【正文】 合介質(zhì)沿面放電占電纜附件故障的 73％，附件材質(zhì)早期老化占附件故障的 27％。 電纜附件故障往往是由制作工藝不精，在制作過程中，使附件出現(xiàn)氣泡、水分、雜中原工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) /論文 4 質(zhì)等缺陷，導(dǎo)致局部放電而引起絕緣擊穿，主要體現(xiàn)在： 、終端頭制作質(zhì)量不高 (1)剝離半導(dǎo)體時(shí)，損壞內(nèi)絕緣或絕緣表面有微粒、灰塵等雜質(zhì)，或者半 導(dǎo)電層爬電距離處理不夠，在投入運(yùn)行后，都將使其中的雜質(zhì)在強(qiáng)大的電場(chǎng)作用下發(fā)生游離，產(chǎn)生電樹枝。 (2)制作過程中，如果導(dǎo)線壓接質(zhì)量不好，使接頭接觸電阻過大而發(fā)熱，或熱收縮過渡等造成了絕緣老化，從而使絕緣層老化擊穿，導(dǎo)致電纜接地短路或相間短路，使電纜頭產(chǎn)生“放炮 現(xiàn)象，同時(shí)傷及附近的其他電纜。 (3)電纜接頭工藝不標(biāo)準(zhǔn)，密封不規(guī)范，投入運(yùn)行后使絕緣內(nèi)部受潮氣、水分的侵蝕，引起中間接頭絕緣受潮劣化。嚴(yán)重時(shí)使電纜主絕緣內(nèi)部大面積進(jìn)水，導(dǎo)致主絕緣整體性受潮，最終發(fā)生電纜擊穿故障。 (4)導(dǎo)體連接管壓接不良。電纜中間接頭導(dǎo)體連接管壓接不良，打磨不平整，特別是在壓接管口邊緣處，局部有尖角、毛刺，易造成接頭內(nèi)部電場(chǎng) 不均勻，運(yùn)行中產(chǎn)生了局部放電，絕緣老化，絕緣性能下降，發(fā)生擊穿事故。 (5)電纜終端或中間接頭金屬屏蔽層接地電阻過大。對(duì)于電纜的金屬屏蔽層而言。在一般交聯(lián)電纜上要有兩點(diǎn)接地，且接地電阻要小于規(guī)定值。若接地電阻值超標(biāo)很多，當(dāng)電纜及接頭受到過電壓時(shí)，會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生更高的過電壓。進(jìn)而引起絕緣部分的老化擊穿。同時(shí)電纜接地故障引起的系統(tǒng)過電壓造成電纜的再次故障的可能性也仍然存在，后果也是比較嚴(yán)重的。 ，環(huán)境因素的變化而熱脹冷縮，特別是熱收縮型電纜附件不能夠隨之彈性變形而喪失密封作用，在 電纜附件與電纜 XLPE 絕緣層之間形成呼吸效應(yīng)，將大氣中的水分和潮氣帶入電纜附件中，引發(fā)電纜附件內(nèi)部相間或相對(duì)地短路故障。 、潮氣偏大。制作電纜頭時(shí)因環(huán)境潮氣、濕度偏大，絕緣局部受潮，使絕緣性能下降，發(fā)展成貫穿性通道，導(dǎo)致電纜擊穿事故。為了盡量避免電纜中間接頭、電纜終端故障，電力部門應(yīng)制訂有效措施防范電纜接頭故障，具體措施如下： (1)進(jìn)一步建立與規(guī)范電纜及附件的設(shè)計(jì)、選型、施工、監(jiān)理、交接與驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，保證產(chǎn)品質(zhì)量和施工質(zhì)量的全程控制。 (2)應(yīng)盡可能減少電纜中間接頭，對(duì)于隧道、槽架與直埋 混合方式敷設(shè)的電纜，接中原工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) /論文 5 頭應(yīng)盡量設(shè)置在隧道或槽架中。 (3)對(duì)于電纜中間接頭的制作人員，應(yīng)進(jìn)行必要的業(yè)務(wù)資質(zhì)與技術(shù)評(píng)定，持證上崗。 (4)在剝削護(hù)套、絕緣屏蔽層、半導(dǎo)體要細(xì)心，絕緣表面應(yīng)徹底打磨，押解后必須去尖角、毛刺，清除金屬粉末，防止雜質(zhì)顆粒遺留。 除此之外，技術(shù)人員應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)操作技術(shù)規(guī)程進(jìn)行，以確保電纜中間頭和終端頭的制作質(zhì)量。在選用電纜頭時(shí)，逐步改用橡膠預(yù)制式接頭。它是總結(jié)并克服熱收縮電纜頭缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上專門研制使用的，適用于交聯(lián)電纜接頭，并且達(dá)到了國(guó)際 IEC 標(biāo)準(zhǔn)。制作全過程要求均應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)完成，要選 擇合理適當(dāng)時(shí)機(jī)，設(shè)法避免環(huán)境溫度、濕度、灰塵、甚至工作人員汗液對(duì)電纜接頭制作的不良影響，消除制作環(huán)節(jié)本身的事故隱患。 電纜外護(hù)層問題 在城市電網(wǎng)的改造中，中低壓和高壓電纜被廣泛使用，電力電纜外護(hù)套是保護(hù)電纜的第一道防線，其完好與否對(duì)電纜的使用壽命關(guān)系重大。 1. 電纜外護(hù)層故障的原因主要有 3 種： (1)電纜旁邊的硬物損傷； (2)施工遺留缺陷； (3)白蟻蛀蝕； 調(diào)查表明第 2 種原因?qū)﹄娎|的損害并不嚴(yán)重，嚴(yán)重的是白蟻腐蝕。 對(duì)于運(yùn)行中的電纜，只能從提高測(cè)尋效率方面采取措施。例 如采用較好的儀器、工具，熟練掌握測(cè)尋技術(shù)等。 防止外護(hù)套故障根本的對(duì)策，應(yīng)采用系統(tǒng)工程的方法，實(shí)行全過程控制。從電纜的 選型和安裝開始就要制定防止故障的目標(biāo)： (1)電纜的選型。選擇硬度較高和防蟻性能好的外護(hù)套，目前己有一種工藝，可以在 外護(hù)套上擠壓一層防蟻?zhàn)o(hù)套，其防蟻性能較佳。其次，可考慮選用耐腐蝕的金屬護(hù)套， 即使電纜受到蟻害，也可減低金屬護(hù)套被腐蝕的程度。 中原工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) /論文 6 (2)提高電纜敷設(shè)安裝質(zhì)量。采用先進(jìn)的敷設(shè)方法，電纜在敷設(shè)過程中不受到大的側(cè) 壓力，防止外護(hù)套受到損傷。嚴(yán)格電纜裝置環(huán)境要求，如直埋電纜周圍必須有 不含石塊和硬物等的細(xì)砂保護(hù)。 電力電纜故障原因 了解電纜故障的原因，對(duì)減少電纜的損壞，快速判定故障點(diǎn)十分重要。電纜故障的原因大致分為以下幾類： 機(jī)械損傷：機(jī)械損傷類故障比較常見，所占的故障率最大，約為 57％。其故障形式比較容易識(shí)別，大多造成停電事故。一般造成機(jī)械損傷的原因有以下幾種； 直接受外力破壞。如進(jìn)行城市建設(shè)，交通運(yùn)輸，地下管線工程施工、打樁、起重、轉(zhuǎn)運(yùn)等誤傷電纜。 施工損傷。如機(jī)械牽引力過大而拉損電纜；電纜彎曲過度而損傷絕緣層或屏蔽層；在允許施工溫度以下的野蠻施工致使絕緣層和保護(hù) 層損傷；電纜剝切尺寸過大，刀痕過深等損傷。 自然損傷。