地铁高压电缆击穿故障与对策
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地铁工程35kV电缆常见故障分析与解决方案摘要:伴随着我国经济的快速发展,我国的经济发展需求以及人民的日常出行,对交通系统的要求越来越高。
在我国城市当中,地铁工程成为不可或缺的一部分。
而要使地铁工程可以有效且安全的平稳运行,减少在其运作过程中的故障发生概率,就需要对电缆的施工质量以及材料加强,保持电缆的可靠运行,减少维护的工作量。
电缆的持续推广,使其正在逐渐取代我国的高压架空式的线路,其运用的范围非常广泛,其中就包含了我国的地铁工程。
倘若在其运作过程中,电缆发生了严重的安全事故,将会引发一系列的连锁反应,不仅对地铁当中的乘坐人员造成人身安全威胁,还会造成巨大的经济损失。
因此,就必须对电缆相关故障问题进行有效的分析,同时加以针对性的解决,从而降低电缆在运作过程中的故障发生率。
关键词:地铁工程;35kV;电缆故障;解决方案引言在我国的地铁工程建设过程中,电缆已成为必不可缺的一部分。
同时且运用的范围越来越广泛。
然而,在其运作过程中,其发生故障的概率却相当高,使相关行业的正常运行造成了阻碍,同时也不利于其线路的正常运行。
大多数的地铁电缆当中,其产生故障的原因主要在于电缆本身。
因此,在对其进行解决时,务必要根据具体问题具体分析的原则进行。
在对其进行分析时,主要是从施工设计电缆头的故障,以及最薄弱的绝缘终端等方面进行,从而减少电缆发生故障的现象。
1、常见故障1.1电缆的屏蔽层接地方式存在不当在一般情况下,在地铁中发生故障的主要因素在于电缆屏蔽层出现断层的现象,从而对电缆的正常运行于稳定性造成了影响。
在其具体的施工过程中,35kV的电缆,其屏蔽层采用一端悬空,一端接地的方式,就非常容易导致故障的发生。
在屏蔽层中有其中的一端没有接地,就会导致当电压波或者电流沿线芯进行流动传输时,金属屏蔽层或者电缆铝包就会呈现不间断的冲击高电压。
除此之外,倘若该系统发生短路的情况,短路电流在经过线芯时,这两个部分也会呈现不间断的工频感应电压。
高压电缆常见故障分析与预防措施高压电缆在输电过程中起着非常重要的作用,但在使用过程中会出现各种故障。
了解高压电缆常见故障的原因和预防措施对确保输电系统的安全和稳定运行非常重要。
本文将就高压电缆常见故障进行分析,并提出预防措施。
一、高压电缆常见故障分析1. 绝缘老化故障绝缘老化是高压电缆中最为常见的故障之一。
常见的绝缘老化原因包括高温、潮湿环境、电压过高以及材料质量不过关等。
绝缘老化会导致电缆绝缘材料的性能下降,甚至出现击穿现象,引发短路故障。
2. 金属护套腐蚀故障金属护套腐蚀是高压电缆常见的故障之一,主要是由于长期暴露在潮湿、酸性或碱性环境中,导致金属护套表面产生腐蚀。
金属护套腐蚀会降低电缆的耐压能力,甚至导致金属护套断裂,造成安全隐患。
电缆在安装和维护过程中,可能会由于外力作用或操作不当,导致绝缘层破损,或者是在运行过程中被物体划伤,从而导致绝缘层出现破损故障。
绝缘层破损会导致电缆绝缘性能下降,容易引发短路故障。
4. 过载故障过载是导致高压电缆故障的常见原因之一。
在电缆输电过程中,如果电流超过了电缆额定电流的额定值,就会引起电缆过载。
长期的过载运行会导致电缆绝缘材料老化,甚至烧毁,影响电力系统的安全运行。
