1、電力電纜接地電流檢測(cè),課程內(nèi)容簡(jiǎn)介,任務(wù)一：電力電纜接地電流分析,電力電纜基本知識(shí),一,二,電力電纜線路,電力電纜是指在電力系統(tǒng)的主干線路中用以傳輸和分配大功率電能的電纜產(chǎn)品。產(chǎn)品的技術(shù)性能主要是導(dǎo)體的導(dǎo)電能力（載流量），高電場(chǎng)下的電場(chǎng)均勻性和絕緣穩(wěn)定可靠性，整體結(jié)構(gòu)的熱平衡性（散熱能力要與運(yùn)行中的發(fā)熱量保持平衡），電動(dòng)應(yīng)力承受能力，以及電纜在安裝、敷設(shè)、運(yùn)行中機(jī)械力的承受能力。電力電纜線路作為一個(gè)完整的輸配電線路，包括電纜本體、接頭、終端，視情況不同還可能帶有不同功能的配件，如護(hù)層保護(hù)器、交叉互聯(lián)箱、溫度警示裝置等。有些電纜線路還包括相應(yīng)的附屬土建部分，如電纜溝、排管、豎井、隧道等。 與架空

2、線路相比，電力電纜線路進(jìn)行輸電和配電的主要優(yōu)點(diǎn)是：不受大氣環(huán)境（如雷電、雨霧、污穢物、風(fēng)等）影響；不占地表面和空間；不影響城市景觀美化；維護(hù)工作量小。電力電纜線路的缺點(diǎn)是：建設(shè)投資費(fèi)用高；輸送電流密度小；事故搶修時(shí)間長(zhǎng)。,一、電力電纜基本知識(shí),電力電纜絕緣分類,電纜按絕緣材料和結(jié)構(gòu)的不同可分為油浸紙絕緣電纜、擠包絕緣電纜和壓力絕緣電纜三大類。 （1）油浸紙絕緣電纜 將絕緣紙帶繞包在導(dǎo)電線芯上，經(jīng)過(guò)真空干燥驅(qū)除絕緣紙中水分，再浸漬黏性礦物油填充紙帶中氣隙而形成油浸紙絕緣層，然后在絕緣層外擠包金屬套，構(gòu)成油浸紙絕緣電纜。油浸紙絕緣電纜使用廣泛，但是因制造工藝復(fù)雜，目前已有被擠包絕緣電纜取代的趨勢(shì)。

3、 （2）擠包絕緣電纜 擠包絕緣電纜中使用的絕緣材料是電性能良好的有機(jī)高聚物。由于是將高聚物直接擠壓在導(dǎo)電電芯上構(gòu)成電纜絕緣，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，所以擠包絕緣電纜將逐步取代油浸紙絕緣電纜。按有機(jī)絕緣材料的不同，可將擠包絕緣電纜分成聚氯乙烯電纜，聚乙烯電纜，交聯(lián)聚乙烯電纜和乙丙橡膠電纜等。 （3）壓力絕緣電纜 在較高電壓等級(jí)及特殊場(chǎng)合，有時(shí)候使用壓力絕緣電纜。它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是用帶壓力的油或者氣填充或壓縮油紙絕緣電纜中的氣隙。按具體措施不同，壓力絕緣電纜可分為充油電纜，充氣電纜，鋼管電纜和壓氣（SF6）絕緣電纜。,交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜,（1）電纜結(jié)構(gòu)： 交聯(lián)聚乙烯絕緣單芯電纜一般包括導(dǎo)電線芯，內(nèi)屏蔽層（

4、包裹在導(dǎo)電線芯上），絕緣層，外屏蔽層（包裹在絕緣層上），金屬套和外護(hù)層等組成部分，通常用于35kV以上電壓等級(jí)。電纜的導(dǎo)電線芯是傳導(dǎo)電流的通路，它必須具有很強(qiáng)的導(dǎo)電性以減少運(yùn)行中電能在線路上的損耗，因此線芯需要采用高導(dǎo)電率的金屬材料，常用的電力電纜線芯材料是銅和鋁。護(hù)層的作用是保護(hù)電纜絕緣層，使其免受機(jī)械損傷和各種外界因素的影響，如水、日光、生物以及火災(zāi)等因素的破壞，保證電纜長(zhǎng)期運(yùn)行的電氣穩(wěn)定性，護(hù)層的優(yōu)劣直接影響導(dǎo)電纜的使用壽命。,（2）交聯(lián)方法： 聚乙烯分子的交聯(lián)可以使用物理方法或化學(xué)方法。物理交聯(lián)是用高能粒子射線或電子束照射聚乙烯使其交聯(lián)，多用于絕緣層較薄的電纜?；瘜W(xué)交聯(lián)是在聚乙烯材料中

5、加入少量過(guò)氧化物在一定溫度下進(jìn)行交聯(lián)，又分為濕法交聯(lián)，干法交聯(lián)和硅烷交聯(lián)三種。 1）濕法交聯(lián) 濕法交聯(lián)用蒸汽作為加熱和加壓媒介。交聯(lián)過(guò)程中，過(guò)氧化物分解產(chǎn)生氣體，如甲烷、乙烷、水蒸氣等，它們會(huì)在絕緣中形成直徑約1um10um的微孔。交聯(lián)后絕緣中含水量較高，介電強(qiáng)度降低，在電場(chǎng)作用下容易產(chǎn)生水樹枝，導(dǎo)致絕緣老化。 2）干法交聯(lián) 干法交聯(lián)是用氣體（如N2或SF6）代替蒸汽作為加熱和加壓的媒介，或僅用氣體作為加壓媒介，而用輻射方法加熱絕緣進(jìn)行交聯(lián)。干法交聯(lián)使絕緣中微孔數(shù)減少，含水量降低，提高了絕緣的介電強(qiáng)度，適用于生產(chǎn)較高電壓等級(jí)的交聯(lián)聚乙烯電纜。 3）硅烷交聯(lián) 硅烷交聯(lián)以少量的過(guò)氧化物（0.1%D

