35kV電力電纜在試驗(yàn)、運(yùn)行中擊穿的原因分析

高春雨

【摘??要】電力行業(yè)的發(fā)展直接關(guān)系到我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度和發(fā)展方向，一直以來(lái)我國(guó)大力發(fā)展，改革創(chuàng)新。隨著電力、能源行業(yè)的發(fā)展，電力電纜應(yīng)用越來(lái)越廣泛，運(yùn)行環(huán)境也越來(lái)越復(fù)雜，因此確保電力電纜的安全運(yùn)行更加重要。

【關(guān)鍵詞】35kV電力電纜;試驗(yàn)、運(yùn)行;擊穿原因

引言

電是我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)中非常重要的基礎(chǔ)能源，關(guān)系到我國(guó)民生，其重要性不言而喻。35kV電力電纜通常都在室內(nèi)或者溝道中，通常為半隱蔽工程，受到氣候和環(huán)境影響較小;安全性高，經(jīng)常作為電站的引出線以及城市供電、過(guò)海過(guò)江水下輸電。電纜線路投資費(fèi)用高，為架空線路好多倍。同時(shí)電纜也有故障隱蔽，試驗(yàn)測(cè)試較難，損壞后時(shí)間較長(zhǎng)。

135kV電力電纜擊穿原因分析

1.設(shè)計(jì)不合理，電纜選型不滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求。正確的電纜選型是保證系統(tǒng)能夠正常安全運(yùn)行的首要條件。常見電力電纜設(shè)計(jì)問(wèn)題主要包括電纜型號(hào)、護(hù)套及絕緣層材質(zhì)選擇、電壓等級(jí)、電纜截面、防火要求、電纜路徑等。因此在電力電纜設(shè)計(jì)選型時(shí)，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.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(guò)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(huì)造成電纜制造缺陷，影響電纜絕緣水平，運(yùn)行過(guò)程就容易出現(xiàn)絕緣老化、受潮等各種問(wèn)題，導(dǎo)致電纜擊穿。電力電纜絕緣缺陷主要包括絕緣偏心、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)。另外，電纜出廠檢驗(yàn)由于試驗(yàn)方法的局限性，絕緣特性試驗(yàn)不能完全排除缺陷。有些制造商只進(jìn)行電纜的絕緣電阻、泄露電流或者介質(zhì)損耗測(cè)量，無(wú)法發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷。而耐壓試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)性較大的集中缺陷，判斷絕緣耐電強(qiáng)度，但也會(huì)對(duì)電纜絕緣造成一定程度的破壞。3.電纜終端下移原因的分析，電纜終端導(dǎo)體與架空鋁絞線通過(guò)金具柔性連接，這樣，電纜終端外護(hù)套是固定不動(dòng)的，電纜線芯是柔性連接，有活動(dòng)的余地;電纜在生產(chǎn)完成后，繞到電纜盤上，在此過(guò)程中由于電纜外護(hù)套與電纜絕緣的彎曲半徑不同，會(huì)使絕緣及護(hù)套間產(chǎn)生一定的應(yīng)力，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后敷設(shè)電纜時(shí)要將電纜從電纜盤上拉直敷設(shè)到電纜溝道或者排管中，正常情況下，敷設(shè)過(guò)程中電纜的拉直會(huì)將生產(chǎn)后繞到電纜盤時(shí)電纜絕緣及電纜外護(hù)套間的應(yīng)力有效釋放，但是敷設(shè)電纜時(shí)可能使個(gè)別電纜外護(hù)套變形或者由于其他原因，導(dǎo)致電纜絕緣與電纜外護(hù)套間的應(yīng)力得不到效釋放而繼續(xù)存在。4.運(yùn)輸、敷設(shè)過(guò)程不規(guī)范，破壞電纜絕緣層。出廠試驗(yàn)合格的電纜在運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)敷設(shè)過(guò)程也容易發(fā)生損壞。如果電纜運(yùn)輸或敷設(shè)過(guò)程受潮或發(fā)生電纜盤傾倒等問(wèn)題使電纜受到碰撞、沖擊等會(huì)損傷電纜。電纜敷設(shè)過(guò)程若機(jī)械牽引力過(guò)大而拉傷電纜，或電纜彎曲半徑過(guò)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(chǎng)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防止35kV電力電纜擊穿的措施

2.1電纜敷設(shè)

在檢查好之后便要進(jìn)行敷設(shè)，主要使用以下方式，直埋敷設(shè)和排管敷設(shè)、隧道敷設(shè)、水底敷設(shè)、豎井敷設(shè)。現(xiàn)在經(jīng)常適應(yīng)的為直埋敷設(shè)以及電纜溝敷設(shè)。在敷設(shè)中要保證彎曲半徑達(dá)到敷設(shè)要求，其中有鎧裝的電纜在敷設(shè)時(shí)，較難彎曲也容易被損壞，要對(duì)其進(jìn)行加熱之后彎曲，主要加熱方式為通入一定電量的電流。在敷設(shè)中電纜過(guò)長(zhǎng)時(shí)可以使員工輔助機(jī)械，同時(shí)要重視每種電纜的牽引力大小。電纜敷設(shè)中側(cè)壓力容易受到忽視，主要是側(cè)壓力較小，但是在電纜滾輪不合理或者發(fā)生故障時(shí)，側(cè)壓力對(duì)電纜的損傷也十分嚴(yán)重。