5. 外力损伤故障外力损伤是高压电缆常见故障之一,主要是由于电缆受到外部物体碰撞、挤压或拉伸等力的作用,导致电缆外部保护层损坏。
外力损伤会使电缆暴露在恶劣环境中,容易受到潮湿、腐蚀等因素影响,加速电缆的老化和损坏。
1. 加强绝缘检测对于高压电缆而言,绝缘性能的检测是非常重要的。
可以采用直流电桥法、介质损耗测试仪、局部放电测试仪等设备,定期对电缆的绝缘进行检测,及时发现绝缘老化现象,采取相应的维护措施。
2. 优化环境条件为了避免金属护套腐蚀,应尽量选择干燥、通风良好的环境进行电缆安装,避免将电缆暴露在潮湿、酸性或碱性环境中,可以通过防水、防腐涂料等方式加强保护。
3. 定期维护检测4. 控制负载合理控制负载,避免电缆长期过载运行,可以有效延长电缆的使用寿命,降低故障的发生。
浅谈高压电缆故障原因及防范对策高压电缆故障是指在高压电缆的正常运行过程中,出现电气或机械方面的故障,导致电缆无法正常工作的现象。
高压电缆故障通常会引起停电、火灾等严重后果,因此对于高压电缆故障的原因进行分析,并采取相应的防范对策非常重要。
高压电缆故障的原因主要可以分为以下几个方面:1. 绝缘老化:绝缘材料长期受高压电流和电场作用,会出现老化、劣化现象,从而导致绝缘强度下降,容易产生击穿和漏电等故障。
2. 外力破坏:高压电缆通常埋设在地下或架设在电缆桥架上,容易受到外力的破坏,如挖掘机碰撞、重物压碾、动物咬嚼等,导致电缆绝缘层破损,进而产生故障。
3. 绝缘子污秽:电缆外绝缘子表面容易积聚灰尘、油污和盐粒等杂质,在高湿度的环境下,这些杂质易吸湿并形成导电体,使电缆外绝缘子抗击闪能力下降,从而引发故障。
4. 接头失效:高压电缆的接头连接处是容易出故障的关键部位,由于安装不当、维护不到位或接头质量不过关,容易导致接头接触不良、绝缘破损、腐蚀等现象,从而导致电缆故障的发生。
1. 定期检测:建立定期检测制度,对高压电缆的绝缘强度进行测试,以及对接头、外绝缘子等进行巡视,及早发现潜在的故障隐患,并进行维修或更换。
2. 绝缘屏蔽措施:对于新铺设的高压电缆,可以在电缆外加装绝缘层或者屏蔽层,提高电缆的绝缘强度和抗干扰能力,降低故障的发生频率。
3. 增加保护措施:对于架空电缆,可以增加绝缘子串和避雷针等保护设备,防止外力破坏;对于埋地电缆,可以采取增加保护层或者采取管道埋设方式,防止外力损伤。
4. 加强维护管理:加强对高压电缆的维护管理,定期清洗绝缘子表面,及时清除附着杂质;对于接头,定期进行拆解、检查和保养,确保接触良好,无腐蚀等现象。
了解高压电缆故障的原因及采取相应的防范对策,可以有效降低高压电缆故障的发生率,确保电缆的正常运行,促进电力系统的稳定运行。
高压电缆故障原因与对策分析摘要:在大、中型X线机中,高压发生器和X线管头是分开组装的,两者之间通过两条特制的多芯耐高压电缆连接。
其作用是将高压发生器输出的高压送到X线管的两极,把灯丝加热电压送到X线管的灯丝。
高压电缆承担着非常高的电压,其是否合格关系操作者和患者的安全。
关键词:高压电缆;故障原因;对策1高压电缆常见故障1.1电缆击穿电缆击穿,是电缆的绝缘层被击穿后,在高压电场下,使内侧的导体层芯线与接地的金属网发生短路;在电路上则形成高压次级线圈的短路,使次级电流增大。
(1)高压电缆的绝缘层被彻底击穿后,使高压次级电路的电流增大,接在高压次级中心端的毫安表,根据不同的接线情况和不同形式的整流电路,出现指针急冲、过高、撞至顶点或不稳,倒退下甩现象。
