高壓電纜為何會發(fā)生故障,其中的原因有哪些


原標(biāo)題:高壓電纜為何會發(fā)生故障,其中的原因有哪些
高壓電纜發(fā)生故障是電力系統(tǒng)中較為常見且影響較大的問題,故障原因涉及電纜本體、附件、運行環(huán)境以及人為因素等多個方面,以下為你詳細(xì)介紹:
電纜本體因素
絕緣老化
原理:高壓電纜在長期運行過程中,絕緣材料會受到電、熱、機械應(yīng)力等因素的作用而逐漸老化。例如,電場會使絕緣材料中的分子發(fā)生極化和電離,產(chǎn)生自由電子和離子,這些帶電粒子在電場作用下加速運動,撞擊絕緣分子,導(dǎo)致絕緣分子鏈斷裂,從而使絕緣性能下降。
影響:絕緣老化會降低電纜的絕緣電阻,增加漏電流,最終可能引發(fā)絕緣擊穿故障,導(dǎo)致電纜停電。
絕緣受潮
原理:電纜制造過程中如果密封不嚴(yán),或者在運輸、敷設(shè)過程中外護套受損,水分就可能侵入電纜內(nèi)部。水分的存在會降低絕緣材料的絕緣性能,因為水是極性分子,在電場作用下會發(fā)生極化,形成導(dǎo)電通道。
影響:嚴(yán)重時會導(dǎo)致絕緣擊穿,造成電纜短路故障。例如,在一些地下敷設(shè)的電纜中,由于長期受到地下水的侵蝕,外護套破損后水分進入電纜,引發(fā)故障。
電纜質(zhì)量問題
導(dǎo)體問題:如果導(dǎo)體材質(zhì)不純、截面積不符合設(shè)計要求或存在斷股等情況,會導(dǎo)致電纜的電阻增大,在運行過程中發(fā)熱嚴(yán)重,加速絕緣老化,甚至引發(fā)火災(zāi)。
絕緣層問題:絕緣層厚度不均勻、存在雜質(zhì)或氣泡等缺陷,會降低絕緣強度,容易發(fā)生局部放電和絕緣擊穿故障。
電纜附件因素
中間接頭故障
密封不良:中間接頭是電纜線路中的薄弱環(huán)節(jié),如果密封處理不當(dāng),水分和潮氣會進入接頭內(nèi)部,導(dǎo)致絕緣受潮,引發(fā)故障。例如,在潮濕的環(huán)境中,密封不嚴(yán)的中間接頭可能會在短時間內(nèi)發(fā)生絕緣擊穿。
制作工藝差:中間接頭的制作需要嚴(yán)格按照工藝要求進行,如果壓接不緊、絕緣處理不到位等,會導(dǎo)致接頭處電阻增大、絕緣性能下降。比如,壓接不緊會使接觸電阻增大,在電流通過時產(chǎn)生熱量,加速絕緣老化。
終端頭故障
電應(yīng)力集中:終端頭是電纜與電氣設(shè)備連接的部位,電場分布較為復(fù)雜,容易出現(xiàn)電應(yīng)力集中的情況。如果終端頭的設(shè)計或制作不合理,不能有效地分散電應(yīng)力,就會導(dǎo)致局部絕緣擊穿。
密封與絕緣問題:和中間接頭類似,終端頭如果密封不好,水分會侵入;絕緣處理不當(dāng),也會降低絕緣性能,引發(fā)故障。
運行環(huán)境因素
外力破壞
施工損傷:在城市建設(shè)和道路施工過程中,挖掘機、打樁機等施工機械可能會誤挖、誤撞電纜,導(dǎo)致電纜外護套破損、絕緣層損壞,甚至直接切斷電纜。例如,一些市政工程在未對地下電纜進行詳細(xì)探測的情況下就進行施工,很容易造成電纜故障。
車輛碾壓:在電纜敷設(shè)于地面或淺埋的情況下,過往車輛的反復(fù)碾壓可能會使電纜外護套破裂,損傷絕緣層和導(dǎo)體。
化學(xué)腐蝕
土壤腐蝕:在一些化工企業(yè)附近或土壤中含有腐蝕性物質(zhì)(如酸、堿、鹽等)的地區(qū),電纜的外護套和金屬護套會受到化學(xué)腐蝕,導(dǎo)致外護套變薄、破裂,金屬護套生銹、穿孔,從而使水分和潮氣進入電纜內(nèi)部,引發(fā)故障。
電化學(xué)腐蝕:當(dāng)電纜周圍存在不同電位的金屬物體時,會形成電化學(xué)腐蝕電池,加速電纜金屬護套的腐蝕。
過電壓
雷電過電壓:在雷雨天氣中,雷電可能會擊中電纜或其附近的物體,產(chǎn)生過電壓。這種過電壓的幅值很高,可能會擊穿電纜的絕緣層,導(dǎo)致電纜故障。
操作過電壓:電力系統(tǒng)中的開關(guān)操作、故障切除等過程會產(chǎn)生操作過電壓,雖然其幅值一般比雷電過電壓低,但持續(xù)時間較長,也可能對電纜的絕緣造成損害。
人為因素
安裝施工不當(dāng)
敷設(shè)不規(guī)范:電纜敷設(shè)時如果彎曲半徑過小、牽引力過大或敷設(shè)過程中受到扭絞等,會損傷電纜的絕緣層和導(dǎo)體。例如,在敷設(shè)過程中,如果電纜被強行彎曲,可能會導(dǎo)致絕緣層破裂或?qū)w變形。
固定不牢固:電纜固定不牢固可能會使電纜在運行過程中受到振動和擺動的影響,導(dǎo)致電纜附件松動、密封破壞,引發(fā)故障。
維護管理不善
缺乏定期檢測:如果沒有定期對高壓電纜進行絕緣電阻測試、局部放電檢測等,就不能及時發(fā)現(xiàn)電纜存在的隱患,導(dǎo)致故障逐漸發(fā)展擴大。
記錄不完整:對電纜的運行情況、維護記錄等管理不完善,會使維護人員無法全面了解電纜的歷史狀況,難以制定科學(xué)合理的維護計劃。
責(zé)任編輯:David
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