2.2規(guī)范施工過(guò)程，避免電纜損傷

35kV電纜敷設(shè)時(shí)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，尤其是單芯獨(dú)股電力電纜的綁扎應(yīng)按照品字形。同時(shí)考慮到電力電纜在運(yùn)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。嚴(yán)格按照電纜接線工藝進(jìn)行接線，高壓電纜做頭嚴(yán)格按照生產(chǎn)廠家工藝及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，電纜剝切制作過(guò)程量取長(zhǎng)度正確，焊接應(yīng)牢固;外觀平滑，電纜芯線及絕緣層表面清潔、無(wú)雜物、無(wú)皺折;壓模與芯線應(yīng)配套，絕緣管須套到芯線根部，外觀光滑，無(wú)氣泡。

2.3加強(qiáng)電壓及負(fù)荷檢測(cè)

對(duì)電纜的運(yùn)行負(fù)荷情況進(jìn)行常態(tài)化檢查、跟蹤，確保電纜的載流量保持在允許持續(xù)載流量以下，若電纜過(guò)負(fù)荷運(yùn)行現(xiàn)象長(zhǎng)期存在，應(yīng)及時(shí)開展針對(duì)性核查整改，如此將有效減緩電纜絕緣的老化速度，延長(zhǎng)電纜的使用壽命。

2.4重視35kV電纜附加安裝

附件安裝中的基本要求，電纜終端頭是將電纜和設(shè)備進(jìn)行連接的重要部件。附件要和電纜一樣可以保持長(zhǎng)時(shí)間使用和運(yùn)行，要想保證良好性能一定要滿足一下要求：第一，纖芯聯(lián)接好，聯(lián)接中的電阻小同時(shí)連接十分穩(wěn)定，能夠經(jīng)受電流沖擊。保證絕緣性能來(lái)良好，絕緣要和電纜相等。在安裝中注意問(wèn)題。要盡量保證電纜屏蔽層斷口電場(chǎng)應(yīng)力分散，同時(shí)應(yīng)力管和銅屏蔽層接觸過(guò)程中長(zhǎng)度小于20mm，接觸過(guò)短會(huì)使得應(yīng)力管面積過(guò)小，電力線傳導(dǎo)不足，電場(chǎng)分散太少。安裝中可以使用硅脂潤(rùn)滑界面，在安裝中更為方便，填充中的氣隙可以消除電暈。

2.5規(guī)范35kV電力電纜運(yùn)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(duì)35kV電纜運(yùn)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(dòng)、化學(xué)腐蝕、地下電流、熱影響、鼠害等損傷。加強(qiáng)對(duì)電力電纜的日常檢查維護(hù)工作，定期測(cè)量電纜的接地電流;加強(qiáng)對(duì)電纜電壓檢測(cè)和溫度、環(huán)境的檢查，避免35kV電纜長(zhǎng)期處于超負(fù)荷運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)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(yùn)行。

2.6新線施工隱患規(guī)避

根據(jù)既有線路的運(yùn)營(yíng)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，在后續(xù)的新線施工介入期，為增加供電安全可靠性及減少接管后的維護(hù)量，應(yīng)積極協(xié)調(diào)新線接觸網(wǎng)（軌）直流正極電纜及附屬高壓側(cè)連接電纜按優(yōu)化后的電纜頭制作及包扎工藝開展施工安裝;同時(shí)，建議在后續(xù)新線建設(shè)中明確上述要求并作為標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。同時(shí)新線在敷設(shè)電纜時(shí)要嚴(yán)格按規(guī)定敷設(shè)，以實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)地形、地況為基準(zhǔn)并結(jié)合周邊的工程施工開展情況進(jìn)行敷設(shè)，規(guī)避施工隱患。

結(jié)語(yǔ)

總之，35kV電力電纜的安全運(yùn)行是系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行的保障，電力電纜設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、現(xiàn)場(chǎng)施工、生產(chǎn)運(yùn)行都會(huì)導(dǎo)致電力電纜絕緣被擊穿，對(duì)35kV電纜系統(tǒng)穩(wěn)定、安全造成嚴(yán)重影響。必須在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、現(xiàn)場(chǎng)施工、調(diào)試運(yùn)行階段予以足夠重視，通過(guò)采取有效措施并嚴(yán)格各環(huán)節(jié)質(zhì)量控制，才能切實(shí)預(yù)防、避免35kV電力電纜絕緣擊穿甚至爆炸問(wèn)題發(fā)生，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]周愷，王謙，李春生，等.一起35kV電纜冷縮絕緣接頭故障原因分析[J].電世界，2017，58（3）：3437.

[2]麥麥提祖農(nóng).35kV及以下交聯(lián)電纜終端頭絕緣擊穿事故引發(fā)的思考[J].工程技術(shù)：引文版，2016（10）：0005000051.

[3]羅俊華，楊黎明，姜蕓，等.電力電纜運(yùn)行，故障及試驗(yàn)綜述[J].電力設(shè)備，2004，5（8）：4-8.

[4]劉敏.船用低壓電力電纜絕緣材料老化狀態(tài)研究與壽命評(píng)估[D].大連理工大學(xué)，2017.

[5]馬淑華.10kV電力電纜中間接頭爆炸事故分析及防范措施[J].華北電力技術(shù)，2005（B11）：68-69.

[6]徐丙根，李勝祥，陳宗軍.電力電纜探測(cè)技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

（作者單位：中電二公司）