(2)由于高压变压器初级电流也相应增大,使电源在负载时的压强增大,串联在高压初级电路的保护电阻过热或熔断,与此同时,电路中的熔丝也可能熔断,过载装置发生保护作用。
(3)透视时荧光亮度显著暗淡,摄影时影像清晰度与对比度显著降低,甚至无X线发生。
(4)如击穿不久,可在电缆近处嗅到浓厚的臭氧或橡胶烧焦的气味,追查可见电缆击穿处有放电烧黑的空洞。
(5)电缆绝缘层被击穿严重时,如用1000V以上的高阻表测量导体芯线与接地的金属网的绝缘性能时,其阻值甚小。
1.2芯线短路如果高压电缆导体层的三芯线中有两芯线短路,如果在正极,则无异常;如果它处于负极端,则会导致一系列异常现象。
(1)X射线管灯丝的加热变压器短路,这可能导致X射线管细丝的加热电压过低,从而管电流显著降低;严重者会使X射线管灯丝在没有X射线的情况下无法加热,并使灯丝变压器的二次电流因短路、加热或燃烧而增加。
(2)轻微短路可能导致X射线闪烁和毫安表指示不稳定;当高压电缆受到震动时,其短路电阻可能发生变化,X射线的出现更不稳定。
1.3芯线断路高压电缆内3根芯线同时断路的故障极为少见,当一根芯线断路发生在阳极端的电缆时,因在阳极端的高压插座已将3根芯线短接,故无甚影响;如发生在阴极端电缆时,则可引起如下现象:(1)轻微断路,可视为电路内接触电阻的增大,因而灯丝加热电压降低,管电流下降,毫安表指示数值不足。
高压电缆终端击穿故障分析与解决办法摘要:对高压电缆线路进行实验中,对其施加压力,大约持续4分钟的时间,就有绝缘击穿事故发生。
这就需要对产生事故的原因详细分析,具有针对性地提出解决办法。
本论文针对高压电缆终端击穿故障分析与解决办法展开研究。
关键词:高压电缆;终端;击穿故障;解决办法引言:高压电缆处于露天环境中,由于长期使用,导致故障问题是必然现象。
要保证高压电缆安全稳定地运行,就需要对电缆终端击穿故障进行分析,提出相应的解决办法。
一、高压电缆终端击穿故障当电缆处于运行状态的时候,终端的油位是正常的,但是,应力锥下端会产生不同程度的开裂[1]。
开裂的位置通常与半导体侧非常接近,长度在6厘米至8厘米之间不等。
(图1:应力锥下端产生开裂)将应力锥下端的开裂之处剖开后,发现电缆主绝缘端口处被击穿破坏,直径大约0.5厘米,主绝缘表面有过流灼烧的痕迹。
(图2:电缆绝缘表面出现烧灼的现象)对该电缆认真检一番,用卷尺测量断裂的位置与半导体之间的距离为2.3厘米。
将绝缘屏蔽断口所在位置与电缆应力锥半导体所在的位置确定下来之后,观察到在端口的位置出现了气孔。
二、高压电缆终端击穿故障产生的原因(一)由于电缆本体原因导致的高压电缆终端击穿故障在高压电缆施工的过程中,如果铝波纹护套与纵向阻水缓冲层之间,没有衔接良好,长时间运行,慢慢就会有裂纹产生,通常裂纹的长度大约为1毫米至2毫米。
产生裂纹的主要原因是由于铝波纹护套与纵向阻水缓冲层的施工过程中,没有采用有效的技术措施进行结合。
电缆终端是在地面上制作的,当电缆终端制作完成后,就可以安装在塔架上。
在电缆吊装的时候,对电缆的固定过程中,需要固定好铝护套。
110kV电缆终端距离地面大约16米,如果两者没有紧密连接固定好,就会导致相对位移的现场[2]。
电缆绝缘老化也是需要高度重视的问题。
比如,110kV高压电缆长时间运行中会自然老化,这是正常现象。
在电、光、热、机械等复合因素的作用下,会加速电缆的老化。
110kv高压电缆柔性终端击穿故障分析
