電纜接入建設(shè)是城市現(xiàn)代化的發(fā)展方向。隨著電纜線路和運(yùn)行壽命的增加，電纜故障逐漸增加，電纜本體、電纜附件、電纜附件設(shè)備等故障也顯著增加。根據(jù)作者多年的運(yùn)行和維護(hù)實(shí)踐，電纜故障主要集中在絕緣、附件和外部保護(hù)層。

1.分析絕緣故障原因

1、絕緣故障

電纜絕緣老化主要發(fā)生在投入運(yùn)行的后期，一般發(fā)生在運(yùn)行15年以上的電纜線路上，導(dǎo)致電纜故障率大幅上升。絕緣老化主要分為樹枝老化、電熱老化和絕緣材料老化。電纜絕緣介質(zhì)的內(nèi)部間隙在電場作用下游離，降低絕緣強(qiáng)度。

過熱會(huì)加速絕緣老化和惡化。電纜絕緣內(nèi)部間隙產(chǎn)生的電游離會(huì)導(dǎo)致局部過熱，碳化絕緣材料，降低絕緣強(qiáng)度。電纜過載是電纜過熱的一個(gè)重要因素。安裝在電纜密集區(qū)、電纜溝、電纜隧道等通風(fēng)不良場所的電纜、電纜路徑與熱管并行或交叉，無有效的保溫措施，會(huì)使電纜過熱，加速絕緣層損壞。

電纜絕緣在電和熱的作用下長期運(yùn)行，其物理性能發(fā)生變化，導(dǎo)致絕緣強(qiáng)度降低或介質(zhì)損耗增加，最終導(dǎo)致絕緣崩潰和老化故障。絕緣老化的主要原因是：

(1)電纜選型不當(dāng)，導(dǎo)致電纜長期在過電壓下工作；

(2)電纜線路周圍靠近熱源，使電纜局部或整個(gè)電纜線路長期加熱，過早老化；

(3)電纜在與絕緣發(fā)生不良化學(xué)反應(yīng)的環(huán)境中過早老化；

(4)多根電纜平行運(yùn)行時(shí)，其中一根或多根接觸不良，導(dǎo)致其他平行電纜過載運(yùn)行；

(5)制作電纜附件時(shí)，電纜連接管壓接不牢固，導(dǎo)致接觸電阻增大，過熱。

2、附件問題

電纜中間接頭和終端通常由安裝人員在敷設(shè)現(xiàn)場完成，如果不注意，很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。電纜附件故障占電纜線路故障的主要部分，其宏觀主要表現(xiàn)為復(fù)合界面放電和附件材料老化。電纜附件故障往往是由于生產(chǎn)過程不良和人員粗心大意造成的。在生產(chǎn)過程中，附件內(nèi)存在氣泡、水、雜質(zhì)等缺陷，導(dǎo)致局部放電和絕緣故障，主要體現(xiàn)在：

(1)電纜中間接頭和終端頭的生產(chǎn)質(zhì)量不高

（a）剝離外半導(dǎo)層時(shí)，損壞下絕緣或絕緣表面有半顆粒、灰塵等雜質(zhì)，或半導(dǎo)層去除距離短，爬電距離不夠。試驗(yàn)或投入運(yùn)行后，雜質(zhì)在強(qiáng)電場作用下游離，產(chǎn)生電樹枝。

（b）在生產(chǎn)過程中，金屬連接管壓接質(zhì)量差，導(dǎo)致接頭接觸電阻過大或熱收縮過大，導(dǎo)致絕緣碳化，導(dǎo)致絕緣層老化和穿透，導(dǎo)致電纜接地或短路故障，并可能損壞附近的其他電纜。

（c）電纜接頭工藝不規(guī)范，密封不規(guī)范，使絕緣內(nèi)部受到水分和水分的侵入，導(dǎo)致中間接頭絕緣受潮和惡化。嚴(yán)重情況下，電纜主絕緣大面積進(jìn)水，導(dǎo)致主絕緣整體受潮，最終導(dǎo)致電纜故障。

（d）導(dǎo)體連接管處理工藝較差。導(dǎo)體連接管壓接模具選擇不合理，棱角拋光不均勻，特別是在壓接模具邊緣，局部尖角、毛刺、突出，容易導(dǎo)致電場不均勻，運(yùn)行局部放電，使絕緣老化，絕緣性能下降，突破故障。

（e）安裝尺寸錯(cuò)誤，應(yīng)力管安裝位置過低或應(yīng)力錐與半道層斷口無效連接，導(dǎo)致電纜半導(dǎo)電斷口應(yīng)力疏散不可靠。在試驗(yàn)或長期運(yùn)行中，斷口產(chǎn)生嚴(yán)重的電暈放電，導(dǎo)致絕緣過熱，最終導(dǎo)致斷裂。

（f）電纜金屬屏蔽層接地線連接不可靠，不符合接地電阻要求，導(dǎo)致接地電阻過大。當(dāng)電纜受到過電壓時(shí)，金屬屏蔽層會(huì)產(chǎn)生較高的感應(yīng)過電壓，導(dǎo)致絕緣部分老化和穿透。

