電力電纜故障原因分析及防范

孫毅　張濱

【摘要】電力電纜的安全是用電安全的重要保障，電力電纜作為電能的傳送器，在電的應(yīng)用中起到了至關(guān)重要的作用。電纜是由金屬電線外層包裹絕緣層來構(gòu)成，因此塑料絕緣層極易出現(xiàn)老化的現(xiàn)象，造成了電纜故障，危害著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。本文主要是通過以新疆電網(wǎng)為案例，針對實(shí)際情況進(jìn)行分析，解析電力電纜的故障原因預(yù)計(jì)防范辦法。

【關(guān)鍵詞】電力電纜；故障原因；防范

引言

電力電纜的主要作用就是對電能的輸送，相當(dāng)于傳送帶的作用，將電能輸送到千家萬戶，因此電力電纜在我們的日常生活中具有重要的作用，同時(shí)對電力電纜的維護(hù)也是非常重要的。通常城市的電纜都是架設(shè)在我們生活的上空，它體積小，但是經(jīng)過風(fēng)吹日曬，也會出現(xiàn)絕緣層老化的問題，保護(hù)層損傷問題，等等用電過度導(dǎo)致的各種故障問題。因此我們需要針對具體情況進(jìn)行有效的分析，并提出防范策略。

1.電力電纜故障問題分析

電力電纜具有供電可靠、施工便利、能提供容性功率提高功率因素、運(yùn)行及維護(hù)簡單等特點(diǎn)。但電力電纜存在諧波及過電壓造成擊穿引起電纜故障、電纜頭材料選擇和制作工藝影響等問題。同時(shí)電纜事故往往造成一定的損失。電力電纜主要故障：

（1）絕緣層老化：絕緣層主要是防止漏電現(xiàn)象的產(chǎn)生。電力電纜由于長期處在內(nèi)力與外力的共同作用下，時(shí)間一長，使絕緣層變質(zhì)出現(xiàn)老化的現(xiàn)象，絕緣效果下降，因此需要及時(shí)的檢查和更換。

（2）電力電纜過熱：電纜過熱的現(xiàn)象主要是由于電纜內(nèi)部壓力過大，電能超過了電纜的載重能力，通常是由于不規(guī)則用電產(chǎn)生的損害，極容易引發(fā)絕緣層快速老化。

（3）電壓負(fù)荷較大：在空氣中的電纜受到雷電的襲擊，導(dǎo)致了擊中地點(diǎn)電壓迅速升高，超過了電纜本身的承受度，故而引發(fā)了電纜故障。

（4）中間接頭、終端頭材料選擇和制作工藝問題：電纜頭材料選擇不當(dāng)，由于電纜絕緣材料和電纜頭材料材質(zhì)不同，熱脹冷縮系數(shù)不同，長期運(yùn)行電纜和電纜頭之間產(chǎn)生間隙，發(fā)生樹狀爬電，引發(fā)電纜放電擊穿。電纜頭制作工藝不規(guī)范，剝離半導(dǎo)體時(shí)損傷電纜絕緣，半導(dǎo)體剝離長度不夠，絕緣表面存在微粒、灰塵等雜質(zhì)，造成絕緣強(qiáng)度下降，使用壽命縮短。

（5）電纜受到外力損傷：電力電纜在我們生活的周圍，不僅在空氣中，也可能在墻壁內(nèi)，安裝在墻壁內(nèi)的電纜受到外力的損傷情況較小，但是在空氣中的電力電纜需要經(jīng)過風(fēng)吹日曬、淋雨等等情況，長時(shí)間陽光暴曬會直接降低電纜的壽命，淋雨也會造成電纜受潮，這些都是造成電纜故障發(fā)生的原因。

2.案例分析

1）老滿城220kV變電站#1電抗器35kV高壓電纜在運(yùn)行過程中先后發(fā)生兩次擊穿事故。現(xiàn)場檢查和資料查閱認(rèn)定電纜頭采用熱縮材料，在晴朗無風(fēng)天氣制作，嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行施工，線芯距最近接地點(diǎn)距離為700mm，大于規(guī)范要求的250mm。電纜試驗(yàn)報(bào)告各項(xiàng)數(shù)據(jù)符合交接試驗(yàn)規(guī)程合格要求。經(jīng)綜合分析，設(shè)計(jì)電纜電壓等級為35KV，而變電站主變壓器電壓等級為220/110/38.5，35KVⅡ段PT變比為38.5/100，擊穿時(shí)盤表顯示電壓為36KV，實(shí)際電壓計(jì)算：36×100/35×38.5/100=39.6KV。電纜處于長期過電壓運(yùn)行狀況，造成絕緣加速老化擊穿。

2）獨(dú)山子百萬噸乙烯動力站工程35kV段電源進(jìn)線電纜，35kV電纜經(jīng)穿墻套管接入室內(nèi)配電裝置。運(yùn)行過程中穿墻套管外側(cè)35kV電纜頭擊穿。經(jīng)現(xiàn)場事故調(diào)查認(rèn)定電纜頭制作過程存在制作工藝不規(guī)范現(xiàn)象，半導(dǎo)體剝離長度不夠，絕緣表面存在微粒、灰塵等雜質(zhì)，同時(shí)穿墻套管外側(cè)防雨棚設(shè)計(jì)不合理，電纜頭較長時(shí)間淋雨受潮，造成電纜頭擊穿。