6、CP）用硅烷觸媒劑混入聚乙烯材料，代替濕法交聯(lián)或干法交聯(lián)過(guò)程中的加高熱和加壓，使聚乙烯在水中交聯(lián)。這種交聯(lián)過(guò)程也會(huì)使絕緣中含有少量的水分。,任務(wù)一：電力電纜接地電流分析,電力電纜基本知識(shí),一,二,二、電力電纜接地基本知識(shí),電纜導(dǎo)體和金屬護(hù)套間的關(guān)系可以看做一個(gè)變壓器的初級(jí)繞組與次級(jí)繞組。當(dāng)電纜導(dǎo)線通過(guò)電流時(shí)，其周圍產(chǎn)生的一部分磁力線將與金屬護(hù)套交鏈，使護(hù)套產(chǎn)生感應(yīng)電壓。感應(yīng)電壓的大小與電纜的長(zhǎng)度和流過(guò)導(dǎo)線的電流成正比。當(dāng)電纜很長(zhǎng)時(shí)，護(hù)套上的感應(yīng)電壓疊加起來(lái)可達(dá)到危及人身安全的程度。當(dāng)線路不對(duì)稱或發(fā)生短路故障時(shí)，金屬護(hù)套上的感應(yīng)電壓會(huì)達(dá)到很大的數(shù)值；當(dāng)線路遭受操作過(guò)電壓或雷擊過(guò)電壓時(shí)，護(hù)套上也會(huì)

7、形成很高的感應(yīng)電壓，將使護(hù)層絕緣擊穿。如果護(hù)套兩點(diǎn)接地使護(hù)套形成閉合通路，護(hù)套中將產(chǎn)生環(huán)行電流。電纜正常運(yùn)行時(shí)，護(hù)套上的環(huán)行電流與導(dǎo)線的負(fù)荷電流基本上為同一數(shù)量級(jí)，將產(chǎn)生很大的環(huán)流損耗，使電纜發(fā)熱，影響電纜的載流量，這是很不經(jīng)濟(jì)的。,電壓為220kV，截面積為800mm2，長(zhǎng)度為370m的電纜線路，設(shè)計(jì)傳輸容量為90MVA，運(yùn)行中進(jìn)行了測(cè)量試驗(yàn)，當(dāng)電纜帶負(fù)荷約30%時(shí)，進(jìn)行兩端接地，測(cè)試護(hù)套的環(huán)行電流；一端接地，測(cè)試護(hù)套的電壓。,1. 運(yùn)行規(guī)程接地要求,國(guó)家電網(wǎng)公司Q/GDW電力電纜線路運(yùn)行規(guī)程（2010年）中5.5章節(jié)對(duì)電纜線路接地方式進(jìn)行明確的規(guī)定： （1）三芯電纜線路的金屬屏蔽層和鎧裝層

8、應(yīng)在電纜線路兩端直接接地。當(dāng)三芯電纜具有塑料內(nèi)襯層或隔離套時(shí)，金屬屏蔽層和鎧裝層宜分別引出接地線，且兩者之間宜采取絕緣措施。 （2）單芯電纜金屬屏蔽（金屬套）在線路上至少有一點(diǎn)直接接地，任一點(diǎn)非直接接地處的正常感應(yīng)電壓應(yīng)符合下列規(guī)定： a、采取能防止人員任意接觸金屬屏蔽（金屬套）的安全措施時(shí)，滿載情況下不得大于 300V； b、未采取能防止人員任意接觸金屬屏蔽（金屬套）的安全措施時(shí)，滿載情況下不得大于 50V 。 （3）單芯電纜線路的金屬屏蔽（金屬套）接地方式的選擇應(yīng)符合下列規(guī)定： a、電纜線路較短且符合感應(yīng)電壓規(guī)定要求時(shí)，可采取在線路一端直接接地而在另一端經(jīng)過(guò)電壓限制器接地，或中間部位單點(diǎn)直

9、接接地而在兩端經(jīng)過(guò)電壓限制器接地。 b、上述情況以外的電纜線路，應(yīng)將電纜線路均勻分割成三段或三的倍數(shù)段，采用絕緣接頭實(shí)施交叉互聯(lián)接地。 c、水底電纜線路可采取線路兩端直接接地，或兩端直接接地的同時(shí)，沿線多點(diǎn)直接接地。 （4）單芯電纜金屬屏蔽（金屬套）單點(diǎn)直接接地時(shí)，下列情況下宜考慮沿電纜鄰近平行敷設(shè)一根兩端接地的絕緣回流線。 a、系統(tǒng)短路時(shí)電纜金屬屏蔽（金屬套） 上的工頻感應(yīng)電壓，超過(guò)電纜外護(hù)層絕緣耐受強(qiáng)度或過(guò)電壓限制器的工頻耐壓。 b、需抑制電纜對(duì)鄰近弱電線路的電氣干擾強(qiáng)度。,2. 單端接地方式,當(dāng)電纜線路長(zhǎng)度大約在500m及以下時(shí)，電纜護(hù)套可以采用一端直接接地 （通常在終端頭位置接地），另

