电力电缆故障诊断

1、 主要内容一、电缆的基本知识二、电缆线路敷设三、电缆线路故障诊断一、电缆的基本知识一、电缆的基本知识 电缆的构成：（ 构成电缆的三要素） 1）导体 2）绝缘 3）保护层电缆的构成导体1.导体导体 铜电阻系数为0.0184，比重8.9 铝电阻系数为0.031，比重2.7(铜的30%) (66kV及以上不用铝芯) 我国规定的线芯截面（mm2）规格:2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、240、300、400、500、630、800、1000等20种规格 线芯数量与形状：单芯、两芯、三芯、四芯、五芯等五种，并根据线芯的数量，将导线压成圆形、半圆形、扇形等形状；小截

2、面实芯（即独股），大截面多股绞合绝缘 2、绝缘、绝缘 1.油浸纸绝缘：怕水,需金属防水层,除500kV及以上超高 压充油电缆外，基本被交联电缆所取代 2.橡胶绝缘：乙丙橡胶电缆最高使用电压已达150kV。 3.聚氯乙烯绝缘：介损大，含氯，运行温度低，一般只 用于6kV及以下电压等级，将被淘汰。 4.聚乙烯绝缘:熔融温度低(70),最高工作电压达500kV 5.交联聚乙烯:通过化学或物理方法将聚乙烯分子链间 相互交联。最高运行温度可达90，短路时导电线芯 允许的最高温度可达250。极大地提高了电缆的安 全载流量和短路容量。其最高工作电压达500kV。 从1 kV到220 kV的各种电力电缆中，交

3、联聚乙烯（交联聚乙烯（XLPE）是当前应用最广的一种绝缘材料，几乎完全取代了纸绝缘。3、屏蔽层、屏蔽层 是一种将电缆产品中的电磁场与外界的电磁场进行隔离的构件；有的电缆缆产品在其内部不同相（或线组）之间也需要相互隔离（屏蔽）。可以说屏蔽层是一种“电磁隔离屏”。高压电缆的导体屏蔽和绝缘屏蔽（内外屏蔽）是为了均化电场的分布。屏蔽层保护层4、保护层、保护层 作用: 保护电缆免受外界物质的侵入和防止外力损伤。 组成: 内衬层（或内护套）、铠装层和外护套 材料: 与电缆的绝缘种类、运行电压、使用环境有关. 如：纸绝缘电缆须有密封的金属护套，而中低压的 橡塑电缆就不需要；埋在地下的电缆需要铠装，敷设在海底

4、的电缆需要钢丝铠装，而敷设在隧道、排管、电缆沟内的电缆又可以不要铠装；外护套是用来保护铠装层或内护套的，一般采用聚氯乙烯或聚乙烯，在需要防火的场所也可做成阻燃型。 1、纸绝缘电缆（1880年） 1）统包型 2）分相铅包型 3）充油电缆 2、聚氯乙烯电缆（PVC）（1957年） 3、交联聚乙烯电缆（XLPE）（1960年） 4、特种电缆 5、超导电缆（2000年）电力电缆分类统包型电缆 在每相导电线芯上包缠称为相绝缘纸的油浸纸绝缘带，在各相线芯绞合成缆的同时，在各相线芯之间的空隙填以纸绳，外面再包缠称为统包纸的油浸纸绝缘带， 在统包纸外挤压上铅包作防水密封 根据安装场地的需要在其外部再加上不同的

5、保护层 在15kV及以下电压等级 。统包型电缆分相铅包型纸绝缘电缆 每相有一个接地的铅包，电力线完全垂直于绝缘纸 在20kV及35kV采用 致命的缺陷气隙 注：电压再高时用充油电缆分相铅包型纸绝缘电缆自容式充油电缆及XLPE电缆特点：在导电线芯中有一油管，利用单独的带有一定压力的油箱向电缆充油并保持一定的压力。可消除纸绝缘中的气隙，提高工作电场强度。最高工作电压已发展到1100kV。充油电缆XLPE电缆结构XLPE 电缆XLPE电缆结构XLPE电缆结构XLPE电缆结构导体 800mm2以下采用拉模紧压成型圆整度好表面光滑800mm2及以上采用分割导体结构使电缆传输容量更大内外屏蔽 内外屏蔽料均

6、采用进口超光滑的XLPE料经净化烘干后与绝缘料三层一次挤出使电缆内外导表面光洁电场分布均匀主绝缘 主绝缘料采用进口超净超光滑XLPE料与内外屏蔽三层共挤紧密结合缓冲层 采用半导电丁基胶带和铜丝布的有机结合既能满足电缆绝缘的热膨胀要求又能使绝缘屏蔽与铝护套有效接触确保电缆长期稳定运行XLPE电缆结构金属屏蔽 采用2.2mm厚度皱纹铝包以满足短路容量及屏蔽之需连续式皱纹铝包使电缆的径向阻水性能满足高水位环境之需沥青涂层 沥青涂层可防止皱纹铝套受到腐蚀电缆使用寿命更长外护层 采用PVC或PE料进行挤包以满足电缆电性能及机械性能之需也可采用阻燃型防白蚁型材料以满足不同场合之需石墨涂层 作为外护层耐压电

