電力電纜燒蝕原因分析及防范措施

1、工程技術(shù)2009NO.19S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y I n n o v a t 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)1電力電纜故障分析電 力 電 纜 發(fā) 生 故 障 是 多 方 面 的, 歸納 起來(lái)主要有如下幾種:1. 1 機(jī)械損傷由于安裝時(shí)不小心造成的機(jī)械損傷或 靠 近 電 纜 附 近 進(jìn) 行 施 工 而 引 起 的 機(jī) 械 損 傷。據(jù)統(tǒng)計(jì), 機(jī) 械 損 傷 引 起 的 故 障 占 電 力 電纜的 57%,其表現(xiàn)為性質(zhì)較容易識(shí)別,一 般 會(huì) 造 成 停 電 事 故 。1. 2 過(guò)負(fù)荷運(yùn)行根 據(jù) 電 流 的 熱 效 應(yīng), 電 纜 長(zhǎng) 期 的 過(guò) 負(fù) 荷運(yùn)行, 會(huì)

2、使 電 纜 發(fā) 生 過(guò) 熱 。 同 時(shí) 電 荷 的 集膚效應(yīng)以及鋼鎧的渦流損耗、介質(zhì)損耗 和 絕 緣 介 質(zhì) 損 耗 也 會(huì) 產(chǎn) 生 附 加 熱 量, 從而 使 電 纜 溫 度 升 高 , 過(guò) 高 的 溫 度 會(huì) 加 速 電 纜 絕緣的老化,以致絕緣被擊穿。1. 3 電纜頭故障電纜的中間連接頭、終端頭也是引發(fā) 電纜較多故障的地方。其主要表現(xiàn)形式如 下:(1在電纜頭制作過(guò)程中,如果半導(dǎo)電層 爬電距離不夠或處理不干凈,制作時(shí)收縮造 成內(nèi)部含有雜質(zhì)、汗液及氣隙等,在電纜投 入運(yùn)行后,都將使其中的雜質(zhì)在強(qiáng)大電場(chǎng)作 用下發(fā)生游離,產(chǎn)生樹(shù)枝放電現(xiàn)象;(2電纜 終端頭或中間連接頭的金屬屏蔽接地處理 不好,造

3、成電纜接地電阻阻值超過(guò)規(guī)定值, 較高的阻值,將會(huì)產(chǎn)生較高的感應(yīng)過(guò)電壓, 從而引起電纜的部分絕緣老化擊穿。 1. 4 絕緣受潮絕緣受潮是電纜故障的又一主要因素, 據(jù)統(tǒng)計(jì),其所占的故障率為 13%,其表現(xiàn)為 絕 緣 電 阻 低, 泄 漏 電 流 增 大 。一 般 造 成 絕 緣受潮的原因有以下幾種:(1中間頭、終 端接頭安裝工藝不良造成密封失效而導(dǎo)致 潮氣侵入,破壞絕緣性能;(2 電纜制造不 良,電纜外護(hù)層有孔或裂紋;(3電纜護(hù)套被 異 物 刺 穿 或 被 化 學(xué) 腐 蝕 或 電 解 腐 蝕, 致使 保護(hù)層失效,絕緣降低,導(dǎo)致電纜故障。2電纜燒蝕原因事例分析通常造成電纜燒蝕的原因有過(guò)熱被燒 和 過(guò)

4、 壓 擊 穿, 過(guò) 熱 燒 蝕 一 般 從 電 纜 內(nèi) 部 通 流 連 接 處 起 火 燒 蝕 ,而 下 圖 電 纜 過(guò) 流 部 件 搭接處完好, 可以排除連接不好的原因。 (1高壓電纜每一相線芯外均有一接地 的(銅屏蔽層,導(dǎo)電線芯與屏蔽層之間形成 徑 向 分 布 的 電 場(chǎng)也就是說(shuō),正常電纜的電場(chǎng)只有從(銅 導(dǎo)線沿半徑向(銅屏蔽層的電力線,沒(méi)有芯 線軸向的電場(chǎng),電場(chǎng)分布是均勻的。 在做電纜頭時(shí),剝?nèi)チ似帘螌?改變了 電 纜 原 有 的 電 場(chǎng) 分 布, 將 產(chǎn) 生 對(duì) 絕 緣 極 為 不利的切向電場(chǎng)。在剝?nèi)テ帘螌有揪€的電 力線向屏蔽層斷口處集中。那么在屏蔽層 斷口處就是電纜最容易擊穿的部位。

