電力電纜絕緣擊穿問題原因分析及探討

張庚喜

摘要：隨著電力、能源行業(yè)的發(fā)展，電力電纜應(yīng)用越來越廣泛，運行環(huán)境也越來越復(fù)雜，因此確保電力電纜的安全運行更加重要。該文對造成電力電纜絕緣擊穿問題的不同原因進(jìn)行了分析，并探討歸納了各項預(yù)防措施，對減少電力電纜絕緣擊穿問題具有參考意義。

關(guān)鍵詞：電力電纜;絕緣擊穿;分析

1 故障產(chǎn)生原因

1.1 外力破壞

和輸電網(wǎng)做比較，10kV電力電纜線路排布更加復(fù)雜，一般需要通過各式各樣的地區(qū)，如公路、房屋及河道等，故在外力的作用下，就很容易發(fā)生電力電纜線路的故障，一般來講，主要有以下幾種外力破壞因素：

（1）在很多城市當(dāng)中，電纜線路都經(jīng)過公路，當(dāng)有汽車駕駛員出現(xiàn)駕駛失誤，就很可能和電線桿發(fā)生碰撞，導(dǎo)致電線桿倒塌破壞。

（2）在進(jìn)行城市和鄉(xiāng)村基礎(chǔ)建設(shè)時，往往需要對地面進(jìn)行開挖施工，而很多10kV電力電纜都是直埋在地下的，故不少開挖施工都會碰到地下的10kV電力電纜，從而對其產(chǎn)生破壞。

1.2 自然破壞

造成10kV電纜線路故障的一個重大原因就是自然災(zāi)害，對于配電線路而言，其一般處于空曠的地區(qū)，并遠(yuǎn)離建筑群，使得其很容易成為雷擊的目標(biāo)，一旦發(fā)生雷擊，就會使得整個10kV線路處于癱瘓狀況下，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

1.3 配電設(shè)施故障

對于10kV線路而言，其配電設(shè)施都是非常關(guān)鍵的組成部分，如果某一設(shè)施發(fā)生故障，那么也會導(dǎo)致整個線路故障。如當(dāng)絕緣子破壞時，也會使得出現(xiàn)接地故障和閃絡(luò)現(xiàn)象。當(dāng)避雷器和柱上開關(guān)等設(shè)施發(fā)生故障時，也會對線路的正常運行造成影響，此外變壓器出現(xiàn)故障或用電人員的不規(guī)范操作，都會導(dǎo)致弧光短路現(xiàn)象的發(fā)生，導(dǎo)致電纜擊穿。

2 電力電纜擊穿原因分析

2.1設(shè)計不合理，電纜選型不滿足系統(tǒng)運行要求

正確的電纜選型是保證系統(tǒng)能夠正常安全運行的首要條件。常見電力電纜設(shè)計問題主要包括電纜型號、護(hù)套及絕緣層材質(zhì)選擇、電壓等級、電纜截面、防火要求、電纜路徑等。因此在電力電纜設(shè)計選型時，要綜合考慮電氣性能及電纜的絕緣層、外護(hù)套、阻燃性能及極端惡劣條件等。

2.2 電纜、電纜附件制造存在缺陷，絕緣水平不滿足要求

在電纜絕緣層制造過程中，如果工藝控制不到位，電纜絕緣層中含有較多的雜質(zhì)、電纜絕緣層不均勻或絕緣層厚度不滿足要求，就會造成電纜制造缺陷，影響電纜絕緣水平，運行過程就容易出現(xiàn)絕緣老化、受潮等各種問題，導(dǎo)致電纜擊穿。電力電纜絕緣缺陷主要包括絕緣偏心、絕緣厚度不均勻、線芯導(dǎo)體與絕緣分層、絕緣屏蔽表面突起、絕緣中裂紋等微創(chuàng)、絕緣中潮氣氣泡等雜質(zhì)。

2.3 運輸、敷設(shè)過程不規(guī)范，破壞電纜絕緣層

出廠試驗合格的電纜在運輸、現(xiàn)場敷設(shè)過程也容易發(fā)生損壞。如果電纜運輸或敷設(shè)過程受潮或發(fā)生電纜盤傾倒等問題使電纜受到碰撞、沖擊等會損傷電纜。電纜敷設(shè)過程若機(jī)械牽引力過大而拉傷電纜，或電纜彎曲半徑過小而損傷電纜，導(dǎo)致絕緣層彎曲或使電纜半導(dǎo)體層與絕緣層凹凸不平、產(chǎn)生氣隙，局部電場集中引起游離，尤其是屏蔽層突起，在絕緣層薄弱環(huán)節(jié)逐步形成電樹枝，最終導(dǎo)致絕緣擊穿。