110kV高压电缆柔性终端击穿故障是一种常见的高压电力设备故障,它的故障可能引发进一步危害,因此非常重要。
本文将介绍110kV 高压电缆柔性终端击穿故障的发生原因、典型类型以及预防措施。
110kV高压电缆柔性终端击穿故障可能由多种因素引起。
第一类是由于不小心打破绝缘保护结构,从而导致的终端击穿故障。
第二类是终端设计或制造不合格,未能满足敷设要求,导致终端击穿故障。
第三类是由于绝缘变质、绝缘磨损,从而导致真空击穿故障。
第四类是由于环境温度升高,绝缘性能变差,从而导致击穿故障。
110kV高压电缆柔性终端击穿故障有三种典型类型:自然击穿、结合物击穿和真空击穿。
自然击穿是由于绝缘性能变差、高压电场增强导致的电子自由电场击穿;结合物击穿是由于绝缘介质的疲劳、氧化和截面变化,从而使绝缘介质中结合物电子跃迁电场击穿;真空击穿是由于绝缘介质内真空太高,从而引起绝缘介质中真空室的击穿。
为了避免110kV高压电缆柔性终端击穿故障,有几个措施可以采取:首先,应严格按照规定的装夹资料或设计图纸进行安装和检查;其次,应根据环境温度调节绝缘参数;第三,应正确使用高压材料和新的使用高压绝缘介质;第四,应定期检查,及时发现潜在的故障;最后,应在安装绝缘介质时采取适当的防护措施,如增加绝缘层、采用多重层保护等。
以上是有关110kV高压电缆柔性终端击穿故障分析的介绍,本文讨论了110KV高压电缆柔性终端击穿故障的发生原因、典型类型以及
预防措施,希望能够帮助高压电力设备的安全管理,避免由此带来的危害。
浅析高压电力电缆击穿与措施高压电力电缆在电力传输领域中扮演着重要的角色,它们承担着输送电力的重要任务。
在实际运行中,高压电力电缆也面临着击穿的风险,一旦发生击穿,将对电力系统造成严重影响。
对于高压电力电缆的击穿原因及相应的措施进行深入的分析和研究显得尤为重要。
高压电力电缆的击穿原因主要有以下几个方面:一是电压过高;二是绝缘材料缺陷或老化;三是外部环境因素影响。
电压过高是导致高压电力电缆击穿的主要原因之一。
当电力系统工作于超额定电压状态时,电缆的绝缘层将面临更大的电场强度,从而增加了击穿的可能性。
绝缘材料的缺陷或老化也是导致电力电缆击穿的重要原因。
由于使用时间的增加或制造工艺的缺陷,电缆的绝缘材料可能会出现空气孔隙、水分或其他异物,使得绝缘层的绝缘性能明显下降。
外部环境因素,如潮湿、高温、化学腐蚀等,也会对电力电缆的绝缘性能产生不利影响,从而增加了击穿的风险。
针对高压电力电缆的击穿问题,我们可以采取一系列的措施来预防和解决。
应当合理设计电力系统,确保系统的电压处于正常范围内,避免过高的电压对电缆绝缘的影响。
定期对电力电缆进行检测和维护工作,及时发现绝缘材料的缺陷和老化情况,并进行相应的维修和更换。
也可以通过提高绝缘材料的质量和使用新型的绝缘材料来提高电缆的耐压性能,减少击穿的风险。
在电力电缆的安装和使用过程中,应当注意防止外部环境因素对电缆绝缘的影响,采取防潮、防水、防腐等措施,确保电缆在恶劣环境下的正常运行。
除了以上的技术措施外,也可以通过提高电缆的故障定位和隔离能力,及时发现和切除故障部分,避免故障的扩散,减少对系统的影响。
在电力系统的运行过程中,也可以通过智能监控系统对电缆进行在线监测,及时发现电缆的异常情况,减少击穿的发生。
在电力系统的设计和运行中,要注重安全,确保电缆的正常运行,避免因击穿而导致的事故发生。
高压电力电缆的击穿问题是影响电力系统安全稳定运行的重要因素。