10、一端經(jīng)保護(hù)器接地。護(hù)套其它部位對(duì)地絕緣，這樣護(hù)套沒(méi)有構(gòu)成回路，可以減少及消除護(hù)套上的環(huán)行電流，提高電纜的輸送容量。為了保障人身安全，非直接接地一端護(hù)套中的感應(yīng)電壓不應(yīng)超過(guò)50V，假如電纜終端頭處的金屬護(hù)套用玻璃纖維絕緣材料覆蓋起來(lái)，該電壓可以提高到100V。 護(hù)套一端接地的電纜線路，還必須安裝一條沿電纜線路平行敷設(shè)的導(dǎo)體，導(dǎo)體的兩端接地，這種導(dǎo)體稱為回流線。為了避免正常運(yùn)行時(shí)回流線內(nèi)出現(xiàn)環(huán)行電流，敷設(shè)導(dǎo)體時(shí)應(yīng)便它與中間一相電纜的距離為0.7s（s為相鄰電纜軸間距離），并在電纜線路的一半處換位。,3. 雙端接地方式,66kV及以上電壓等級(jí)XLPE絕緣單芯電纜金屬護(hù)套上的感應(yīng)電壓與電纜的長(zhǎng)度和負(fù)荷

11、電流成正比。當(dāng)電纜線路很短，傳輸功率很小時(shí)，護(hù)套上的感應(yīng)電壓極小。護(hù)套兩端接地形成通路后，護(hù)層中的環(huán)流很小，造成的損耗不顯著，對(duì)電纜的載流量影響不大。當(dāng)電纜線路很短，利用小時(shí)數(shù)較低，且傳輸容量有較大裕度時(shí)，電纜線路可以采用護(hù)套兩端接地。,4. 護(hù)套中點(diǎn)接地方式,電纜線路采用一端接地太長(zhǎng)時(shí)，可以采用護(hù)套中點(diǎn)接地的方式。這種方式是在電纜線路的中間將金屬護(hù)套接地，電纜兩端均對(duì)地絕緣，并分別裝設(shè)一組保護(hù)器。每一個(gè)電纜端頭的護(hù)套電壓可以允許50V，因此中點(diǎn)接地的電纜線路可以看做一端接地線路長(zhǎng)度的兩倍。 當(dāng)電纜線路長(zhǎng)度為兩盤電纜，不適合中點(diǎn)接地時(shí)，可以采用護(hù)套斷開的方式。電纜線路的中部（斷開處）裝設(shè)一個(gè)絕

12、緣接頭，接頭的套管中間用絕緣片隔開，使電纜兩端的金屬護(hù)套在軸向絕緣。為了保護(hù)電纜護(hù)套絕緣和絕緣片在沖擊過(guò)電壓時(shí)不被擊穿，在接頭絕緣片兩側(cè)各裝設(shè)一組保護(hù)器，電纜線路的兩端分別接地。,5. 交叉互聯(lián)接地方式,電纜線路很長(zhǎng)時(shí)（大約在1000m以上），可以采用護(hù)套交又互聯(lián)。這種方法是將電纜線路分成若干大段，每一大段原則上分成長(zhǎng)度相等的三小段，每小段之間裝設(shè)絕緣接頭，絕緣接頭處護(hù)套三相之間用同軸引線經(jīng)接線盒進(jìn)行換位連接，絕緣接頭處裝設(shè)一組保護(hù)器，每一大段的兩端護(hù)套分別互聯(lián)接地。 這樣不但對(duì)稱排列的三相電纜護(hù)套電位向量和為零，就是在不對(duì)稱的水平排列三相電纜中，由于電纜每小段進(jìn)行了換位，每大段全換位，三相電

13、纜護(hù)套感應(yīng)電壓相差很小，相位差120，其向量和很小，產(chǎn)生的環(huán)行電流也幾乎為零。,任務(wù)一：電力電纜接地電流分析,電力電纜基本知識(shí),一,二,三,三、電力電纜護(hù)層接地電流形成機(jī)理,1. 電力電纜結(jié)構(gòu)中的金屬層作用,電纜結(jié)構(gòu)中的金屬部分包括芯線、金屬屏蔽層、金屬護(hù)層、金屬鎧裝層等（并不是在所有電纜中都同時(shí)具有這幾種金屬層），各層材料及作用如下表所示。,2. 電力電纜護(hù)層感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生,對(duì)于三芯電纜，因三根芯線在同一個(gè)金屬護(hù)層內(nèi)，當(dāng)三相電流基本平衡時(shí)，三相合成電流接近于零，合成磁通也接近于零。此時(shí)金屬護(hù)層上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)很小，可以忽略不計(jì)。只有在非對(duì)稱短路時(shí)，破壞了三相電流的對(duì)稱性，合成磁通不再等于零，金