2.4 電力電纜的非正常運行。

電纜運行過程中若本身的散熱速度高于發(fā)熱速度或運行在正常的情況下，不會導(dǎo)致電纜擊穿，而在實際運行中經(jīng)常發(fā)生非正常運行狀態(tài)。電力電纜短時運行、間歇運行以及短路運行等非正常工作下的電纜會使絕緣發(fā)生老化，導(dǎo)致電纜擊穿。

電力電纜通過負(fù)載電流時會產(chǎn)生熱量，隨著負(fù)載電流的增大，溫度就會逐漸升高。非正常運行時電纜發(fā)熱快于散熱，此時如不能找到原因并排除故障，就會產(chǎn)生絕緣熱擊穿現(xiàn)象;當(dāng)電力電纜在運行過程中遭受過電壓、短路電流的沖擊，也會導(dǎo)致電力電纜擊穿。

3 防止電力電纜擊穿的措施

3.1 規(guī)范設(shè)計

設(shè)計階段應(yīng)綜合考慮各方面因素，是保證電纜正常運行的首要條件。電纜截面設(shè)計，除了考慮線路計算電流、保護(hù)電器配合、線路壓降的要求外，必須進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗。電纜載流量設(shè)計應(yīng)綜合考慮工作溫度、敷設(shè)環(huán)境溫度、敷設(shè)方式等。配電線路應(yīng)設(shè)計保護(hù)，在過負(fù)荷電流引起的導(dǎo)體溫升對電力電纜絕緣造成損害之前的斷開。電纜路徑設(shè)計應(yīng)盡可能避免機(jī)械損傷、化學(xué)腐蝕、熱影響、鼠害等。

3.2 嚴(yán)格出廠前檢驗

項目在采購電力電纜前應(yīng)對生產(chǎn)廠家進(jìn)行源地評審，對其資質(zhì)、能力進(jìn)行審核。到貨驗收時進(jìn)行外觀檢查，核對合格證、質(zhì)量保證書等證明材料，核查型式試驗報告中電性能、絕緣機(jī)械性能、護(hù)套機(jī)械性能等的試驗條件及結(jié)論。

3.3 規(guī)范施工過程，避免電纜損傷

電纜敷設(shè)時嚴(yán)禁生拉硬拽，嚴(yán)禁在地面上拖拽，保證電纜彎曲半徑，確保電纜不被劃傷磨傷。電纜綁扎應(yīng)按照規(guī)范要求，綁扎固定牢固，尤其是單芯電力電纜的綁扎應(yīng)按照品字形。同時考慮到電力電纜在運行狀態(tài)下存在熱脹冷縮，產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，應(yīng)考慮采用蛇形敷設(shè)，避免電纜由此受到機(jī)械損傷。

3.4 嚴(yán)格預(yù)防性試驗

施工現(xiàn)場在進(jìn)行電纜敷設(shè)前后，應(yīng)嚴(yán)格按照DL/T 596 預(yù)規(guī)中的要求最好全項目試驗，并盡量創(chuàng)造條件，采用交流耐壓試驗。按照《GB 50150電氣裝置安裝工程 電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)》泄漏電流測量時，電纜的泄漏電流很不穩(wěn)定、泄漏電流隨試驗電壓升高急劇上升、泄漏電流隨試驗時間延長有上升現(xiàn)象時應(yīng)找出缺陷部位，并及時處理。

3.5 規(guī)范電力電纜運行與維護(hù)，避免老化和損壞

電氣操作應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行工作票制度，并定期地對電纜運行環(huán)境進(jìn)行檢查，防止電纜溝內(nèi)積水，使電纜不受到機(jī)械震動、化學(xué)腐蝕、地下電流、熱影響、鼠害等損傷。加強(qiáng)對電力電纜的日常檢查維護(hù)工作，定期測量電纜的接地電流;加強(qiáng)對電纜電流監(jiān)測、溫度和環(huán)境的檢查，避免電纜長期處于超負(fù)荷運行，發(fā)現(xiàn)超負(fù)荷運行情況查找故障并排除，記錄檢查結(jié)果，保證電力電纜正常運行。

結(jié)語

總之，電力電纜的安全運行是電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行的保障，電力電纜設(shè)計、生產(chǎn)制造、現(xiàn)場施工、生產(chǎn)運行都會導(dǎo)致電力電纜絕緣被擊穿，對電纜系統(tǒng)穩(wěn)定、安全造成嚴(yán)重影響。必須在設(shè)計、生產(chǎn)制造、現(xiàn)場施工、調(diào)試運行階段予以足夠重視，通過采取有效措施并嚴(yán)格各環(huán)節(jié)質(zhì)量控制，才能切實預(yù)防、避免電力電纜絕緣擊穿甚至爆炸問題發(fā)生，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

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