采取合理的预防和控制措施,可以有效地减少电力电缆的击穿风险,确保系统的安全稳定运行。
加之电缆终端头外的热缩套管由于在高架段露天段经受一年四季的气候变化,强烈的温差以及潮湿的环境导致热缩管劣化,雨季时,有大量水分附着在高压侧电缆极易通过外层的热缩套管气隙渗入到电缆剥接层,同时杂质、气隙等共同作用下极有可能造成介质沿面放导致主绝缘逐步下降。
)长期局部放电加速了电缆的绝缘老化。
电缆的主绝缘层已渗水,由于在施工做端子头压接时电缆主绝缘末部制成锥体,如图 3 所示,但由于剥接工艺质量控制不到位,绝缘层、电缆铜芯处有割伤,造成主绝缘层被破坏,导致外护套与平滑过渡层间产生气隙大了电晕产生的可能性,成为局部放电源。
因为气隙的相对介电常数小于乙丙橡胶的相对介电常数,导致气隙内部电场强度高于周围的乙丙橡胶,易发生击穿生局部放电,引起绝缘腐蚀和老化[1],使材料电导率变大,造成绝缘损伤。
在局部放电和沿面放电的共同作用下,热缩管失去应有的防水绝缘功能,经过以上因素的共同作用和长期累加,以及故障发生前连日暴雨雷鸣,环境空气湿度大,致使局部放电区域逐渐扩大,当电缆通过暂态过电图 2 电缆结构图导体隔离带阻燃带防水内护套外护套乙丙橡胶绝缘表 1 故障点避雷器测试数据测试项目数值直流 1 mA 参考电压 / kV 26.80.75U 1mA 泄漏电流 / μA 2绝缘电阻(使用前)/ G Ω 128绝缘电阻(故障后)/ G Ω143图 3 电缆剥接工艺图示导体平滑过渡层割伤处外护套图 1 供电区示意图浔峰岗RT1RT2R1R220112021201202DC 1500 V +-2112132122142192141212121312111211321246A16A26B16B2RbR1R220112021201202DC 1500 V +-2112132122142192141212121312111211321246A36B3下行上行河沙Rb(3)确保防水带两端密贴,不得留有空隙;包高压绝缘层,绝缘层必须要把防水带全部包裹住,在防水带上方以半重叠方式缠绕 1 层高压绝缘胶带(图 8),注意高压绝缘胶带需在防水带两端各搭接 15 mm ,同样两端也要密贴。
浅析高压电力电缆击穿与措施高压电力电缆在电力传输中起着至关重要的作用,但是在运行过程中可能会出现击穿的情况,造成严重的事故。
对于高压电力电缆的击穿问题,我们需要加强分析研究,探索相应的措施,以保障电力系统的安全稳定运行。
本文将从高压电力电缆的击穿原因、常见的控制措施以及未来的发展方向等方面进行浅析。
一、高压电力电缆击穿原因1.1 电压梯度高高压电力电缆一般在110kV以上,有时甚至可达至1000kV以上,电压梯度非常大。
当电力电缆内部绝缘存在缺陷,或者绝缘材料老化、损伤,电压梯度将会集中在这些缺陷位置,易导致电缆击穿。
1.2 环境因素高压电力电缆通常铺设在地下或者水下,受到地质、环境等因素的影响。
地下水位上升、土壤侵蚀等现象可能导致电力电缆绝缘遭受损坏,从而引发击穿。
1.3 制造工艺缺陷电力电缆的制造工艺质量与使用寿命息息相关,如果在制造中存在材料配比不合理、绝缘层厚度不均匀等缺陷,将会引发电缆的击穿。
1.4 过电压电力系统中常见的雷击、操作失误等原因可能导致电力电缆受到过电压冲击,而过电压是电力电缆击穿的主要原因之一。
2.1 提高绝缘质量提高绝缘材料的质量,加强对绝缘层的检测和质量控制,确保电缆的绝缘质量达到一定的标准要求,可以有效地减少高压电力电缆的击穿风险。
