Знаете ли вы виды и причины неисправностей кабельных фидеров?

В энергосистеме кабели служат средой передачи электрической энергии. Время от времени возникают различные неисправности, из-за которых питание не может нормально передаваться. Мы называем эти неисправности неисправностями кабельного фидера. Эти неисправности могут оказать существенное влияние на надежность электроснабжения и работу системы. . Знаете ли вы, какие типы распространенных неисправностей кабельных фидеров существуют? В этой статье вы проведете простой анализ этих типов сбоев и их причин, надеясь улучшить ваше понимание.
К распространенным видам отказов и неисправностям кабелей относятся электрические неисправности, механические неисправности, тепловые неисправности, неисправности, вызванные повреждением металлического (полупроводникового) экранирующего слоя, неисправности, вызванные плохим контактом металлического экрана и т. д. Ниже мы объясняем каждую неисправность отдельно.
Электрически индуцированная неисправность
К ним относятся молнии, коммутационные перенапряжения и частичные разряды. Частичные разряды могут быть вызваны плохо спроектированными изоляционными системами или производственными дефектами.
Механическая неисправность
Во время установки могут возникнуть механические неисправности из-за применения чрезмерных тянущих усилий и/или превышения минимального радиуса изгиба. Кабели также могут быть повреждены во время строительства, когда землеройное оборудование закапывает кабели или группы кабельных каналов, например подводные кабели. Многократные изгибы и скручивания во время установки или использования могут привести к необратимой нагрузке на провод.
Тепловой отказ
Термическая деградация приводит к тому, что изоляция кабеля теряет свои физические свойства из-за перегрузки и/или чрезмерно высоких температур окружающей среды, которые превышают ее расчетные возможности в течение длительного периода времени.
Отказ, вызванный повреждением металлического (полупроводникового) экрана.
Этот режим отказа описывает, где экран перестает выполнять свою функцию. Чтобы экран мог выполнять свою функцию, его объемное сопротивление должно всегда оставаться достаточно низким. Однако, когда металлический экран поврежден или подвержен коррозии, на его объемное сопротивление влияет температура.
При более высоких температурах объемное сопротивление металлических экранов значительно увеличивается (из-за пиковых нагрузок, несбалансированных токов или циркулирующих токов), создавая высокие градиенты напряжения на острых металлических кромках, что приводит к коронным эффектам/разрядам и повреждению дуги (снаружи внутрь). . Коронавирус и искрение могут в конечном итоге привести к разрушению изоляции кабеля.
Неисправность вызвана плохим контактом металлического экрана.
В этом случае металлический экранирующий слой и экранирующий слой полупроводниковой ленты изолированы из-за плохого контакта, что может быть вызвано слоем коррозии или накоплением окалины на металлическом экранирующем слое. Эта ситуация создаст разность потенциалов между полупроводниковым и металлическим экраном, что приведет к возникновению дуги между двумя экранами.
Это приведет к повреждению дуги снаружи полупроводниковых экранирующих и изоляционных слоев и в конечном итоге приведет к выходу кабеля из строя, что более серьезно, если между двумя системами экранирования имеется несколько областей плохого контакта или разрывов. В большинстве случаев неисправность возникает на клемме или разъеме.
Разобравшись с типами неисправностей кабельных фидеров, давайте посмотрим на причины неисправностей кабельных фидеров. Неисправности кабельного фидера могут быть вызваны следующими проблемами:
Старение
Коррозия оболочки
Электрический пробой
Огонь и грозовые волны
Перегрев кабеля
механическая неисправность
Влага в изоляции
Неправильный выбор или применение
Дифференциальная защита для защиты кабельных фидеров
Идеальный способ защитить любое устройство энергосистемы — сравнить ток, входящий в устройство, с током, выходящим из устройства. При нормальных условиях здоровья эти два показателя равны. Если два тока не равны, должна быть неисправность.
Дифференциальная защита фидерных линий является широко используемой схемой защиты для обнаружения и изоляции неисправностей на фидерных линиях. В случае возникновения неисправности, например, короткого замыкания в линии или замыкания на землю, ток изменяется, и устройство дифференциальной защиты обнаруживает разницу токов, запуская защитное действие для изоляции неисправности. Дифференциальная защита обычно состоит из защитного оборудования, реле и трансформаторов тока.
Неэкономично и непрактично обеспечивать канал связи между двумя концами фидера, чтобы можно было сравнивать ток, входящий и выходящий из фидера. Поэтому этот тип защиты обычно не используется в кабельных фидерах низкого напряжения, но часто используется в фидерных системах среднего и высокого напряжения. В это время дифференциальная защита служит основной защитой, а защита от сверхтоков – резервной.
Следует отметить, что при проектировании и применении дифференциальной защиты необходимо всесторонне учитывать характеристики линии, влияющие факторы и возможные ненормальные условия, такие как изменения нагрузки, дисбаланс мощности и т. д. Кроме того, стабильность дифференциальной защиты также требует быть тщательно протестировано и проверено для обеспечения его надежности и точности в реальной эксплуатации.