电气设备的接地线应在每次使用前进行检查。

⑥接地装置的接地电阻一般1~3年测量一次。

(2)检查项目

①检查接地装置的各连接点的接触是否良好,有无损伤、折断和腐蚀现象。

②对含有重酸、碱、盐等化学成分的土壤地带(一般可能为化工生产企业、药品生产企业及部分食品工业企业)应检查地面下500mm以上部位接地体的腐蚀程度。

③在土壤电阻率最大时(一般为雨季前),测量接地装置的接地电阻,并对测量结果进行分析比较。

④电气设备检修后,应检查接地线连接情况是否牢固可靠。

⑤检查电气设备与接地线连接、接地线与接地网连接、接地线与接地干线连接是否完好。

2.目前接地装置使用中存在的问题

(1)入地电流计算不准确:流经接地装置的入地短路电流大小直接关系到接地电阻、接地线的热稳定计算和设备接触电压以及跨步电压的计算,所以正确计算流经发电厂、变电所接地装置的电流非常重要。DL/T621—1997《交流电气装置的接地》中规定计算流经接地装置的入地短路电流,采用在接地装置内、外短路时,经接地装置流入地中的最大短路电流对称分量的最大值。该电流应按5~10年发展后的系统最大运行方案确定,并考虑系统各中性点的短路电流分配以及避雷线的分流。计算时首先应按系统最大运行方式时的短路阻抗计算出单相接地短路电流值,然后根据厂和所内、外短路时计算流过接地装置的电流。

在实际工程计算中,某些设计人员直接把接地短路电流作为入地电流,不计算架空地线的分流和变压器中性点的分流,造成了接地设计的偏差。对接地线热稳定校验时应采用最大的接地短路电流,不应考虑避雷线的分流,而地网干线因有多条回路并联散流,所以地网干线的截面可取得比设备接地引下线截面小。在实际的接地工程中,可以对同一个发电厂、变电所的接地线,统一按有效接地系统的最大接地短路电流进行校验。

(2)接地电阻值难以测量准确:由于接地电阻是表征接地装置性能的最主要指标,所以准确地掌握接地电阻值的大小,是判断接地装置能否满足要求的重要手段。

采用传统的电流电压法测量接地电阻,误差来源主要有三个方面:

1)测试方法引起的误差。测试方法引起的误差主要包括测试电极布置的方式、辅助电流极的选定及测试电流的类型三个方面。在常用的三极法直线方式中,辅助电流极与被测地网的距离选定为地网对角线长度的4~5倍。辅助电流极的位置对影响结果影响较大,在理论上,由于测试入地电流分布线受辅助电流极的影响,如果辅助电流极布置得不够远,将使入地电流分布线产生畸变,影响测量结果。因此,为了减小误差,辅助电流极布置应尽量远一些。

对于测试电流,主要是测电源频率的影响,从接地电阻的概念及工程实际出发,只有在50Hz工频交流电源下所测得的接地电阻值是与规程要求相符合的。

2)线间干扰引起的误差。在测试过程中,电流线与电压线之间因存在一定的互感而引起测量误差。测量误差大小与线间距离及导线中的电流大小有关。

3)工频干扰引起的误差。工频干扰的来源主要是工频感应引起的,工频干扰的大小与电场强度大小有关。工频干扰电压的频率为50Hz,幅值高,随用电负荷的变化而变化,很难找出工频干扰大小的规律。由于工频干扰是在现场测试中干扰的重要来源,也是测量误差的最大来源。因此,要减小测量误差,必然将此部分干扰消除。为消除工频干扰,国内外通常采用的是倒相法,也可以采用不同于工业频率的试验电源,测量带电设备接地装置接地电阻,这样可以避免工频干扰所带来的测量误差。

(三)接地装置的防腐、降阻措施

1.降低工频接地电阻的措施 DL/T 621—1997《交流电气装置的接地》中,对高土壤电阻率地区降低接地电阻的措施作了相当明确的规定,但在实际接地工程中却仍有一些不科学的做法,一些电力部门仅在发电厂、变电所围墙内采取降阻措施。如实行深井降阻法,不管地下较深处有无土壤电阻率低的地质结构,结果投入了大量的资金却收不到好的降阻效果。如某电业局在做110kV变电所的接地时,打了4口50m深的井式接地极,由于地下30m以下为岩石土壤电阻率,远远高于表层土壤的土壤电阻率,结果降阻效果非常有限。还有在输电线路杆塔接地位置,一些部门也采用深井式接地极,虽能把工频接地电阻降下一些,但杆塔接地主要目的是防雷,应以有效降低冲击接地电阻为主。雷电流是高频电流,有很强的趋肤性,一般沿地表散流,深层土壤散流作用很差,所以深井式接地极对以防雷为主的杆塔接地效果不大。另外,在降阻剂的使用上也存在一些问题,一些施工单位为了追求暂时降阻效果,使用一些有问题的化学降阻剂,过一段时间后随着降阻剂的流失,接地电阻迅速反弹,且对接地体造成了很大的腐蚀。所以降低接地电阻的措施,一定要根据具体情况,经认真的技术经济分析后采用科学合理的方法进行降阻。

2.地网布局和水平垂直接地体使用中存在的问题 在实际接地工程中,发现以前设计施工的接地网,甚至很大的变电所地网还有采用长孔地网的,且地网均压网格比较疏,均压带相距30多米,这样,地网的均压就存在问题,在大接地短路电流流过地网时很容易造成地网局部地电位升高,对微型计算机保护和综合自动化系统造成地电位干扰,或者使地面产生危险的跨步电压和设备接触电压,对人身安全构成威胁。因此对发电厂、变电所的地网应以方孔地网为宜,且网格间距不宜过大。因大型地网的屏蔽作用,在地网内垂直接地体的降阻效果很小,所以,垂直接地体主要应用于大型地网四周和内部构架避雷针避雷器等需要加强集中接地的地方。

接地工程中要以现行的国家标准和行业标准为依据,以有利于电气设备的安全运行为目的。对接地装置的形式、降低接地电阻的方法要根据现场实际,做认真的技术经济分析,采用合理的形式和降阻措施,不能片面追求某一方面的指标,要综合考虑问题,既要保证安全运行,又要节省工程投资,把接地工程做好。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈

相关推荐