Causes i classificació de les avaries del cable d'alimentació
Jan 02, 2024
Causes de la fallada del cable
Les causes de les fallades del cable d'alimentació poden ser complexes i diverses, i es poden classificar àmpliament en les categories següents:
Danys mecànics:
Els danys mecànics són una causa comuna de fallades del cable d'alimentació, que representen una gran proporció de tots els casos. Es poden produir danys mecànics durant la instal·lació, el transport o el funcionament, i poden provocar que el cable funcioni malament o que falli. Les principals causes de danys mecànics inclouen:
* Danys a la instal·lació:Una instal·lació incorrecta pot provocar que el cable es doblegui, es torci o es trobi, provocant danys a l'aïllament o al conductor.
* Danys per força externa: Les forces externes, com ara treballs de construcció o excavació, poden danyar el cable directament.
* Trànsit de vehicles:Les vibracions o impactes del trànsit de vehicles també poden danyar el cable.
Danys a l'aïllament:
Els danys a l'aïllament poden fer que el cable es torni menys resistent a la tensió, provocant un mal funcionament o fallada. Les principals causes de danys a l'aïllament inclouen:
* Entrada d'aigua:L'aigua pot entrar al cable per defectes de l'aïllament o de les terminacions, fent que l'aïllament es mulli i perdi les seves propietats d'aïllament.
* Mala qualitat de fabricació:L'aïllament amb mala qualitat de fabricació pot tenir petits forats o esquerdes, cosa que permet que l'aigua penetri.
* Envelliment:Amb el temps, l'aïllament es pot deteriorar, tornant-se trencadís i propens a esquerdar-se.
Sobretensió:
La sobretensió pot provocar que l'aïllament es trenca, provocant un curtcircuit i una fallada del cable. Les principals causes de sobretensió inclouen:
* Llamps:Els llamps poden provocar una pujada de tensió que pot danyar el cable.
* Sobretensió interna:Es pot produir una sobretensió interna a causa d'un funcionament inadequat o d'un mal funcionament del sistema elèctric.
Defectes de disseny i fabricació:
La mala qualitat de disseny i fabricació també pot provocar fallades del cable. Les principals causes dels defectes de disseny i fabricació inclouen:
* Disseny de camp deficient:Un mal disseny del camp pot provocar una mida inadequada del cable, una selecció incorrecta del material o una protecció inadequada contra factors ambientals.
* Qualitat del material:L'ús de materials de baixa qualitat pot provocar una fallada prematura del cable.
* Procés de fabricació:Els defectes en el procés de fabricació, com ara un aïllament inadequat o un bobinat del conductor, també poden causar fallades en el cable.
Comprendre les causes de les fallades del cable d'alimentació és essencial per prevenir i mitigar aquestes fallades. En identificar i abordar les causes arrel, és possible millorar la fiabilitat i la vida útil dels cables d'alimentació.
El RDCD-IIequip de prova de fallades de cableproduït perWrindués un equip de prova de tipus carro que és molt adequat per al funcionament i la portabilitat in situ. S'utilitza principalment per a l'abast, l'encaminament i el posicionament dels principals punts de falla d'aïllament de cables d'alimentació amb nivells de tensió de 35 kV i per sota. També pot mesurar baixa resistència i curtcircuits de diversos cables coaxials d'alta freqüència de secció transversal, cables telefònics locals, cables d'enllumenat públic i cables subterranis. , avaries de circuit obert i desconnexió, així com fuites d'alta resistència i falles de flashover d'alta resistència. El sistema consta de quatre unitats: prelocalitzador d'errors de cable RDCD-Ⅱ/502, generador de senyal d'alta tensió de prova de cable RDCD-Ⅱ/535T, localitzador d'errors de cable RDCD-Ⅱ/503D i detector de canonades subterrànies RDCD-Ⅱ/507.
La classificació dels errors del cable es pot dividir en tres categories:
falles en sèrie, falles paral·leles i falles compostes.