14、屬護(hù)層上才會(huì)有不平衡感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生。 對(duì)于單芯電纜，當(dāng)芯線流過(guò)交變電流時(shí)，交變電流的周圍會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，形成與電纜回路相交鏈的磁通，其必然與電纜的金屬護(hù)層相交鏈，金屬護(hù)層上將會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。,3. 電力電纜護(hù)層接地電流的產(chǎn)生,電纜護(hù)層接地線上的電流主要由感應(yīng)電流、電容電流、泄漏電流3部分組成。感應(yīng)電流由金屬層的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作用在金屬層的自阻抗、接地點(diǎn)間的導(dǎo)通電阻、接地線的電阻等阻抗上形成，感應(yīng)電流的大小與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)成正比，與回路中的總阻抗成反比，當(dāng)電纜護(hù)層僅單點(diǎn)接地時(shí)，感應(yīng)電流為零。電容電流由工作電壓作用在導(dǎo)體與金屬護(hù)層間電容上而產(chǎn)生，與電纜長(zhǎng)度、電纜截面尺寸、工作電壓等因素有關(guān)。泄漏電流為工

15、作電壓作用在電纜主絕緣層的絕緣電阻上產(chǎn)生，絕緣正常時(shí)泄漏電流幅值極小，通?？梢院雎圆挥?jì)。,任務(wù)一：電力電纜接地電流分析,電力電纜基本知識(shí),一,二,三,四,1. 單端接地方式,在高壓電纜的特殊連接中，最簡(jiǎn)單的連接形式就是單端接地，就是將要接地的三根單相電纜的護(hù)套在其一端接地，另一端通過(guò)過(guò)電壓保護(hù)器（小避雷器）接地。在護(hù)套上的其他各點(diǎn)，隨著遠(yuǎn)離接地端，金屬護(hù)層的接地電壓逐漸升高，離接地點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)金屬護(hù)層電壓達(dá)到最高值。當(dāng)過(guò)電壓保護(hù)器動(dòng)作形成接地點(diǎn)，單端接地方式變?yōu)殡p端接地方式，否則在其他情況下電纜金屬護(hù)套中是沒(méi)有電流的，不會(huì)出現(xiàn)護(hù)套循環(huán)電流的功率損失。單端接連接地方式下的電纜排列方式同樣具有水平排

16、列、大品字形排列、小品字形排列這三種基本排列方式。,2. 雙端接地方式,與單端接地方式不同，雙端接地方式下電纜護(hù)套兩端均直接接地，電纜護(hù)套與大地形成完整回路。這種接線方式下，高壓電纜金屬護(hù)層上所承受的電壓為金屬護(hù)套的電阻與大地回路電阻和兩端接地電阻之和的分壓。相比接地電阻而言，金屬護(hù)層的電阻可忽略不計(jì)，所以金屬護(hù)層上所承受的電壓幾乎為零。,以典型220kV電纜為例，在800米雙端接地分別采用大品字形排列和水平排列方式下，1000A負(fù)荷電流下，金屬護(hù)層承受電壓、雙端接地兩端電流及對(duì)應(yīng)阻抗值,四、電力電纜接地電流分析,3. 交叉互聯(lián)接地方式,交叉互聯(lián)分段方式有分段交叉互聯(lián)、改進(jìn)型分段交叉互聯(lián)、連續(xù)

17、型交叉互聯(lián)和混合型系統(tǒng)等接線方式。在交叉互聯(lián)換位過(guò)程中，有金屬護(hù)層換位和電纜線芯換位兩種換位方式。為了節(jié)約高壓電纜敷設(shè)空間，我國(guó)主要采用金屬護(hù)層換位，電纜線芯不換位的交叉互聯(lián)方式。 目前，單芯高壓電力電纜廣泛采用三段式交叉互方式進(jìn)行連接。三段式交叉互聯(lián)接線方式就是俗稱的交叉互聯(lián)接線方式，是將護(hù)套分為三個(gè)小段，然后將各部分的金屬護(hù)層在每個(gè)小段的連接處進(jìn)行交叉換位連接，以此來(lái)中和總的三相感應(yīng)電壓。三段交叉互聯(lián)具體的連接方式為：對(duì)位于一個(gè)完整交叉互聯(lián)段的首端與末端的金屬護(hù)層，通過(guò)直接接地箱將其接地；在兩個(gè)交叉互聯(lián)小段相接觸的位置，將同一相的金屬護(hù)層斷開，通過(guò)交叉互聯(lián)箱與相鄰段的金屬護(hù)層進(jìn)行換位，再通

18、過(guò)電壓保護(hù)器接地。 當(dāng)交叉互聯(lián)換位出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)會(huì)導(dǎo)致接地電流顯著增大。電纜接地系統(tǒng)中,一組完整的交叉互聯(lián)段內(nèi)交叉互聯(lián)換位次序應(yīng)該前后一致,即同時(shí)為“ABCA”或者“ACBA”。典型的的交叉互聯(lián)換位次序錯(cuò)誤如圖4-2所示，此時(shí)金屬護(hù)層內(nèi)環(huán)流將很大。,任務(wù)一：電力電纜接地電流分析,電力電纜基本知識(shí),一,二,三,四,五,五、電纜接地異常引發(fā)故障典型案例介紹,1. 某110kV戶外電纜終端接地線脫焊導(dǎo)致高溫異常及絕緣受損,某公司單位運(yùn)維人員巡視時(shí)發(fā)現(xiàn)某站某110kV電纜戶外終端的外護(hù)套存在高溫灼燒現(xiàn)象，經(jīng)紅外成像儀測(cè)溫其局部最高溫度達(dá)到202。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)拆除其外護(hù)套后確認(rèn)靠近尾管的鋁護(hù)套銹蝕嚴(yán)重，且焊接于鋁

