■ 河南工業(yè)職業(yè)技術學院機電工程系 呂俊霞
電纜是用于傳輸電能、傳遞信息和實現(xiàn)電磁能力轉換的電工產品,廣泛地應用于工農業(yè)生產中。由電纜組成的供電網絡,線路長,分支線多,并有更多的機會與可燃物或建筑物接觸。電纜在一定使用條件下,是能夠安全運行的。但是,當電纜發(fā)生短路、過載、局部過熱,電火花或電弧等故障狀態(tài)時,所產生的熱量將遠遠超過正常狀態(tài),電纜將不能正常運行。
敷設電纜時,如果電纜存放地點在敷設前24h內的平均溫度以及敷設現(xiàn)場的溫度低于規(guī)定值,應將電纜預先加熱。其預防方法如下。
用提高周圍空氣溫度的方法預熱電纜,將周圍空氣溫度提高到5~10℃,電纜需要在該溫度下靜置72h,將周圍空氣提高到25℃,需要靜置24~36h。
對電纜芯加電流進行加熱,通入的電流不得大于電纜額定電流,加熱后的電纜表面溫度不得低于5℃。若用單相電流加熱鎧裝電纜,選擇電纜芯線的接線方式時應考慮防止鎧裝內形成感應電流。
經預熱的電纜,應盡快在1h內敷設完畢。當電纜冷卻到預熱前的溫度時,不得再將其彎曲。
制作電纜中間接頭時,一般要把金屬護套外的瀝青和塑料帶防腐部分剝去一部分,制作后外露的部分護套和整個中間接頭的外殼進行防腐處理。其方法如下。
對鉛包電纜,可涂瀝青與桑皮紙組合(瀝青層與桑皮紙間隔各兩層)作為防腐層。
對鋁包電纜。在鋁包電纜鋼帶鋸口處,可保留40mm長的電纜本體塑料帶瀝青防腐層。鋁包表面用汽油擦干凈后,從接頭盒鉛封處起至鋼帶鋸口處,熱涂瀝青一層,再加上瀝青、桑皮紙作為組合防腐層。
紙絕緣電纜在運輸、存儲和施工中,由于密封不嚴、浸水等原因,電纜端部的絕緣受潮。若將受潮的紙絕緣電纜接入電網,由于絕緣強度下降,容易造成絕緣擊穿。若發(fā)現(xiàn)電纜受潮,應從絕緣受潮部分其一小段一小段地切除,至試驗合格為止。檢查方法如下:將電纜芯松開,使絕緣紙?zhí)幱谧匀粻顟B(tài),然后將其浸入150~160℃的電纜油中,若產生“噼啪”爆破聲,說明絕緣紙受潮;也可以用清潔干燥的工具剝開鉛包,撕下幾條絕緣紙,用火柴點燃,若發(fā)出“嘶嘶”聲并出現(xiàn)白泡沫,說明電纜受潮。
電纜終端頭下部鉛包龜裂事故,大多數(shù)發(fā)生在高位垂直安裝的電纜頭下部,一旦發(fā)現(xiàn),應鑒定缺陷的嚴重程度,若尚未全部裂開,又無滲漏現(xiàn)象,可采用封鉛法加厚一層和環(huán)氧樹脂帶包孔密封的方法進行處理。
充油電纜由于制造質量不好或經過多次搬運,出現(xiàn)電纜油介質不符合要求??刹捎媒浢摎馓幚淼暮细裼瓦M行沖洗置換。沖洗油量應不小于2倍油道的油容量,沖洗后隔五晝夜取油樣進行化驗。如果仍然不合格,需要再沖洗,直至合格為止。
若電纜接頭的油質不合格,可沖洗電纜兩端,然后在上油嘴接壓力箱下油嘴放油沖洗,沖洗油量為2~3倍電纜頭內的油量。若電纜終端頭的油質不合格,由于油量較大,不宜采用沖洗處理,可將終端頭內的油放盡,重新進行真空注油。