2.2 加强预防性维护对于已经使用一段时间的高压电力电缆,需要加强预防性维护,定期对电缆进行检测、清洁、维护,及时发现和处理可能存在的问题,降低击穿的风险。
2.3 安装避雷设备在电力系统中,安装避雷装置是一种有效的保护措施,能够减少雷击引起的过电压,降低电力电缆的击穿概率。
2.4 强化监测保护建立健全的电力电缆监测保护体系,包括在线监测系统、智能保护装置等,及时监测电缆的运行状态,一旦发现异常情况,能够迅速采取相应的措施,减少击穿的发生。
3.1 高性能绝缘材料目前,高压电力电缆绝缘材料主要以交联聚乙烯、交联聚氯乙烯等为主,未来发展方向将是研发高性能的新型绝缘材料,提高其绝缘强度和耐热性能,以减少击穿的风险。
高压电缆常见故障的分析及预防措施高压电缆是电力输送系统中不可或缺的重要部分,而在使用过程中,可能会出现各种各样的故障问题。
为了确保高压电缆系统的可靠性和安全性,需要对常见故障进行分析,并采取相应的预防措施,以减少故障发生的可能性,并提高系统的稳定性和可靠性。
一、高压电缆常见故障的分析1. 绝缘老化高压电缆绝缘老化是指绝缘材料在长期电压、电流、温度等外部环境的作用下,发生物理、化学或结构性变化,导致其绝缘性能下降,甚至失去绝缘效果。
绝缘老化通常会导致电缆绝缘击穿、短路等故障。
2. 绝缘击穿绝缘击穿是指绝缘材料在电场作用下发生局部或全部击穿而失去绝缘性能的现象。
绝缘击穿通常是由于电压超过绝缘材料的承受能力,或者是绝缘材料本身存在缺陷引起的。
3. 电缆接头故障电缆接头是电力系统中容易出现故障的地方之一,其主要故障包括接头接触不良、接头密封不严导致水分渗入、连接件松动或断裂等情况,都可能导致电缆系统的不稳定性和故障发生。
4. 电缆外部损伤电缆在铺设和使用过程中容易受到外部损伤,比如机械划伤、挤压等,这些损伤会导致绝缘层破损,甚至击穿,从而引发电缆故障。
5. 电缆敷设不当电缆的敷设不当可能导致电缆过度受力、弯曲半径不足、绝缘被挤压等问题,从而影响电缆的正常使用。
二、预防措施1. 选用优质的绝缘材料对于高压电缆系统,尤其是在恶劣环境下使用的电缆,应选用优质的绝缘材料,提高其抗老化能力和耐电压能力,以延长电缆的使用寿命。
2. 定期检测绝缘状态定期对高压电缆的绝缘状态进行检测和评估,及时发现并处理绝缘老化、击穿等问题,确保电缆的可靠性和安全性。
3. 注意电缆接头质量在接头制作和安装过程中,应确保接头质量合格,接头连接牢固,接触良好,封闭严密,以防止水分和杂质进入接头,导致接头故障。
4. 加强电缆的保护在电缆敷设和使用过程中,应加强对电缆的保护,避免机械损伤、挤压等外部因素对电缆造成损害。
5. 合理规划电缆敷设在电缆敷设过程中,应合理规划敷设方案,保证电缆不受过度受力和弯曲,避免因敷设不当引发故障。
地铁高压电缆击穿故障与对策
摘要:地铁直流电缆作为输电的重要部件,运行的状态对地铁牵引供电系统稳
定性有着直接的影响。
本文根据多年工作实践,对高压电缆击穿的故障原因及预
防措施进行探索,供同行借鉴参考。
关键词:地铁直流电缆;击穿故障;对策
一、故障现象分析
XX年X月,某地铁线路接触网避雷器高压侧1500V直流电缆击穿放电,并引起A\B双边两个直流断路器瞬时过流保护动作跳闸,跳闸后自动重合闸成功。
故
障发生在非运营时段,当时没有列车运行,故障发生后立即组织变电和接触网人