如中間頭或終端頭的絕緣膠膨脹而漲裂外殼或附近電纜護(hù)套；因自由行程而使電纜管口、支架處的電纜外皮磨破：因土地沉降、滑坡等引起的過大拉力而拉斷中間接頭或電纜本體；因溫度太低而凍裂電纜或附件；大型設(shè)備或車輛的頻繁振動(dòng)而損壞電纜等。 絕緣受潮：絕緣受潮是電纜故障的又一主要因素，所占的故障率約為 13％，絕緣受潮一般可在絕緣電阻和直流耐壓試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，表現(xiàn)為絕緣電阻降低，泄漏電流增大。一般造成絕緣受潮的原因有以下幾種：主要有接頭盒或終端盒結(jié)構(gòu)不密封或安裝不良導(dǎo)致進(jìn)水、 電纜制造不良有小孔或裂縫、金屬護(hù)套被外物刺傷或腐蝕穿孔等。 絕緣老化變質(zhì)：電纜絕緣長(zhǎng)期在電和熱的作用下運(yùn)行，其物理性能會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其絕緣強(qiáng)度降低或介質(zhì)損耗增大而最終引起絕緣崩潰者為絕緣老化，絕緣老化故障率約占 19％。運(yùn)行時(shí)間特別久 (30 一 40 年以上 )的則稱為 J下常老化。如屬于運(yùn)行不中原工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) /論文 7 當(dāng)而在較短年份內(nèi)發(fā)生類似情況者，則認(rèn)為是絕緣過早老化。引起絕緣過早老化的主要原因有： 電纜選型不當(dāng)，致使電纜長(zhǎng)期在過電壓下運(yùn)行。 電纜線路周圍靠近熱源，使電纜局部或整個(gè)電纜線路長(zhǎng)期受熱而過早老化。 電纜工作在與電纜絕緣起不 良化學(xué)反應(yīng)的環(huán)境中而過早老化。 絕緣介質(zhì)內(nèi)部氣息在電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生游離使絕緣下降，電纜運(yùn)行過熱時(shí)也會(huì)引起絕緣層的老化變質(zhì)。 過電壓。電力電纜因雷擊或其他沖擊過電壓而損壞的情況在電纜線路上并不多見。因?yàn)殡娎|絕緣在正常運(yùn)行電壓下所承受的電應(yīng)力，約為新電纜所能承受的擊穿試驗(yàn)時(shí)承受電應(yīng)力的十分之一。因此，一般情況下， 3— 4倍的大氣過電壓或操作過電壓對(duì)于絕緣良好的電纜不會(huì)有太大的影響。但實(shí)際上，電纜線路在遭受雷擊時(shí)被擊穿的情況并不罕見。從現(xiàn)場(chǎng)故障實(shí)物的解剖分析可以確認(rèn)，這些擊穿點(diǎn)往往早已存在較為嚴(yán)重的某種缺陷。雷擊僅 是較早地激發(fā)了該缺陷。容易被過電壓激發(fā)而導(dǎo)致電纜絕緣擊穿的缺陷主要有： 絕緣層內(nèi)含有氣泡，雜質(zhì)或絕緣油干枯。 電纜內(nèi)屏蔽層上有結(jié)疤或遺漏。 電纜絕緣己嚴(yán)重老化。 大氣過電壓與內(nèi)部過電壓的作用，使電纜絕緣層擊穿，形成故障，擊穿點(diǎn)一般存在材料缺陷。 過熱。電纜過熱有多方面的因素，從近幾年各地運(yùn)行情況的統(tǒng)計(jì)分析上來(lái)看，主要有以下原因： 電纜長(zhǎng)期過負(fù)荷運(yùn)行。 火災(zāi)或鄰近電纜故障的燒傷。 靠近其他熱源，長(zhǎng)期接受熱輻射。 過負(fù)荷是電纜過熱的重要原因，會(huì)使電纜發(fā)生過熱。例如在電纜比較密集的區(qū)域，電纜溝及隧道通風(fēng)不良處，電 纜穿在于燥的管中部分等，都會(huì)因電纜本身過熱而加速絕緣損壞。