(1) Les falles en sèrie (defectes de materials metàl·lics) es refereixen a la fallada d'un o més conductors (inclosa la pell exterior) en un cable, donant lloc a un circuit obert. Aquest és un tipus comú d'error de cable i es pot dividir en quatre subcategories: obert d'un sol punt, obert de diversos punts, trencament d'una sola línia i trencament de diverses línies.
(2) Les falles paral·leles (defectes del material d'aïllament) es produeixen quan el nivell d'aïllament entre els conductors o entre els conductors i la pell exterior disminueix, provocant un curtcircuit. Aquest tipus d'error també es coneix com a curtcircuit de cable i es pot dividir en quatre subcategories: connexió a terra monofàsica, presa a terra bifàsica, curtcircuit bifàsic i curtcircuit trifàsic.
(3) Les falles compostes (tant l'aïllament com els materials metàl·lics tenen defectes) es refereixen a falles que es produeixen quan fallen tant l'aïllament com els components metàl·lics d'un cable. Aquest tipus d'error pot incloure una varietat de símptomes, com ara un circuit obert i una posada a terra monofàsica, un circuit obert i una posada a terra bifàsics, un curtcircuit bifàsic i una connexió a terra i un curtcircuit trifàsic i una connexió a terra.
D'acord amb les característiques d'aïllament dels punts d'avaria, els errors del cable es poden classificar en quatre categories: falles de circuit obert, falles de baixa resistència, falles d'alta resistència i falles de flashover, basant-se en la resistència d'aïllament Rf i la bretxa de ruptura G dels punts d'error del cable. Aquest mètode de classificació és el mètode més bàsic per a la classificació de fallades del cable de camp, especialment beneficiós per seleccionar mètodes de detecció. El circuit equivalent de falles de cable es mostra a la figura.
La magnitud de la tensió d'avaria UG depèn de la distància G del canal de descàrrega del punt d'avaria (és a dir, la bretxa d'avaria), la magnitud de la resistència d'aïllament Rf depèn del grau de carbonització de l'aïllament del cable del punt de falla i la magnitud de la la capacitat distribuïda Cf depèn del grau d'humitat del punt de falla.
(1) En les falles de circuit obert, la continuïtat de la part metàl·lica del cable s'interromp, formant una ruptura i el material d'aïllament del punt de falla també es fa malbé en diferents graus. La resistència d'aïllament Rf mesurada in situ amb un megaohmímetre és infinita (∞), però es pot produir una avaria elèctrica durant les proves de tensió de suport DC; comprovar la continuïtat del cable central revela una ruptura. Les fallades de circuit obert in situ solen aparèixer en forma de desconnexió monofàsica o bifàsica posada a terra.
(2) En falles de baixa resistència, el material d'aïllament del cable està danyat, donant lloc a errors de connexió a terra. La resistència d'aïllament Rf mesurada in situ amb un megòhmetre és inferior a 10Z{0 (Z0 és la impedància característica del cable, generalment entre 10 i 40Ω). És més probable que es produeixin errors de baixa resistència als cables d'alimentació de baixa tensió i cables de control in situ.
(3) En falles d'alta resistència, el material d'aïllament del cable està danyat, donant lloc a errors de connexió a terra. La resistència d'aïllament Rf mesurada in situ amb un megòhmetre és superior a 10Z0 i es pot produir una avaria elèctrica durant les proves de polsos d'alta tensió de CC. Els errors d'alta resistència són els errors de cable més comuns en els cables d'alimentació d'alta tensió (cables d'alimentació de 6 kV o 10 kV), que representen més del 80% del total de fallades. Quan realitza mesures in situ, l'autor sol prendre Rf=3kΩ com a llindar per distingir entre falles de resistència alta i de baixa resistència. Això es deu al fet que, a Rf=3kΩ, es pot obtenir la mesura precisa del mètode del pont amb un corrent de mesura necessari de 10-50mA.
(4) En les avaries de flashover, el material d'aïllament del cable està danyat, resultant. La resistència d'aïllament Rf mesurada in situ amb un megòhmetre és infinita (∞), però es pot produir una ruptura de flaix durant les proves de tensió de resistència de CC o polsos d'alta tensió. Els errors de flaix són relativament difícils de detectar, especialment en proves preventives de cables recentment col·locats. In situ, el mètode de flashover DC s'utilitza generalment per a la detecció.
