35kV电力电缆在试验、运行中击穿的原因分析

张晓勇 胡敏 徐佳康

摘 要：电力电缆通常都在室内或者沟道中，通常为半隐蔽工程，受到气候和环境影响较小；安全性高，经常作为电站的引出线以及城市供电、过海过江水下输电。电缆线路投资费用高，为架空线路好多倍。同时电缆也有故障隐蔽，试验测试较难，损坏后时间较长。

关键词：电力电缆；施工工艺；电缆敷设

电力电缆作为传输电能、分配电能的重要部分，拥有可靠性高、维修量少、电容分布大等特点，在电力传输中受到广范使用。现在我国对电能需求不断提高，电力电缆安全性也逐渐成为研究的重要内容。从各种数据中可以看到，每年我国发生电缆击穿造成的事故可以達到上百起，不仅造成严重的经济损失同时也为人们的生活造成严重影响。

1 电缆故障多发的原因

（1）电缆故障多发点。一根电缆在敷设完成之后，通电后便会出现强大电场，电流和电压会一直在找寻薄弱环节突破。现在结合众多单位和事故中的分析发现。电缆中最容易出现的问题的部位为中间接头和终端头这些位置，特别是中间接头要求较高的制作工艺，同时存在问题的隐患也更多。因为电缆在安装中质量较低，受到外部机械损伤，在长期负荷运行中会造成故障升高。

（2）电缆故障原因。电缆中间接头或者终端接头质量低；在半导层爬电距离较少；制作接头时内部有杂志或者汗液、气隙，在运行之后，可能会使得杂志处在强大电场中产生游离，因此会有数值放电。制作中，假如导线在压接中质量不好，接头中电阻较大从而发热、收缩，这些都会不断加速绝缘老化，使得绝缘层中出现老化或者击穿；也会造成附近电缆产生相间短路或者接地短路，电缆头出现放炮，附件电缆也会受到损伤。

（3）电缆安装质量较低。此种主要是在安装中电缆沟底没有铺设软土或者砂子，也没有加水泥或者砖块等盖板。电缆在电缆沟内被石块、重物挤压，电缆中的弯曲半径较小也会使得电缆受到严重损伤。同时这些外伤也会是电缆中十分明显的故障。

电缆超负荷运行。在水电部门的技术要求中，各种规格电缆运行温度在25℃时，载流会有明确的限制指标。冬季环境温度较低，电缆运行状况好。在夏季，温度较高，散热状况不好，电缆在过负荷运行中，电缆便会发热，长期过负荷运转便会使得电缆处于长期发热的状态，这样会使得整个电缆老化加剧，出现严重隐患。

2 具体案例分析

（1）灌南故障案例。案例一：在2005年，六塘在35kV电缆出线交接试验中，新安装的35kV电缆在交接试验时被击穿，在现场调查之后发现，电缆外半导电层中有黑色小孔，为主要故障通道。

案例二：2009年，一用户的35kV开关柜运行半月之后，进线电缆中的c相出线爆炸，在对线路进行解体之后发现，电缆附件和厂家要求的附件之间有较大的尺寸差异，放电点为半导电层和应力疏散胶绝缘层中。之后重新制作接头，但是人力和财力受到较大浪费，验收时间被延误。出现这种问题的主要原因在于在敷设过程中没有依据要求控制好敷设和安装质量。

（2）原因分析。从案例一中可以电缆附件安装位置正确，击穿点为半导电层和绝缘层交叉位置，对现场解刨之后可以看出，半导层和绝缘层的交叉位置，刀刻痕迹十分严重，主要是半导层和绝缘层间的过渡不太圆滑。半导层和主绝缘的光滑度，造成在应力疏散胶和主绝缘中产生气隙，虽然较小但是会积攒一些水汽；同时因为不光滑，依据棒—板电场强度分布原理，气隙位置的电场强度最高，会达到其他部位的几倍甚至是几十倍。交联聚乙烯都是在厂家使用高温浇筑制造，因此工艺原因，成品后绝缘层内会出现或多或少的微小气隙。在长时间高电场强度微水量影响下，微小的气隙会逐渐扩大，最后形成水树枝，达到一定程度，树枝出现贯通击穿，造成电缆故障。

在第二个案例中，故障的主要问题是，电缆附件在安装中没有依照合适的尺寸进行施工。同时疏散胶没有直接搭接半导层和绝缘层交叉线中，只是在主绝缘上，这样造成半导层和应力疏散胶中留下空挡，应力管无法起到原有的疏散作用，从而造成放电击穿，基本原理和第一个案例较为相似。

3 避免出现电缆故障中要注意的问题

（1）检查好电缆质量。主要是外观检查，有无明显伤痕；外护套绝缘检查，使用摇表测量绝缘电阻，电阻只低于0.5MΩ。检查好电缆受潮，电缆在运输中主要使用邹纸包裹，发现有水要及时愁真空处理，也可以加热干燥氮气，驱散潮气。

（2）电缆敷设。在检查好之后便要进行敷设，主要使用以下方式，直埋敷设和排管敷设、隧道敷设、水底敷设、竖井敷设。现在经常适应的为直埋敷设以及电缆沟敷设。在敷设中要保证弯曲半径达到敷设要求，其中有铠装的电缆在敷设时，较难弯曲也容易被损坏，要对其进行加热之后弯曲，主要加热方式为通入一定电量的电流。在敷设中电缆过长时可以使员工辅助机械，同时要重视每种电缆的牵引力大小。电缆敷设中侧压力容易受到忽视，主要是侧压力较小，但是在电缆滚轮不合理或者发生故障时，侧压力对电缆的损伤也十分严重。

（3）重视电缆附加安装。附件安装中的基本要求，电缆终端头是将电缆和设备进行连接的重要部件。附件要和电缆一样可以保持长时间使用和运行，要想保证良好性能一定要满足一下要求：第一，纤芯联接好，联接中的电阻小同时连接十分稳定，能够经受电流冲击。保证绝缘性能来良好，绝缘要和电缆相等。

在安装中注意问题。要尽量保证电缆屏蔽层断口电场应力分散，同时应力管和铜屏蔽层接触过程中长度小于20mm，接触过短会使得应力管面积过小，电力线传导不足，电场分散太少。安装中可以使用硅脂润滑界面，在安装中更为方便，填充中的气隙可以消除电晕。

4 小结

在施工中一定要注意好上述问题，施工中控制好质量，电缆问题便会减少很多。随着电力的不断发展，在以后一定会出现各种等级电压和型号的电缆，因此一定要认真总结工作经验。对于自己学习和掌握的知识使用到现实中，一定可以为电网完善提供自己的力量。

参考文献：

[1]周恺，王谦，李春生，等.一起35kV电缆冷缩绝缘接头故障原因分析[J].电世界，2017，58（3）：3437.

[2]麦麦提祖农.35kV及以下交联电缆终端头绝缘击穿事故引发的思考[J].工程技术：引文版，2016（10）：0005000051.