19、護(hù)套位置的接地金具已脫焊。,通過(guò)解體分析得知，該電纜終端進(jìn)水受潮嚴(yán)重，其鋁護(hù)套銹蝕嚴(yán)重且發(fā)生穿孔現(xiàn)象，并且在其內(nèi)部的銅網(wǎng)和應(yīng)力錐錐托均發(fā)現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。該電纜終端內(nèi)部存在兩處放電位置，一是脫焊的接地金具與鋁護(hù)套之間；二是電纜本體介于應(yīng)力錐端部和銅網(wǎng)端部的位置。,通過(guò)設(shè)備解體發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象并結(jié)合理論推斷，則造成該110kV戶外終端異常的原因如下：該段電纜位于變壓器套管出線至戶外終端之間，由于電纜鋁護(hù)套在接地線脫焊后無(wú)有效接地，因此該段電纜鋁護(hù)套上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓在如圖5-4所示兩個(gè)位置有壓差和放電現(xiàn)象，因此鋁護(hù)套對(duì)脫焊的接地線金具之間存在感應(yīng)電壓壓差并發(fā)生放電現(xiàn)象，放電產(chǎn)生高溫并最終導(dǎo)致終端發(fā)生燒蝕現(xiàn)象。

20、,2. 某110kV電纜接地系統(tǒng)失效導(dǎo)致電纜本體擊穿故障,某110kV線路零序二段、接地距離二段保護(hù)動(dòng)作跳閘，重合未出，后經(jīng)隧道內(nèi)查線發(fā)現(xiàn)該線路A相電纜發(fā)生本體擊穿故障。電纜擊穿點(diǎn)位于A相電纜終端站的隧道內(nèi)電纜引上部分，靠近固定電纜用金屬卡具處，電纜線芯對(duì)金屬卡具放電痕跡明顯。,擊穿點(diǎn)上端,擊穿點(diǎn)下端,電纜擊穿點(diǎn)處主絕緣至線芯成漏斗型，外大里小，主絕緣擊穿點(diǎn)周圍的金屬護(hù)套全部燒毀、斷裂；擊穿點(diǎn)背側(cè)的主絕緣也燒蝕出直徑30mm，深約10mm的圓洞，形狀與主絕緣擊穿點(diǎn)相似，但未與線芯貫通。,根據(jù)上述主絕緣擊穿點(diǎn)的特征，可以確定本次電纜擊穿故障是熱擊穿過(guò)程，分析其故障原因?yàn)榻饘俦Ч繉㈦娎|外護(hù)套絕緣磨

21、破，導(dǎo)致電纜多點(diǎn)接地，進(jìn)而引發(fā)絕緣擊穿。,3. 某220kV電纜線路交叉互聯(lián)箱電纜被盜導(dǎo)致電纜本體擊穿故障,某220kV線路雙套縱差保護(hù)動(dòng)作跳閘，故障相別為A相，故障電流18.975kA。運(yùn)維人員隨后經(jīng)查線發(fā)現(xiàn)該線路3#中間接頭、4#中間接頭的互聯(lián)線被盜，在距4#接頭35米處發(fā)現(xiàn)電纜本體擊穿點(diǎn)。,現(xiàn)場(chǎng)勘查發(fā)現(xiàn)在3#中間接頭和4#中間接頭之間，A相電纜本體嚴(yán)重受損，且在多個(gè)電纜支架固定處發(fā)現(xiàn)外護(hù)套破損現(xiàn)象，金屬護(hù)套與電纜支架或抱箍有明顯放電痕跡；同時(shí)，B相、C相電纜本體外護(hù)套也存在部分受損。,本次電纜本體發(fā)生導(dǎo)體對(duì)護(hù)套徑向擊穿故障的主要原因是電纜金屬護(hù)套交叉互聯(lián)線被盜，引起金屬護(hù)套產(chǎn)生懸浮電位。

22、該電位差導(dǎo)致金屬護(hù)套擊穿 PVC外護(hù)套，并構(gòu)成金屬護(hù)套對(duì)電纜支架、抱箍的多點(diǎn)接地，進(jìn)而引發(fā)金屬護(hù)套環(huán)流增大、溫度升高，金屬護(hù)套環(huán)流引發(fā)絕緣材料迅速老化，絕緣強(qiáng)度下降，最終導(dǎo)致電纜導(dǎo)體線芯對(duì)外護(hù)套徑向擊穿，引發(fā)線路故障。,任務(wù)二：電纜接地電流檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及注意事項(xiàng),電力電纜護(hù)層接地電流測(cè)試設(shè)備組成及基本原理,一,二,一、電力電纜護(hù)層接地電流測(cè)試設(shè)備組成及基本原理,1. 電纜護(hù)層接地電流檢測(cè)概述,不同的電纜護(hù)層接地方式下接地電流會(huì)有顯著區(qū)別。電纜外護(hù)套發(fā)生破損，或者電纜屏蔽層發(fā)生斷裂破損時(shí)，電纜護(hù)層接地電流都會(huì)發(fā)生變化，因此，通過(guò)對(duì)電纜護(hù)層接地電流的帶電檢測(cè)或在線監(jiān)測(cè)可以發(fā)現(xiàn)安裝過(guò)程中接地方式