橡塑電纜長(zhǎng)期過熱后，絕緣材料發(fā)生變硬、變色、失去彈性、出現(xiàn)裂紋等物理變化；另外，過負(fù)荷也會(huì)加速電纜鉛包晶粒再結(jié)晶而造成鉛包疲勞損傷。 產(chǎn)品質(zhì)量缺陷。電纜及電纜附件是電纜線路中不可缺少的兩種重要材料。它們的質(zhì)中原工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) /論文 8 量?jī)?yōu)劣，直接影響電纜線路的安全運(yùn)行。由于一些施工單位缺乏必要的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，使電纜三頭的制作質(zhì)量存在較大的質(zhì)量問題。這些產(chǎn)品質(zhì)量缺陷可歸納為以下幾個(gè)方面： 電纜本體質(zhì)量缺陷。油紙電纜鉛護(hù)套存在雜質(zhì)砂粒、機(jī)械損傷及壓鉛有接縫等；橡塑絕緣電纜主絕緣層偏 芯、內(nèi)含氣泡、雜質(zhì)，內(nèi)半導(dǎo)電層出現(xiàn)節(jié)疤、遺漏，電纜貯運(yùn)中不封端而導(dǎo)致線芯大量進(jìn)水等；上述缺陷一般不易發(fā)現(xiàn)，往往是在檢修或試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)其絕緣電阻低、泄漏電流大，甚至耐壓擊穿。 電纜附件質(zhì)量缺陷。傳統(tǒng)三頭質(zhì)量缺陷有：鑄鐵件有砂眼，瓷件強(qiáng)度不夠，組裝部分加工粗糙，防水膠圈規(guī)格不符或老化等。熱縮和冷縮電纜三頭質(zhì)量缺陷有：絕緣管內(nèi)有氣泡、雜質(zhì)或厚度不均，密封涂膠處有遺漏等。 三頭制作質(zhì)量缺陷。傳統(tǒng)式三頭制作質(zhì)量缺陷主要有：絕緣層繞包不緊 (空隙大 )、不潔，密封不嚴(yán)，絕緣膠配比不對(duì)等。熱縮三頭制作質(zhì)量缺陷主要有：半導(dǎo)電層處 理不凈，應(yīng)力管安裝位置不當(dāng)，熱縮管收縮不均勻，地線安裝不牢等。預(yù)制電纜三頭安裝質(zhì)量缺陷主要有剝切尺寸不精確，絕緣件套裝時(shí)剩余應(yīng)力太大等。 另外，電纜線路中也有一些是拆用舊電纜及附件的情況，這種以舊充新或以舊補(bǔ)舊的做法雖然在利用材料，節(jié)省資金方面有好處，但對(duì)設(shè)備完好率卻影響很大。 統(tǒng)計(jì)顯示電纜本體質(zhì)量問題占電力電纜故障的 3％， 20 世紀(jì) 70 一 80 年代投運(yùn)的XLPE 絕緣電力電纜產(chǎn)品均采用 l+2擠出的生產(chǎn)設(shè)備和濕法蒸汽交聯(lián)工藝，約有 37000km質(zhì)量不穩(wěn)定的產(chǎn)品投入運(yùn)行且進(jìn)入了高故障率時(shí)期。寶鋼從 1988 以后發(fā)生多 起供電電纜主絕緣擊穿事故，解剖后發(fā)現(xiàn)電纜主絕緣嚴(yán)重偏心。后于 1997 年更換電纜。于 95 年進(jìn)行的耐壓試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)每升高一個(gè)電壓等級(jí)一些電纜樣品就會(huì)發(fā)生主絕緣擊穿，后經(jīng)解剖發(fā)現(xiàn)電纜主絕緣中局部存在明顯的顆粒狀雜質(zhì)。對(duì)換下來(lái)的電纜進(jìn)行壽命評(píng)估時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜壽命至少還有 17年。