電纜橋架敷設在橋架上,其優(yōu)點是無積水問題,避免了與地下管溝交叉相碰,成套產品整齊美觀,節(jié)約空間,封閉槽架有利于防火、防爆、抗干擾。缺點是耗用鋼材多,施工、檢修和維護困難,受外界引火源(油、煤粉起火)影響的幾率較大。
電纜橋架處在防火防爆的區(qū)域里,可在托盤、梯架中添加具有耐火或難燃性的板、網材料構成密閉式結構。并在架橋表面涂刷防火層,其整體耐火性還應符合國家有關規(guī)范的要求。另外,橋架還應有良好的接地措施。
地下動土刨傷,損壞絕緣,可挖開地面,修復絕緣。
人為接地沒有拆除,應拆除接地線。
負荷過大、溫度過高,使絕緣老化。應調整負荷采取降溫措施,更換老化的絕緣,必要時更換嚴重老化的電纜。
套管臟污,有裂紋引起放電。應清洗臟污的套管,更換有裂紋的套管。
電纜本身受機械損傷,使絕緣破壞。
電纜由于各種原因引起受潮,使絕緣強度降低而被擊穿。
電纜絕緣老化。
電纜防護層的鉛包腐蝕,使絕緣層損壞被擊穿。
過電壓引起擊穿。
電纜的運行溫度過高,使絕緣破壞被擊穿。
鉛封不嚴密,使水分和潮氣侵入盒內,引起絕緣子受潮被擊穿。
終端頭有砂眼或細小裂紋,使水分和潮氣侵入,引起絕緣受潮被擊穿。
引出線接觸不良,造成過熱,使絕緣破壞被擊穿。
電纜頭分支處距離小或所包絕緣物不清潔,在長期電場作用下使這些薄弱環(huán)節(jié)的絕緣逐漸破壞,電纜頭爆炸。
電纜頭引出不當,如電纜芯直接引出盒外,使外界潮氣沿電纜芯進入電纜頭,造成絕緣被擊穿。
應根據(jù)故障原因,采用相應的方法進行處理。
三芯分支處距離小,在電場作用下空氣發(fā)生游離而引起電暈放電,應增大絕緣距離。
電纜頭距電纜溝太近,而且電纜溝較潮或有積水,使電纜頭周圍溫度升高而引起電暈放電,應排除電纜溝內的積水,加強通風,保持干燥。
芯線與芯線直接的絕緣介質的變化,使電場分布不均勻。某些尖端或棱角的電場比較集中,當其電場強度大于臨界電場強度時,就會使空氣發(fā)生游離而產生電暈放電。應將各芯線的絕緣表面包一段金屬帶,并將各個金屬帶相互連接在一起(稱為屏蔽),即可改善電場分布而消除電暈。
鐵閘脹裂一般是由于內部壓力過大造成的,脹裂后的絕緣膠自縫中擠出,裂紋大多在殼體最大直徑部位,且方向向下。因此潮氣不容易大量進入。應檢查終端頭是否受潮,并進行直流耐壓試驗。若受潮或絕緣強度不合格,應割掉予以更換。
高、低壓電纜接到變壓器、斷路器、電動機等電氣設備或線路時,大都用電纜終端盒,以保證絕緣良好、連接可靠、安全運行。電纜終端盒型式,按材料分有生鐵、尼龍、環(huán)氧樹脂終端盒。按形狀分有漏斗型、手套型、扇型終端盒。終端盒的故障主要是絕緣擊穿,形成短路,發(fā)生爆炸,燃燒著的絕緣膠會向外噴出,從而引起火災,導致設備損壞,甚至發(fā)生人身傷亡等事故。
預防措施是電纜終端盒安裝時,要保證施工質量。保證密封,防止潮氣侵入,對電纜終端盒平時要加強檢查,發(fā)現(xiàn)有嚴重漏油時,應及時修好,防止潮氣侵入。
電纜末端與斷路器、變壓器、電動機等電氣設備連接時,一般都將接頭置于終端盒內,以保證絕緣良好、連接可靠、運行安全。當終端盒發(fā)生故障時,使絕緣擊穿,造成短路,發(fā)生爆炸。燃燒的絕緣膠向外噴出而引起火災,導致設備損壞,甚至發(fā)生人身傷亡事故。