员进行现场检查及故障处理,设备恢复正常运行,未造成运营方面的影响。
二、电缆工况分析
该1500V直流电缆芯线是由铜丝束绞组成的电缆导体,外线护套由乙丙橡胶(EPR)绝缘和低烟、低卤、B类阻燃带构成(图1)。
发生故障的直流电缆一端
与接触网连接,另外一端连接至避雷器端,故障发生在直流电缆连接避雷器的电
缆头近端。
三、故障原因分析
对故障点处的避雷器进行检查,外观检查并无闪络或击穿现象,送检后其预防性试验数
据见表 1(注:YH5WS-17/75 避雷器直流 1m A 参考电压不小于25 k V,0.75U1m A时电流不
大于50 μ A),数据表明该避雷器性能参数合格,能满足该线接触网防雷系统要求。
结合
A/B开关瞬时过流保护动作跳闸后自动重合闸成功的故障现象,可推知该故障为瞬间金属性
接地故障,排除因避雷器内部电阻片老化(或劣化)、泄漏电流大幅度增加或者避雷器元件
发生击穿性短路故障导致的接地故障发生。
通过对故障电缆进行解剖,发现故障电缆的主绝缘有割伤,同时内部铜芯也有不同程度
的割断,综合考虑故障点的运行环境,总结原因如下:
(一)直流电缆介质沿面放电导致电缆绝缘下降。
制作过程中,热缩套管内部含有杂质、汗液及气隙等,加之电缆终端头外的热缩套管由于在高架段露天段经受一年四季的气候变化,强烈的温差以及潮湿的环境导致热缩管劣化,雨季时,有大量水分附着在电缆上,极易通过
外层的热缩套管气隙渗入到电缆剥接层,同时杂质、气隙等共同作用下极有可能造成介质沿
面放电,导致主绝缘逐步下降。
(二)长期局部放电加速了电缆的绝缘老化。
电缆的主绝缘层已渗水,由于在施工做端
子头压接时电缆主绝缘末部制成锥体,如图2所示,由于剥接工艺质量控制不到位,绝缘层、电缆铜芯处有割伤,造成主绝缘层被破坏,导致外护套与平滑过渡层间产生气隙,加大了电
晕产生的可能性,成为局部放电源。
因为气隙的相对介电常数小于乙丙橡胶的相对介电常数,导致气隙内部电场强度高于周围的乙丙橡胶,易发生击穿,即产生局部放电,引起绝缘腐蚀
和老化,使材料电导率变大,造成绝缘损伤。
在局部放电和沿面放电的共同作用下,热缩管失去应有的防水绝缘功能,经过以上因素
的共同作用和长期累加,以及故障发生前连日暴雨雷鸣,环境空气湿度大,致使局部放电区
域逐渐扩大,当电缆通过暂态过电压时,最终导致电缆绝缘Ⅱ段处绝缘薄弱点瞬时闪络性击穿,电缆突然泄露大量电流,造成直流电缆线芯通过其金属箱体接地短路(图 3)。
四、预防对策
根据以上原因分析,需认真地对辖区所属的直流1500V 正极电缆及附属高压侧连接电缆
进行一次全面检查,并针对电缆头制作及包扎工艺方面的缺陷,进行如下专项优化整改。
(一)按照标准的制作工艺压接好端子(图 4),在终端与电缆的空隙处填充1层高压
绝缘胶带(图5)。
注意保持清洁,尽量压缩制作时间,剥切电缆后,保证制作时连续,连
贯完成。
此外,要保障直流1500 V 电缆及附属高压侧连接电缆运行安全,还需要做到以下几方面。
a.故障预防措施。
周期性开展直流电缆的绝缘测试工作,一定程度上可以对比分析电缆
绝缘的劣化趋向,如果测试的数据异常时,须进一步测量吸收比(K = R60s / R15s)和极化指
数(PI = R10min / R1min),综合比较K和PI值来判断设备的运行情况。
b.故障应急响应。
地铁行车密度大,一旦发生供电开关跳闸故障,需要第一时间组织检
修人员登乘,加强该区段巡视。