Classificació basada en les causes que desencadenen l'avaria i les característiques dels punts d'avaria
1. Falles explosives: revelant el caos
En entorns industrials, les falles de voladura causen estralls, causant greus danys a l'aïllament i accidents per ensopegada. Reconeixibles pels paquets de plom trencats i les làmines de coure, aquestes fallades sovint donen lloc a curtcircuits bifàsics o desconnexions a terra. La característica de baixa resistència a terra simplifica la detecció, amb un multímetre i mesures acústiques que proporcionen un enfocament senzill.
2. Falles d'avaria: navegació pels riscos ocults
Activats durant les proves preventives, avaries, induïdes per tensió de prova de CC, detecció de reptes a causa de la seva naturalesa oculta. Els punts de connexió a terra romanen intactes i les deformacions externes són mínimes. La detecció eficaç implica aprofitar mètodes com el "bucle d'alta tensió" i el "martell elèctric" per identificar aquestes fallades difícils de fer.
3. Falles operacionals: Desxifrar la complexitat
Les avaries de funcionament presenten un espectre de reptes durant el funcionament del sistema d'alimentació, que van des de l'explosió de cables fins a les avaries. Els problemes operatius derivats d'instal·lacions inadequades o de connexió a terra transitòria afegeixen capes de complexitat. La identificació d'aquests errors requereix un enfocament integral, que inclogui mesures de resistència d'aïllament i proves de tensió de resistència de CC.
Comprendre les capes de fallades del cable d'alimentació és fonamental per al manteniment i la resolució de problemes específics. L'ús de mètodes de prova avançats i eines de diagnòstic garanteix la ràpida detecció i resolució de problemes relacionats amb el cable, reforçant la fiabilitat global de les infraestructures d'alimentació.
Descodificació de fallades a terra del cable: causes i mètodes de detecció
1. Falles operatives a terra: envelliment i corrosió
Les falles de terra dels cables operatius provenen de dues causes principals: l'envelliment natural de l'aïllament per un ús prolongat i el deteriorament ràpid de les cobertes del cable en entorns corrosius. Ja sigui per l'envelliment o la degradació, es produeix una disminució de la tensió de ruptura, que condueix a falles de connexió a terra del cable sota les freqüències nominals. Mètodes de detecció com la "Línia de retorn de baixa tensió" i el "Martell elèctric" resulten eficaços per descobrir aquestes fallades.
2. Falles d'alta resistència: complexitat descoberta
Els errors del cable d'alta resistència es divideixen en dues categories segons els valors de resistència: falles d'alta resistència del cable i falles de baixa resistència del cable. Els mètodes de "Bucle d'alta tensió" i "Martell elèctric" tenen un paper crucial a l'hora d'identificar i caracteritzar aquestes fallades difícils de fer. La detecció dels canvis de resistència durant les proves de resistència a CC proporciona informació sobre l'estat del cable, ja sigui susceptible d'avaria o resistència persistentment alta.
3. Falles induïdes per la humitat: proves més enllà de la norma
Les falles induïdes per la humitat, sovint provocades per l'entrada d'aigua a la capa d'aïllament principal del cable, suposen un repte únic. Els defectes de qualitat, les males pràctiques de construcció o els danys externs contribueixen a aquests errors. El mètode "High-Voltage Bridge" esdevé essencial, sobretot quan la humitat altera els patrons habituals observats en els mètodes "Segon pols" o "Tercer pols". Es poden requerir mesures addicionals, com ara la combustió d'arcs, per a la localització efectiva de la falla.
Comprendre les complexitats de les falles de terra del cable és primordial per a proves i manteniments específics. L'ús d'una combinació de mètodes de detecció adaptats a característiques específiques d'error garanteix un enfocament integral per a la resolució de problemes i millorar la fiabilitat global dels sistemes de cable.