23、的錯(cuò)誤、交叉互聯(lián)系統(tǒng)中接線的錯(cuò)誤，發(fā)現(xiàn)電纜護(hù)層多點(diǎn)接地、屏蔽層斷裂等缺陷。 實(shí)踐證明，電纜護(hù)層接地電流檢測(cè)是檢查電纜接地系統(tǒng)是否正常的有效手段，國(guó)家電網(wǎng)公司狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程將電纜護(hù)層接地電流帶電檢測(cè)作為電纜的日常巡檢項(xiàng)目之一。,2. 接地電流帶電檢測(cè),（1）測(cè)試設(shè)備組成 通常采用便攜式大口徑鉗形電流表進(jìn)行帶電檢測(cè)，測(cè)量電纜護(hù)層接地線上流過(guò)的電流。目前市場(chǎng)上常見的針對(duì)電纜護(hù)層接地電流測(cè)試的鉗形電流表除常規(guī)功能外，通常還具有多組數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、歷史數(shù)據(jù)查詢、保存、打印等高級(jí)功能。對(duì)儀器關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的主要要求如下：測(cè)量導(dǎo)線直徑不小于50mm，電流量程至少滿足10mA100A。,（2）測(cè)試儀器基本原理 鉗形

24、電流表按結(jié)構(gòu)和工作原理的不同，分為整流系和電磁系兩類。整流系鉗形電流表只能用于交流電流的測(cè)量，而電磁系鉗形電流表可以實(shí)現(xiàn)交、直流兩用測(cè)量。電磁系鉗形電流表主要由電流互感器、整流電路、磁電系電流表、量程轉(zhuǎn)換開關(guān)及測(cè)量電路組成。電流互感器的鐵芯為鉗形結(jié)構(gòu)，它分為固定部分和活動(dòng)部分，且置于電流互感器的前端，其中的活動(dòng)部分與扳手聯(lián)動(dòng)；當(dāng)握緊扳手時(shí)，電流互感器的鐵芯便可以張開，這樣被測(cè)電流的導(dǎo)線不必切斷就可以穿過(guò)鐵芯的缺口，然后放松手使鐵芯閉合，這時(shí)通過(guò)電流的導(dǎo)線相當(dāng)于電流互感器的一次線圈，則二次線圈中將出現(xiàn)感應(yīng)電流，和二次線圈相連的電流表指針就發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而指示被測(cè)電流的數(shù)值。量程轉(zhuǎn)換開關(guān)及切換電路可

25、實(shí)現(xiàn)鉗形電流表的多量程電流測(cè)量。 （3）測(cè)試方法 通常采用手持式大口徑鉗形電流表，鉗套在電纜護(hù)層接地線上來(lái)測(cè)量護(hù)層的接地電流。,（4）檢測(cè)儀器基本要求 a、鉗形電流表應(yīng)攜帶方便、操作簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高，交流電流測(cè)量分辨率達(dá)到0.2A，測(cè)量結(jié)果重復(fù)性好； b、 應(yīng)具備多量程交流電流檔； c、鉗形電流表鉗頭開口直徑應(yīng)略大于接地線直徑。 （5）儀器操作注意事項(xiàng) a、使用鉗形電流表測(cè)量時(shí)，應(yīng)注意鉗形電流表的電壓等級(jí)和電流值檔位。測(cè)量時(shí)，應(yīng)戴絕緣手套，穿絕緣鞋，要特別注意人體頭部與帶電部分保持足夠的安全距離。 b、電流表鉗口套入導(dǎo)線前應(yīng)充調(diào)節(jié)好量程，不應(yīng)在套入后再調(diào)節(jié)量程。因?yàn)閮x表本身電流互感器在測(cè)量時(shí)副

26、邊是不允許斷路的。當(dāng)套入后發(fā)現(xiàn)量程選擇不合適時(shí)，應(yīng)先把鉗口從導(dǎo)線中退出，然后才可調(diào)節(jié)量程。 c、電流表鉗口套入導(dǎo)線后，應(yīng)使鉗口完全密封，并使導(dǎo)線處于正中，否則會(huì)因漏磁嚴(yán)重而使所測(cè)數(shù)值不正確。,任務(wù)二：電纜接地電流檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及注意事項(xiàng),電力電纜護(hù)層接地電流測(cè)試設(shè)備組成及基本原理,一,二,二、電力電纜護(hù)層接地電流的診斷標(biāo)準(zhǔn)與注意事項(xiàng),1. 接地電流診斷標(biāo)準(zhǔn),電纜護(hù)層接地電流測(cè)試開展時(shí)間相對(duì)不長(zhǎng)，對(duì)測(cè)試結(jié)果的判斷，目前尚無(wú)明確統(tǒng)一的判據(jù)。對(duì)于測(cè)量結(jié)果，可參考國(guó)家電網(wǎng)公司電力電纜局部放電帶電檢測(cè)設(shè)備技術(shù)規(guī)范（Q/GDW 11224-2014）中規(guī)定，結(jié)合實(shí)際進(jìn)行分析判斷。近幾年國(guó)網(wǎng)公司關(guān)于電力電