電纜負荷或外界溫度發(fā)生變化時,盒內的絕緣膠熱脹冷縮,產生“呼吸”作用,內外空氣交流,潮氣侵入盒內,凝結在盒內的內壁上和空隙部分。絕緣由于受潮,絕緣電阻下降而被擊穿。應在制作、安裝終端盒時,確保施工質量、密封性能良好,防止潮氣侵入。
終端盒內的絕緣膠遇到電纜油就溶解,在盒的底部和電纜作為形成空隙,絕緣由于電阻下降而被擊穿。應加強對終端盒的巡視檢查,當發(fā)現(xiàn)盒內漏油,要立即進行處理,防止漏油造成爆炸事故。
電纜兩端的高差過大,低的一端的終端盒受到電纜油的壓力,嚴重時密封被破壞,絕緣由于電阻下降而擊穿。
電纜在“兩線一地”系統(tǒng)在正常運行時,不接地相對地電壓升高倍,即對地電壓升高到線電壓,如果電纜的對地絕緣長期承受較高的運行電壓,對地絕緣裕度將減??;由于三芯電纜通過的負荷不一定平衡,將在電纜鉛包兩端產生電位差形成環(huán)流,使絕緣發(fā)熱;“兩線一地”中單相接地故障實際上就是相間短路,短路電流很大。如果這種電流經常發(fā)生,電纜將經常承受沖擊油壓的作用,以上原因增加了電纜損壞率。
為了防止電纜頭損壞,應采取以下措施。
采用高一級電壓等級的電纜。
保護接地與工作接地分開。
工作接地要遠離站內接地網,各路接地電阻應盡量一致。
在敷設時,違反敷設規(guī)定,將電纜鉛包折傷和不完全斷線,應在敷設電纜時,按規(guī)定施工,注意不要把電纜頭碰傷,如地下埋有電纜,動土時必須采取有效的預防措施。
常見的電纜故障有:電纜芯線的斷線和不完全斷線;電纜的相間短路、接地短路或閃絡短路故障等。判斷電纜故障的性質一般是用絕緣電阻表。若懷疑芯線斷線或不完全斷線,可將電纜一端的芯線短接,在另一端測每條芯線的絕緣電阻。若為無窮大,則為完全斷線,若雖不為無窮大也不為零,則為不完全斷線。若懷疑芯線間短路或接地,可將一端的線芯完全散開,在另一端每兩條芯線間或芯線與接地線的絕緣電阻,若為零,則為短路或接地。
測定電纜故障點常用的比較先進的方法是采用電纜故障測試儀。該儀器由閃絡測試儀、路徑儀和定點儀配套組成。閃絡測試儀可以進行粗測,測定故障點的大致距離;路徑儀可以查明故障電纜的走向;定點測試儀可比較精確地測得故障點的具體位置。定點儀采用沖擊放電聲測法的原理制成。在故障電纜一端的故障相上加上直流高壓或沖擊高壓,使故障點放電,定點儀的壓電晶體探頭接受故障點的放電聲波并把它變成電信號,經過放大后用受話器還原成聲波,聲音最響的位置即為故障點。
綜上所述,我們可以知道,電力電纜的常見故障的原因及排除方法等,為了使電力電纜能夠正常的運行,我們應加強預防,盡量減少電纜可能發(fā)生的故障,一旦發(fā)現(xiàn)故障,及時排除,使電力更好地為人類服務。
[1] 芮靜康 主編 《常見電氣故障的診斷與維修》機械工業(yè)出版社2007年5月
[2] 陳家斌 主編 《變電運行與管理技術》中國電力出版社 2004年5月
[3] 張慶河 主編 《電氣與靜電安全》 中國石化出版社2005年5月
[4] 楊在塘 主編 《電氣防火工程》中國建筑工業(yè)出版社1997年4月