如果重合闸不成功,需立即启动相关抢险应急预案,尽量减
少故障对运营的影响。
与此同时,针对性做好前期应急备品备件及专用抢险工器具的储备,
提高故障时的应急处置效率。
c.加强电压及负荷检测。
对电缆的运行负荷情况进行常态化检查、跟踪,确保电缆的载流量保持在允许持续载流量以下,若电缆过负荷运行现象长期存在,应及时开展针对性核查整改,如此将有效减缓电缆绝缘的老化速度,延长电缆的使用寿命。
d.新线施工隐患规避。
根据既有线路的运营维护经验,在后续的新线施工介入期,为增
加供电安全可靠性及减少接管后的维护量,应积极协调新线接触网(轨)直流1500 V正极电
缆及附属高压侧连接电缆按优化后的电缆头制作及包扎工艺开展施工安装;同时,建议在后
续新线建设中明确上述要求并作为标准执行。
同时新线在敷设电缆时要严格按规定敷设,以
实际现场地形、地况为基准并结合周边的工程施工开展情况进行敷设,规避施工隐患。
五、电缆故障定位及超声波检测技术应用
(一)弧反射电缆故障定位仪的应用
在电缆出现故障后,第一时间判断出电缆的故障性质,根据故障性质选择相应的定位方法,对于埋地隐蔽电缆及长大区间电缆快速查找电缆故障点,对恢复设备正常运行显得尤为
必要。
a.低压脉冲法测量。
测试时向电缆注入一低压脉冲,该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点,如断路点、短路点、中间接头等,通过故障点反射脉冲与发射脉冲的时间差原理来测距。
将电缆故障定位仪的控制面板上RADAR/THUMP 切换开关切换至 RADAR,选择波速及测
量范围,确保正极测试引线接电缆线芯,负极接在电缆屏蔽上(图 8),接好线后就可以进
行低压脉冲法测量。
b.高压弧反射法测量。
这种方法在操作过程中主要是先将电缆通电,运用冲击高电压或
者直流电压之后观察所发出的电压脉冲在故障点与发出点之间的距离,进行故障点的测距,
这种方式主要用于对闪络性与高阻 2 种故障。
为便于与高压弧反射波形进行比较,先用低压脉冲法测出线路全长波形,保存波形后将XF28-1960 电缆故障定位仪的控制面板上的RADAR/THUMP 切换至THUMP,通过“VOLTAGE ADJUSTMEN”调节电压,电压等级选择14 k V/28 k V,选择波速及测量范围后开始测量。
图9
中红色为高压冲击反射波,蓝色反射波为低压脉冲反射法测出的线路全长,故障点的距离是208 m,下降沿起始处就是故障点的距离。
(二)超声波检测仪的应用
电气设备运行时,往往会在重大事故发生前出现电弧放电、漏电痕迹、电晕放电等现象,这些现象会使附近的空气离子化而产生超声波,所以,可使用UP2000超声波检测仪对直流
高压电缆运行工况进行预防性检测(图10),便于及早进行维修,避免重大事故的发生。
六、结束语
该直流电缆由于施工期剥接工艺控制不到位导致主绝缘层破坏,加之高架段强烈的温差
以及潮湿的环境导致热缩管劣化,主绝缘层绝缘进一步下降,当电缆通过暂态过电压时,电缆绝缘薄弱点瞬时闪络性击穿,最终导致电缆绝缘放电击穿,造成直流电缆线芯通过其金属箱体接地短路。
电气人员应提高警惕,做好预防对策,避免因此故障而对地铁运营造成不必要的影响。
参考文献:
[1]艾飞.电力电缆故障查找方法与测距分析[J].通讯世界,2015(24):138-139.
[2]肖涛古,王志.电力电缆故障的预定位方法[J].都市快轨交通,2009,22(3):72-75.。