3）墨玉110KV變電站35KV出線電纜，該出線由35KV段出線開關(guān)柜通過35KV出線電纜引接至室外35KV輸電線路，電纜長度約120米，該電纜在運(yùn)行過程中電纜頭兩次擊穿。經(jīng)現(xiàn)場事故調(diào)查認(rèn)定，電纜頭選用熱縮材料，由于電纜絕緣材料和電纜頭材料材質(zhì)不同，熱脹冷縮程度不同，長期運(yùn)行產(chǎn)生間隙，發(fā)生樹狀爬電，電纜鼻子處通過爬電對半導(dǎo)體邊緣放電，擊穿電纜絕緣層，引發(fā)電纜放電擊穿。

3.針對實(shí)際情況，對電力電纜故障問題剖析

3.1電力電纜過負(fù)荷過重

電力電纜都有一定的負(fù)荷，因此在電纜經(jīng)常滿負(fù)荷或者超負(fù)荷運(yùn)作時(shí)，就會擴(kuò)張?jiān)镜挠行芰Ψ秶畠?nèi)，造成了負(fù)荷過重現(xiàn)象。這類情況容易產(chǎn)生電力電纜的絕緣層變質(zhì)，電纜內(nèi)的半導(dǎo)體損害等問題，進(jìn)而誘發(fā)故障的產(chǎn)生。電纜的負(fù)荷過重，也會引發(fā)電力電纜的溫度升高，易引發(fā)火災(zāi)。

3.2電力電纜的選擇不合理

電力電纜的選擇要符合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，這就需要當(dāng)?shù)氐碾娏ぷ魅藛T，要對本地的常態(tài)電壓進(jìn)行有效的調(diào)查和分析，然后對電力電纜的設(shè)計(jì)要超過額定電壓，以免出現(xiàn)過負(fù)荷的現(xiàn)象產(chǎn)生。選擇不合理的電力電纜就會造成對電纜的長期過負(fù)荷運(yùn)行，加速了絕緣層的變質(zhì)，同時(shí)如果選擇過高的電壓額度，也是對資源的浪費(fèi)，因此要測好當(dāng)?shù)氐碾妷呵闆r，合理選擇。

3.3電纜頭材料問題

通常的電纜線與電纜頭的材質(zhì)不同，因此受熱程度也會存在差異。由于各種電纜頭的材料不同，價(jià)格也有很大的差別，大部分公司在選擇電力電纜的時(shí)候，都會為了節(jié)約運(yùn)行成本，選擇稍差的材質(zhì)，因此也是電力電纜安全隱患的原因。

3.4電力電纜諧振引發(fā)過電壓

諧振現(xiàn)象是由于電流增大，電壓減小，當(dāng)電路中的激勵(lì)的頻率等于電路中固有的頻率時(shí)，電路的電磁振蕩的幅度將會達(dá)到峰值，產(chǎn)生諧振現(xiàn)象。由于電力電纜在日常的運(yùn)行當(dāng)中，累計(jì)的電壓會造成絕緣層功能的降低，當(dāng)累積超過額定數(shù)值，就會產(chǎn)生過電壓，造成電力電纜故障。

3.5電力電纜制作工藝

電纜終端電暈放電主要是因?yàn)殡娎|三芯分叉處距離較小，芯與芯之間的空隙形成一個(gè)電容，可導(dǎo)致相間或?qū)Φ胤烹?，長期放電會使電纜終端損壞。對電纜在線監(jiān)測期間使用TEV暫態(tài)電壓測試儀發(fā)現(xiàn)電纜三指套處電暈放電幅值高達(dá)28dB?？梢耘袛嚯娎|終端制作和安裝工藝不良再加上積污，從而引起電暈放電。

4.電力電纜故障防范方法

4.1提高設(shè)計(jì)要求

電力電纜要根據(jù)本地的電壓進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)電力電纜之前，工作人員要對該地的電壓進(jìn)行多次、準(zhǔn)確的測試，然后選擇超出測試電壓的電力電纜，這樣才可以避免超過負(fù)荷，保證安全。

4.2電纜材料選擇

用電安全關(guān)于人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，切不可因小失大，因此要選擇質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)的電力電纜材質(zhì)，在電纜的材料與電纜頭的材料選擇都要適宜本地區(qū)的空氣質(zhì)量，經(jīng)過方面的檢測，才能提高運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行效率，確保用電安全。

4.3電纜制作工藝

電纜制作工藝好壞，很大程度上決定電纜的使用壽命。嚴(yán)格按照規(guī)范和廠家說明書要求制作，避免發(fā)生電纜頭制作工藝不規(guī)范，剝離半導(dǎo)體時(shí)損傷電纜絕緣，半導(dǎo)體剝離長度不夠，絕緣表面存在微粒、灰塵等雜質(zhì)，制作環(huán)境潮濕、粉塵大等現(xiàn)象，就能保證電纜頭制作符合要求。

結(jié)語

電力電纜安全是我們有效的使用電能的保障，因此要對電力電纜的故障進(jìn)行深入的分析。通過本文可以得知，造成電力電纜的故障主要是絕緣層老化、電力電纜過熱、電壓負(fù)荷較大、中間接頭、終端頭材料選擇和制作工藝問題、電纜受到外力損傷、電力電纜諧振引發(fā)過電壓，造成電壓擊穿等一系列原因，因此需要針對此類問題找到正確的解決辦法，提高電力電纜的設(shè)計(jì)要求與材料選擇，提高電力電纜的制作工藝水平。工作人員認(rèn)真負(fù)責(zé)，及時(shí)排查隱患，營造和諧的社會環(huán)境。