5、電纜最容易擊穿的屏蔽層斷口處,我們采取分散這集中的電力線(電應(yīng)力,用介電常數(shù)為 2030的材料制作的電應(yīng)力控制管(簡(jiǎn)稱(chēng)應(yīng)力管,套在屏蔽層斷口處,以分散斷口處的電場(chǎng)應(yīng)力(電力線,保證電纜能可靠運(yùn)行。要 使 電 纜 可 靠 運(yùn) 行, 電 纜 頭 制 作 中 應(yīng)力 管 非 常 重 要 , 而 應(yīng) 力 管 是 在 不 破 壞 主 絕緣 層 的 基 礎(chǔ) 上 , 才 能 達(dá) 到 分 散 電 應(yīng) 力 的 效果的。在 電 纜 本 體 中 , 芯 線 外 表 面 不 可 能是標(biāo)準(zhǔn)圓,芯線對(duì)屏蔽層的距離會(huì)不相等,根據(jù)電場(chǎng)原理,電場(chǎng)強(qiáng)度也會(huì)有大小,這對(duì)電纜絕緣也是不利的。為盡量使電纜內(nèi)部電場(chǎng)均勻, 芯 線 外 有

6、一 外 表 面 圓 形 的 半 導(dǎo)體層,使主絕緣層的厚度基本相等,達(dá)到電場(chǎng) 均 勻 分 布 的 目 的 。 在 主 絕 緣 層 外 , 銅屏蔽 層 內(nèi) 的 外 半 導(dǎo) 體 層, 同 樣 也 是 消 除 銅 屏蔽層不平, 防止電場(chǎng)不均勻而設(shè)置的。(2一般情況下,造成電纜從應(yīng)力錐擊穿燒蝕的原因有: 電 纜 芯 絕 緣 被 劃 傷, 使 絕 緣 耐 壓 強(qiáng)度下降引發(fā)擊穿起火。 應(yīng) 力 錐 裝 配 相 對(duì) 正 確 位 置 下 移, 使電纜末端場(chǎng)強(qiáng)分布集中問(wèn)題不能有效解決造成擊穿。(3在電纜頭的安裝時(shí),為了保證電纜與柜的電氣連接,以及絕緣要求,需將電纜的 外 屏 蔽 層 剝 除 , 這 就 造 成 了

7、電 纜 外 屏 蔽斷口處場(chǎng)強(qiáng)最大,且分布不均,為了使其電場(chǎng) 趨 于 均 勻, 一 般 采 用 應(yīng) 力 錐 來(lái) 增 加 電 容鏈, 來(lái) 補(bǔ) 償 斷 口 處 電 容 鏈 之 不 足 。 在實(shí)際過(guò)程中,如果應(yīng)力錐裝不到位或下滑,或者應(yīng) 力 錐 與 電 纜 絕 緣 間 存 有 氣 隙 或 絕 緣 受損,就會(huì)起不到場(chǎng)強(qiáng)疏散的作用。(4絕緣受損,也會(huì)造成耐壓強(qiáng)度顯著降低。另 外 氣 隙 的 存 在, 在 交 變 電 場(chǎng) 的 作 用下,就會(huì)造成局部放電,造成電場(chǎng)局部畸變,并且改變絕緣的電壓分布,使局部承受過(guò)高的場(chǎng)強(qiáng),同時(shí)產(chǎn)生 O3和 NO3等氣體,使有機(jī)絕緣受到氧化侵蝕,使氣隙近旁絕緣分解破壞,并通過(guò)電場(chǎng)方

8、向逐漸向絕緣深處發(fā)展,最終導(dǎo)致絕緣被貫通擊穿。(5電場(chǎng)畸變交聯(lián)電纜與其他高壓電器設(shè)備連接或延長(zhǎng)時(shí),屏蔽層必須斷開(kāi),這就帶 來(lái) 電 場(chǎng) 分 布 發(fā) 生 畸 變, 使 得 絕 緣 界 面 承受 很 高 的 場(chǎng) 強(qiáng) , 電 場(chǎng) 在 該 處 不 但 有 徑 向 分量,而且出現(xiàn)軸向分量,使得屏蔽截?cái)嗵庪妶?chǎng)應(yīng)力最為集中。 (6電纜最大工作場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算公式為:Um -系統(tǒng)最高相對(duì)地電壓Um=,R -絕 緣 外 徑 ,rc-內(nèi)半導(dǎo)電外徑,對(duì)于 6/10kV50mm 2的電纜,其 rc 和 R分 別 為 5.5mm 和 8.9mm,正 常 工 況 下 U m 為 , 其 絕 緣 材 料 中 最 大 工 作 場(chǎng)強(qiáng)

