赫茲電力電力知識之電纜故障的性質(zhì)與分類

　　電纜故障從型式上可分為串聯(lián)與并聯(lián)故障。串聯(lián)故障指電纜一個或多個導體(包括鉛、鋁外皮)斷開;通常在電纜至少一個導體斷路之前，串聯(lián)故障是不容易發(fā)現(xiàn)的。并聯(lián)故障是導體對外皮或?qū)w之間的絕緣下降，不能承受正常運行電壓。實際的故障型式組合是很多的，圖1給出了可能性較大的幾種故障形式。例如：圖1.c所示，導體斷路往往是電纜故障電流過大而燒斷的，這種故障一般伴有并聯(lián)接地或相間絕緣下降的情況。實際發(fā)生的故障絕大部分是單相對地絕緣下降故障。(不同的電纜故障測試儀器廠家，對故障的分類有所區(qū)別)。

　　圖1幾種電纜故障形式　　

       電纜故障點可用圖2所示電路來等效。Rf代表絕緣電阻，G是擊穿電壓為Vg的擊穿間隙，Cf代表局部分布電容，上述三個數(shù)值隨不同的故障情況變化很大，并且互相之間并沒有必然的聯(lián)系。

　　圖2電纜故障等效電路　　

       間隙擊穿電壓Vg的大小取決于放電通道的距離，電阻Rf的大小取決于電纜介質(zhì)的碳化程度，而電容Cf的大小取決于故障點受潮的程度，數(shù)值很小，一般可以忽略。

　　根據(jù)故障電阻與擊穿間隙情況，電纜故障可分為開路、低阻、高阻與閃絡(luò)性故障，如表1所示。

表1電纜故障性質(zhì)的分類

　　說明：表中Z0為電纜的波阻抗值，電力電纜波阻抗一般在10-40Ω之間。

　　以上分類的目的也是為了選擇測試方法的方便，根據(jù)目前流行的故障測距技術(shù)，開路與低阻故障可用低壓脈沖反射法，高阻故障要用沖擊閃絡(luò)法測試，而閃絡(luò)性故障可用直流閃絡(luò)法測試?，F(xiàn)場人員有把Rf<100KΩ的故障稱為低阻故障的習慣，主要是因為傳統(tǒng)的電橋法可以測量這類故障。智能型電纜故障閃測儀，Rf<1KΩ以下的故障，也就是用萬用表能夠直接測量出來絕緣電阻的故障，才可以稱為低阻故障。高壓搖表測試電阻為零，可能還是高阻故障。

　　據(jù)統(tǒng)計，高阻及閃絡(luò)性故障約占整個電纜故障總數(shù)的90%以上?，F(xiàn)場是通過試驗方法區(qū)分高阻與閃絡(luò)性故障的。

　　圖3給出了電纜耐壓試驗等效電路，其中Rs為試驗設(shè)備內(nèi)阻，E為設(shè)備所能提供的直流電壓值，電阻Rf與臨界擊穿電壓為Vg的間隙并聯(lián)代表故障點。

　　圖3電纜耐壓試驗等效電路

      由圖3可知，在對電纜進行高壓絕緣試驗時，電纜故障點所能獲得的電壓為：

　　對閃絡(luò)性故障來說Rf較大，故障間隙兩端電壓可以增加至很高，當試驗電壓升至某一值時，故障點擊穿放電，電流突然升高，電壓突然下降。預防性試驗中發(fā)生的故障多屬閃絡(luò)性故障。

　　高阻故障的故障點電阻Rf較小(但大于10Z0，電纜特性阻抗的10倍)，導致故障點兩端所加電壓不能升至高于故障點擊穿電壓，也就不能使故障點擊穿。因此，可以從在對電纜進行高壓絕緣試驗時有無故障點擊穿現(xiàn)象判斷電纜存在高阻還是閃絡(luò)性故障。顯然，高阻與閃絡(luò)性故障的區(qū)分不是絕對的，它與高壓試驗設(shè)備的容量或試驗設(shè)備的內(nèi)阻等因素有關(guān)。

　　電纜故障綜合測試儀

　　實際上還存在一種封閉性故障，它多發(fā)生于電纜接頭或終端頭內(nèi)，特別是多發(fā)生在浸油的電纜頭內(nèi)。發(fā)生這類故障時，有時在某一試驗電壓下絕緣擊穿，待絕緣恢復，擊穿現(xiàn)象便完全消失，這類故障稱為封閉性故障，因故障不能再現(xiàn)，尋找起來就比較困難。