7、极连续光滑电力电缆常用敷设方式二、电力电缆敷设二、电力电缆敷设 电力电缆常用敷设方式： 1）直埋式敷设 2）预制式砖砌电缆沟敷设 3）排管电缆沟敷设 4）隧道电缆敷设 5）非开挖方式电缆敷设直埋式敷设 直埋敷设方式一般用于少量、临时性或不十分重要线路的敷设。电缆直埋一般要求进行样洞开挖，在敷设路径每4050m挖一样洞，在转弯处和跨路口处都应挖设，已确定电缆路径的可行性。 直埋电缆沟的挖设，一般深度为80cm，宽度为1根电缆4050cm，2根电缆60cm，电缆条数增加按比例放宽。 电缆敷设后现在上覆盖10cm细土或砂，再盖上电缆保护板，覆土后应在相关位置埋设电缆标桩。1 1、直埋式敷设、直埋式敷

8、设2 2、预制或砖砌电缆沟敷设、预制或砖砌电缆沟敷设预制或砖砌电缆沟敷设 盖板搭盖至少10cm，理想的15cm 如无支架，注意电缆间距排管电缆沟敷设3 3、排管电缆沟敷设、排管电缆沟敷设排管敷设方式的优点 通道利用率高 避免相邻电缆故障影响排管敷设方式的缺点 电缆外护套故障查找、修复困难 造价偏高，不易施工隧道敷设4 4、隧道敷设、隧道敷设优点： 可敷设回路数多，易于巡检缺点： 造价高非开挖方式电缆敷设5 5、非开挖方式电缆敷设、非开挖方式电缆敷设三、电缆线路故障诊断三、电缆线路故障诊断 电缆故障种类很多，为便于电缆的故障测寻，可分为以下五种类型： 1、接地故障2、短路故障3、断线故障4、闪络

9、性故障（高压试验时发生）5、混合性故障电缆故障分类 接地故障判断：摇表测绝缘电阻 短路故障判断：万用表测相间通断 断线故障判断： 检查电缆导体连续性是否完好。方法是在一端将A、B、C三相短接（不接地），到另一端用万用表测量各相间电阻值是否为零。1、若各相间均为零，则三相完好；2、若AB为零，BC、CA不为零，则C相断线；3、若各相间均不为零，则两相或三相断线。电缆故障性质判断 电缆故障的初测是指在电缆一端用专用设备确定故障点距测试端的电气距离，常用的方法为：1、电桥法2、低压脉冲法3、直闪法4、冲闪法5、脉冲电流法6、二次脉冲法电缆故障初测方法1、电桥法：Rx=R2R3/R1当电桥平衡时检流计

10、中的电流Ig=0，则电桥法用电桥法测量电缆接地故障：N/M=(2L-Lx)LxLx=2LM/(M+N)电桥法用电桥法测量电缆两相短路故障：Lx=2LM/(M+N)电桥法电桥查找故障的限制条件：1、故障电缆至少要有一相绝缘良好；2、电缆不能是断线故障；3、电缆要有准确的长度；电桥法2、低压脉冲法： 在测试时，从测试端向电缆中输人一个低压脉冲信号，该脉冲信号沿着电缆传播，当遇到电缆中的波阻抗不匹配点时，如：开路点、短路点、低阻故障点和接头点等，均会产生波反射，反射波传回测试端，被仪器记录下来，假设从仪器发射出发射脉冲到仪器接受到反射脉冲的时间差为t，同时如果已知脉冲电磁波在电缆中传播的速度是v，那

11、么根据公式L=v.t /2即可计算出阻抗不匹配点距测t端的距离L的数值。低压脉冲法相关公式：LClVtVLx21CLZZRZRPLx-故障点距离V-波速度l-长线长度L-长线单位长度的电感量C-长线单位长度的电容量Z-波阻抗R-负载电阻P-反射系数t-时间低压脉冲法电缆中的脉冲传播与反射基本原理电缆中的脉冲传播与反射基本原理开路反射为开路反射为正反射正反射短路反射为短路反射为负反射负反射中间接头反射中间接头反射阻抗变化点阻抗变化点Z1, Z2中间接头反射中间接头反射低压脉冲法断线故障波形：低压脉冲法接地故障波形：低压脉冲法 故障电缆线路的识别包括电缆路径的查找和电缆线路的鉴别。（一）电缆线路路径的查找：在待测电缆上加入特定频率的电流信号，通过接收该电流信号在电缆周围产生的磁场信号来查找出电缆路径和识别出被测电缆。常用的方法：1、音谷法2、音峰法3、极大值法故障线路路径查找1、音谷法。音谷法2、音峰法。音峰法3、极大值法。极大值法（二）电缆线路的鉴别：在几条并列敷设的电缆中正确判断出已停电的需要检修或切改的电缆线路，常用的方法为脉冲信号法。故障线路鉴别方法 电缆线路故障的精确定点