27、纜接地電流檢測(cè)的診斷依據(jù)如下： （1）國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程（Q/GDW 1168-2013）規(guī)定：接地電流100A，且接地電流與負(fù)荷比值20%。 （2）國(guó)家電網(wǎng)公司電纜狀態(tài)評(píng)價(jià)導(dǎo)則(Q/GDW 456-2010)，電纜護(hù)層接地電流評(píng)價(jià)項(xiàng)不扣分的條件是：接地電流絕對(duì)值小于100A，且不超過(guò)負(fù)荷電流的20%，且單相接地電流最大值與最小值之比小于3。 （3）國(guó)家電網(wǎng)公司電力電纜局部放電帶電檢測(cè)設(shè)備技術(shù)規(guī)范（Q/GDW 11224-2014）規(guī)定：對(duì)電纜金屬護(hù)層接地電流測(cè)量數(shù)據(jù)的分析，要結(jié)合電纜線路的負(fù)荷情況，綜合分析金屬護(hù)層接地電流異常的發(fā)展趨勢(shì)。,2. 電纜接地電流檢測(cè)的注意事項(xiàng)

28、,對(duì)電纜護(hù)層接地電流的判斷應(yīng)視不同接地方式具體分析，電纜投運(yùn)初期和后期日常巡視的側(cè)重點(diǎn)也應(yīng)不同，不能套用同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。分析數(shù)據(jù)時(shí)，要結(jié)合電纜線路的負(fù)荷情況以及接地電流異常的發(fā)展變化趨勢(shì)，綜合分析判斷。 （1）對(duì)于電纜護(hù)層單端接地方式，接地電流主要為電容電流，不應(yīng)隨負(fù)荷電流變化而變化，單芯電纜的三相接地電流應(yīng)基本相等，電流絕對(duì)值不應(yīng)與負(fù)荷電流比較，而應(yīng)當(dāng)與設(shè)計(jì)值或計(jì)算值比較，偏差較大時(shí)應(yīng)查明原因。 （2）對(duì)于電纜護(hù)層兩端接地方式，接地電流主要為感應(yīng)電流，其大小與負(fù)荷電流近似成正比。當(dāng)三相非正三角形布置時(shí)，單芯電纜的三相接地電流會(huì)有差別（邊相比中相大），但最大值與最小值之比應(yīng)小于2，接地電流的絕對(duì)值

29、應(yīng)不超過(guò)負(fù)荷電流的10%，否則應(yīng)采取措施，如改為電纜護(hù)層單端接地或交叉互聯(lián)系統(tǒng)等。 （3）對(duì)于交叉互聯(lián)系統(tǒng)，正常情況下應(yīng)當(dāng)三相平衡且數(shù)值都不大，當(dāng)接地電流大于負(fù)荷電流的10%或三相差別較大時(shí)，應(yīng)檢查交叉互聯(lián)接線是否錯(cuò)誤，分段是否合理。 （4）在電纜投運(yùn)初期測(cè)量中，應(yīng)重點(diǎn)分析是否存在電纜安裝、設(shè)計(jì)錯(cuò)誤；在日常巡視中，應(yīng)注重與初期值的比較，有較大差異時(shí)，應(yīng)查找電纜外護(hù)套絕緣及電纜接地系統(tǒng)故障。,任務(wù)二：電纜接地電流檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及注意事項(xiàng),電力電纜護(hù)層接地電流測(cè)試設(shè)備組成及基本原理,一,二,三,三、電力電纜接地電流故障診斷機(jī)制,1. 電纜溝內(nèi)敷設(shè)電纜的接地的電流故障診斷機(jī)制,對(duì)于采用電纜溝敷設(shè)的

30、電纜，針對(duì)其容易出現(xiàn)的各種常見安裝故障和運(yùn)行安全問(wèn)題制定以下故障診斷機(jī)制： （1）交叉互聯(lián)換位失敗。在電纜換位過(guò)程中，ABC三相電纜的標(biāo)識(shí)分為兩類。一種是以線芯相位為標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)注，另一種是以金屬護(hù)層為標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)注。由于各個(gè)廠家之間還沒(méi)有形成統(tǒng)一性的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致在交叉互聯(lián)系統(tǒng)金屬護(hù)層換位箱的制作和安裝過(guò)程中容易出現(xiàn)金屬護(hù)層相位混亂的情形，導(dǎo)致交叉互聯(lián)換位失敗，由以往經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，交叉互聯(lián)換位失敗時(shí)的接地電流與正常交叉互聯(lián)換位時(shí)的接地電流相比，表現(xiàn)出一相接地電流小，另兩相接地電流特別大的特征，一般大于最小接地電流相的6倍以上。 （2）外護(hù)套破損。對(duì)于采用電纜溝或者直埋敷設(shè)的電纜，其走線離地面的距離較近，容易

31、出現(xiàn)外護(hù)套破損的狀況。一種情況是由于煤氣、自來(lái)水或者建筑工地的不適當(dāng)施工，造成金屬護(hù)層外皮的破損。還有一種情況是人為的電纜偷盜行為，劃傷了電纜的PVC 外護(hù)套。在上述情況造成金屬護(hù)層的PVC護(hù)套破損后，并不影響電纜的輸電功能，在一定時(shí)間內(nèi)從繼電保護(hù)的角度看，電纜還處于正常的工作狀態(tài)下，但這種以繼電保護(hù)正常作為評(píng)價(jià)的方法只是用于架空線路，電纜因?yàn)橛袕?fù)雜的絕緣系統(tǒng)，PVC 破損對(duì)電纜正常運(yùn)行是有害的。,（3）交叉互聯(lián)箱被破壞。對(duì)于直埋電纜或者采用電纜溝敷設(shè)的電纜，金屬護(hù)層的換位箱和接地箱都是位于地上的。雖然有相應(yīng)的保護(hù)措施，但是也免不了遭受各種外力的破壞。一種情況是同軸電纜因?yàn)檐囎?、施工意外等原?/p>