9、為 :而 電 纜 屏 蔽 層 截 斷 處 場(chǎng) 強(qiáng) 約 為 11倍 E m a x ,即 27. 5k V /m m 。3電力電纜故障防范措施(1高度重視電纜的施工質(zhì)量,尤其是 確 保 電 纜 的 中 間 頭 和 終 端 頭 的 制 作 質(zhì) 量 我們應(yīng)該重視并抓好基礎(chǔ)管理工作, 減少和杜絕施工過(guò)程中人為的電纜故障和 外部機(jī)械損傷,在敷設(shè)電纜前,電纜溝內(nèi)要 事先鋪墊沙子或裝設(shè)滑輪,在轉(zhuǎn)彎處,確保 電纜的彎曲半徑復(fù)合規(guī)程的要求,讓電纜自 然彎曲,避免電纜有可能受到的機(jī)械損傷。 現(xiàn)在 10kV 電纜中間頭和終端頭普遍 使用冷縮型附件產(chǎn)品和預(yù)制式附件的產(chǎn)品, 具有安裝方便,耐壓高,不需要加熱,貯藏壽 命

10、長(zhǎng),環(huán)向壓力均勻的特點(diǎn)。附件的尺寸與 待安裝的電纜的尺寸配合要符合規(guī)定的要 求。另外也需采用硅脂潤(rùn)滑界面,以便于安 裝,同時(shí)填充界面的氣隙,消除電暈。預(yù)制附 件一般靠自身橡膠彈力可以具有一定密封作 用,有時(shí)可采用密封膠及彈性?shī)A具增強(qiáng)密封。 電纜附件應(yīng)與電纜本體一樣能長(zhǎng)期 安全運(yùn)行,并具有與電纜相同的使用壽命。 電 纜 附 件 的 絕 緣 性 能 應(yīng) 不 低 于 電 纜 本 體 , 所 用 絕 緣 材 料 的 介 質(zhì) 損 耗 要 低, 在結(jié)構(gòu)上 應(yīng) 對(duì) 電 纜 附 件 中 電 場(chǎng) 的 突 變 能 完 善 處 理 , 有改變電場(chǎng)分布的措施。(2制定完善各種規(guī)章制度建立健全電纜維護(hù)、檢查及防火、報(bào)警

11、 等各項(xiàng)規(guī)章制度。堅(jiān)持定期巡視檢查,對(duì)電 纜頭定期測(cè)溫,按規(guī)定進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)。 (3努力提高工人的技術(shù)素質(zhì),要求參 加制作者技術(shù)熟練,細(xì)心認(rèn)真,嚴(yán)格按照操 作 技 術(shù) 規(guī) 程 進(jìn) 行 , 以 確 保 電 纜 的 中 間 頭 和 終 端 頭 的 制 作 質(zhì) 量 。4 結(jié)語(yǔ)分析電力電纜發(fā)生故障的原因,采取相 應(yīng)的預(yù)防措施,是保證電力生產(chǎn)安全運(yùn)行的 基礎(chǔ), 也 是 區(qū) 域 性 電 網(wǎng) 安 全 運(yùn) 行 的 基 本 保 證。同時(shí),科學(xué)防范、勤查勤檢,不但是電 纜安全運(yùn)行的關(guān)鍵,也是電網(wǎng)安全運(yùn)行的關(guān) 鍵,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除事故隱患,使電力電纜 工程質(zhì)量長(zhǎng)期處于可控、在控狀態(tài),提高電 力系統(tǒng)供電可靠性和穩(wěn)定性,才能為國(guó)民經(jīng) 濟(jì)的高速發(fā)展提供可靠的電力保證。 參考文獻(xiàn)1胡其秀. 電 力 電 纜 線 路 手 冊(cè). 水利電力 出版社,2005.電力電纜燒蝕原因分析及防范措施呂 彤(廣州南方電力集團(tuán)黃埔建設(shè)有限公司廣州 510700摘 要:隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展, 社會(huì)對(duì)電力的需求越來(lái)越大, 電力電纜在發(fā)、配、供電中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用, 確保電力電纜 的安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行, 必將對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生重大的