4-14--從一起故障分析看沿面放電對電纜的影響

1、故障分析與反措從一起故障分析看沿面放電對電纜的影響王慧明（石家莊供電公司）摘要本文通過對一起典型的沿面放電擊穿故障分析，探討沿面放電產生的機理及由于施工的不規(guī)范造成沿面放電加速擊穿，在今后工作中應當采取的應對措施。關鍵詞界面壓強沿面放電電纜附件電纜故障0引言石家莊電業(yè)局電纜工區(qū)負責市區(qū)10kv及以上電壓等級電纜電纜的運行、檢修工作。近年來隨著城市建設，電力電纜在城市電網中的比重越來越大，所起的作用越來越重要，電纜數量已增加到2000公里，電纜的供電可靠性直接關系到城市電網的供電可靠性。因此我們應當認真抓好故障管理，做好事故分析，提高供電可靠性。2007年度我工區(qū)所轄10kv電纜線路共發(fā)生事故2

2、9起、故障率1.82次/百公里·年，總次數比2006年同期比較減少了11起。其中外力破壞10起，占35%，比2006年減少15起；電纜頭故障18起，占62%，比2006年增加3起；電纜本體故障1起，占3%，比2006年增加1起。從以上數據可以看出在加強運行巡視的情況下有效制止了外力破壞對電纜的影響，但電纜附件造成的故障有所增加。本文通過對一起典型的電纜附件故障的分析，探討電纜附件制作對電纜的危害以及應當采取的防范措施。1故障情況概述2007年5月29日，南郊站812富強二線（1999年投運，用戶專線，電纜參數： YJV22-3*240/2550M）短路跳閘，經故障測尋故障點在距用戶配

3、電室1251M處，電纜中間頭故障（電纜附件為熱縮附件），兩相已炸開，電纜內進水，經處理后做3M中間頭一個。做完中間頭后試驗，電纜又被擊穿，再次經故障測尋故障點在距用戶配電室775米處，也是一個電纜中間頭故障（電纜附件為熱縮附件），外表沒有異常，將故障電纜頭剖開，發(fā)現(xiàn)從剝切的外半導電層斷口到導體連接管之間的主絕緣表面有一條明顯的放電通道，這是一起典型的沿面放電擊穿故障。故障電纜如圖所示：2沿面放電產生的機理從現(xiàn)場情況看，很明顯是導體連接管直接對地電位的外半導電層斷口沿主絕緣表面放電引起的。交聯(lián)聚乙烯電纜在運行過程中，一方面由于電纜熱縮附件在熱收縮后沒有彈性，電纜附件與絕緣層之間的界面壓強不夠大，

4、隨著負荷的變化，電纜附件與電纜絕緣層之間界面由于熱脹冷縮產生氣隙，形成呼吸效應，將潮氣吸進界面；另一方面，由于電泳效應，水分子在電場的作用下做定向遷移運動進入電纜附件界面。潮氣和遷移水分子在界面凝結成介電常數很高的水珠，界面表面電阻急劇下降，激發(fā)界面沿面放電。在絕緣層表面受潮后，將使沿面泄漏電流增大，使沿面路徑發(fā)熱、水分蒸發(fā)，在局部電流密度大的地方便先形成干燥帶，使電壓沿面分配不均勻，在干燥帶分擔較高的電壓而造成電弧放電，使絕緣層表面過熱、局部絕緣炭化，形成漏電痕跡，如果炭化層發(fā)展得很大，將會引起絕緣層表面閃絡，最終導致界面沿面放電擊穿。由以上兩個方面可以看出影響沿面放電的兩個主要因素就是界面

5、壓強（握緊力）和表面狀態(tài)。界面壓強增大，沿面放電電壓上升，這也符合巴申定律，巴申定律認為在溫度不變時氣體的擊穿電壓Ub是氣體壓力和電極間距離的乘積pd函數，即Ub=f(pd)。要增大界面壓強就應當采用彈性變形回復力大的材料，我們現(xiàn)在采用的乙丙橡膠材料的冷縮中間頭回縮力較大，效果不錯；要克服沿面閃絡也可以采用涂抹硅脂的方法，沿面放電可以用碰撞電離理論解釋，放電電壓與界面狀態(tài)密切相關，在界面上涂抹硅脂后，硅脂分子起到壁壘作用，阻礙導電粒子激發(fā)界面沿面放電，界面沿面放電電壓值大幅提高。3本起故障產生的原因本起故障除了附件材料及界面壓強的因素外，主要是由于施工質量引起的，附件安裝不規(guī)范導致沿面放電速度

6、加快，導致?lián)舸Ｖ饕蚩赡苡幸韵聨讉€方面：（1）剖切電纜外半導電層時，刀痕過深，使主絕緣層表面有傷痕，存在氣隙。（2）電纜外半導電層剖切后，主絕緣層上的半導電殘留物沒有清除干凈，或清除時沒有遵循工藝方向而來回擦洗。（3）電纜線芯壓接后，連接管壓坑變形出現(xiàn)尖端，棱角產生尖端放電。（4）附件收縮不緊密，握緊力不夠，產生氣隙。（5）收縮后，兩個端口未作任何密封處理，導致潮氣侵入。（6）電纜中間頭做完后，由于扭曲變形產生縫隙，導致接頭進水受潮。4應當采取的應對措施為了防止沿面放電擊穿故障的發(fā)生，應在以下幾個環(huán)節(jié)嚴格把關：（1）接頭制作前要認真檢查電纜附件，要與電纜配套，保證其有足夠的握緊力，使界面接

7、觸緊密，沒有氣隙。在握緊力方面冷縮材料明顯強于熱縮材料，但是在做頭前要看年限，不能過保質期，不然會產生疲勞變形，影響握緊力。（2）電纜接頭在制作過程中應特別注意保持環(huán)境清潔，同時盡量縮短制作時間。電纜剖切后在空氣中暴露時間越長，水分、氣體等侵入的可能性就越大，從而影響接頭質量。因此要求在施工之前充分做好各項準備工作，保證制作時間不間斷，一氣呵成。（3）電纜絕緣層剖切后，應用細砂紙仔細打磨主絕緣層表面，使其光滑無刀痕和無半導電殘留物。（4）線芯壓接后應用銼刀、砂紙仔細打磨，消除棱角和尖端，并注意金屬粉屑不得殘留在絕緣層表面。（5）清洗絕緣層必須使用清洗溶劑，清洗方向從線芯向半導電層，嚴禁使用接觸過半導電層的清洗紙清洗主絕緣表面。（6）在主絕緣界面涂抹適量硅脂，并保證硅脂長期保持濕潤狀態(tài)。（7）在收縮后各相硅橡膠絕緣套管的兩端口處分別包繞半導電自粘帶，這樣既能使硅橡膠外半導電層與電纜外半導電層良好接觸，又能起到軸向防止水份、氣體、灰塵侵入的作用。（8）包繞防水膠帶是接頭防潮密封的關鍵環(huán)節(jié)，要以半重疊法從接頭一端向另一端包繞，然后再從這一端反向包繞到起始端，包繞兩層。每層包繞后，要用雙手一次緊握一遍，使之粘合牢固。包繞時一定要拉力適當，做到包繞緊密無縫隙。5結論介質界面的沿面放電電壓值與界面壓強和界面狀況密切相關。保證界面足夠