32、造成同軸電纜的斷裂；另一種情況是同軸電纜遭到偷盜而被割裂斷開。在上述情況下，同軸電纜的斷開導(dǎo)致了某一相金屬護(hù)層的斷開而無(wú)法形成回路，護(hù)套內(nèi)就無(wú)法通過(guò)連續(xù)的接地電流，因此就產(chǎn)生了類似于與高壓電纜采用單端接地方式下相似的特性。由于采用交叉互聯(lián)方式敷設(shè)下的電纜長(zhǎng)度要大于采用單端接地敷設(shè)方式下電纜的長(zhǎng)度，由此在同軸電纜斷裂處會(huì)產(chǎn)生上百伏特的電壓，嚴(yán)重威脅人身財(cái)產(chǎn)安全，影響電纜運(yùn)行。同PVC護(hù)套破損一樣，繼電保護(hù)裝置同樣無(wú)法反應(yīng)類似的故障。如果沒(méi)有監(jiān)控措施，只有當(dāng)同軸電纜斷裂處的電纜主絕緣被擊穿時(shí)，才會(huì)因?yàn)槔^電保護(hù)的動(dòng)作而產(chǎn)生跳閘的反應(yīng)。,2. 對(duì)隧道內(nèi)敷設(shè)電纜的接地電流故障診斷機(jī)制,在隧道內(nèi)敷設(shè)的電纜

33、，電纜所處的環(huán)境要比直埋和電纜溝道里所處的環(huán)境要好很多，運(yùn)行中的電纜可以方便的進(jìn)行日常維護(hù)，電纜本體與接地箱、換位箱都可以進(jìn)行日常巡查。隧道內(nèi)的空間大，方便安裝換氣散熱裝置，能提高電纜的載流量。隧道中的電纜處于全方位的保護(hù)當(dāng)中，不會(huì)出現(xiàn)像直埋或者電纜溝道里的電纜那樣被車輛和惡意施工所破壞，因此常見的故障也與直埋或者電纜溝道內(nèi)的電纜有所不同。 （1）交叉互聯(lián)換位失敗。同直埋或者電纜溝道內(nèi)敷設(shè)的電纜相同，隧道中的電纜在施工過(guò)程中也不可避免的會(huì)出現(xiàn)交叉互聯(lián)換位失敗的情況。處理方法與直埋或者電纜溝道內(nèi)的處理方法相同，都是在有故障嫌疑的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的開箱檢查修復(fù)。 （2）交叉互聯(lián)箱進(jìn)水。這是電纜敷設(shè)

34、在隧道里面比較常見、影響比較大的故障。在雨水較多的季節(jié)，尤其是在夏季，一場(chǎng)大雨之后部分的雨水都流進(jìn)電纜隧道內(nèi)。通過(guò)電纜井流進(jìn)隧道內(nèi)的水會(huì)在隧道內(nèi)的低洼地段匯集，水量大的情況下可以滿貫整個(gè)隧道。如果在這個(gè)地方有交叉互聯(lián)箱的存在，整個(gè)交叉互聯(lián)箱就會(huì)部分或者全部的浸泡在水里面。由交叉互聯(lián)箱的構(gòu)造可知，金屬護(hù)層在交叉互聯(lián)箱內(nèi)的換位是一種裸露的換位，同軸電纜與交叉互聯(lián)箱的連接部分是裸露在空氣中的，并沒(méi)有絕緣或者其他封閉的保護(hù)措施，一旦互聯(lián)箱進(jìn)水或者受潮，三個(gè)金屬護(hù)層等于在同一點(diǎn)發(fā)生了并聯(lián)的狀況，本段電纜和下一段電纜的三個(gè)金屬護(hù)層的電流發(fā)生互相導(dǎo)通的流動(dòng)。,（3）金屬護(hù)層破損。隧道電纜中金屬護(hù)層破損的情況

35、同直埋電纜與電纜溝內(nèi)敷設(shè)電纜在故障原因及損壞程度上有較大的差異性。在隧道中敷設(shè)的電纜，為了增加整個(gè)隧道的利用效率，電纜都是采用分層排列的方式，一般電纜隧道從上到下可以分成四層，擺放8回路的電纜。因?yàn)橐捎梅謱臃笤O(shè)，所有的電纜都是擺放在金屬架子上的。電纜在運(yùn)行過(guò)程中，或由于電動(dòng)力的作用，或由于熱脹冷縮的作用，電纜相對(duì)于金屬支架會(huì)產(chǎn)生蠕動(dòng)。對(duì)于直埋或者電纜溝內(nèi)敷設(shè)的電纜，電纜周圍沒(méi)有堅(jiān)硬物體的存在，雖然電纜也會(huì)發(fā)生蠕動(dòng)，但電纜旁邊為土壤或者是空氣，電纜的 PVC 護(hù)套不會(huì)被利器所劃傷。隧道內(nèi)敷設(shè)的電纜由于被放在了金屬支架上，電纜如果發(fā)生較大幅度的蠕動(dòng)，PVC 護(hù)套與金屬支架接觸的部分會(huì)發(fā)生摩擦，時(shí)間久了