（2）由于負(fù)荷和環(huán)境因素的變化，特別是熱收縮附件不能隨彈性變形而失去密封效果，在附件與電纜絕緣層之間形成呼吸效應(yīng)，將大氣中的水分和水分帶入附件，導(dǎo)致電纜附件內(nèi)部短路故障。冷收縮附件質(zhì)量低、收縮力降低或密封缺陷，會(huì)導(dǎo)致外部水侵入，最終導(dǎo)致電纜故障。

（3）在制造電纜頭時(shí)，由于環(huán)境水分和濕度高，沒有采取可靠的除濕和防潮措施。電纜絕緣局部潮濕，絕緣性能下降，在運(yùn)行過程中發(fā)展道，導(dǎo)致電纜故障。

3、外護(hù)層問題

電纜在中高壓電網(wǎng)中的應(yīng)用越來越廣泛。電力電纜外保護(hù)層是保護(hù)電纜的首道防線，其完整性直接關(guān)系到內(nèi)部結(jié)構(gòu)的安全性和電纜的使用壽命。電纜外保護(hù)層故障有三個(gè)主要原因:

（1）電纜周圍的硬損壞或外力損壞。直埋電纜直接接觸外保護(hù)層，特別是在車輛路段，路面振動(dòng)長時(shí)間，硬尖可能穿透外保護(hù)層，造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞，加上電纜負(fù)荷變化，電纜本身熱膨脹冷收縮，損壞部位電場分布不均勻，最終導(dǎo)致絕緣層損壞水敷設(shè)時(shí)，排水連接臺(tái)階或內(nèi)壁不光滑，電纜路徑周圍機(jī)械施工或頂管操作損壞外保護(hù)層。

(2)施工過程中遺漏的缺陷和隱患。電纜敷設(shè)施工過程中，排管內(nèi)外護(hù)層拉傷開裂，人員無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)；110kV運(yùn)行一段時(shí)間后，上述電纜彎曲部位開裂，外保護(hù)層絕緣減少，金屬護(hù)套多點(diǎn)接地，環(huán)流增大，最終導(dǎo)致絕緣加熱老化。

(3)白蟻腐蝕。一旦發(fā)現(xiàn)白蟻腐蝕部位，電纜線路上往往會(huì)有很多腐蝕部位，要引起足夠的重視。北方電網(wǎng)對(duì)白蟻腐蝕的危害相對(duì)較少。

二、采取措施防止電纜故障

從絕緣、附件和外保護(hù)層故障原因分析可以看出，電纜線路工程是一個(gè)系統(tǒng)工程。只有從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行維護(hù)等方面管理整個(gè)過程，才能很大限度地保證其安全運(yùn)行。

（1）從設(shè)計(jì)開始，充分了解電纜使用的接地系統(tǒng)，選擇符合其電壓等級(jí)的電纜，避免電纜在長期過電壓下工作。外保護(hù)層的選擇應(yīng)滿足使用環(huán)境和使用壽命的要求。同時(shí)，當(dāng)電纜保護(hù)層保護(hù)器的選擇應(yīng)滿足相對(duì)接地時(shí)，保護(hù)器可靠地通過接地電流而不損壞。

（2）電纜路徑的選擇應(yīng)避免過熱、腐蝕、外部損壞等外部環(huán)境的影響，也應(yīng)避免電纜敷設(shè)過于集中，導(dǎo)致熱量不能及時(shí)擴(kuò)散，導(dǎo)致過熱的內(nèi)部因素。此外，不建議在同一路徑的管道內(nèi)敷設(shè)雙回路電纜路徑，以防止損壞，造成大面積停電事故。

（3）加強(qiáng)電纜和電纜附件選型、廠家監(jiān)造、到貨驗(yàn)收等工作，確保電纜和電纜附件質(zhì)量水平。在現(xiàn)場驗(yàn)貨時(shí)，應(yīng)有生產(chǎn)廠家、施工方、監(jiān)理方和項(xiàng)目主管部門等多方在場，按照裝箱清單逐一點(diǎn)驗(yàn)，對(duì)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)記錄并提出整改建議，經(jīng)多方簽字認(rèn)可。對(duì)容易受潮部件，檢驗(yàn)完畢后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行密封處理，防止受潮影響正常使用。

（4）加強(qiáng)人員培訓(xùn)，對(duì)纜頭生產(chǎn)人員進(jìn)行必要的業(yè)務(wù)資質(zhì)和技術(shù)評(píng)估，并持證上崗。保質(zhì)期內(nèi)連續(xù)兩次故障的，取消纜頭生產(chǎn)資格，重新培訓(xùn)考核合格后方可重新上崗。

（5）加強(qiáng)電纜工程各環(huán)節(jié)隱蔽工程和中間環(huán)節(jié)的驗(yàn)收，嚴(yán)格控制質(zhì)量驗(yàn)收，完全糾正土建、電氣等工程驗(yàn)收中發(fā)現(xiàn)的缺陷和隱患，做好記錄，必要時(shí)留下照片、電影、電視等材料。

（6）利用外護(hù)套環(huán)流在線監(jiān)測技術(shù)、在線光纖溫度測量技術(shù)、在線局部放電檢測技術(shù)等成熟的在線監(jiān)測技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)電纜的實(shí)時(shí)在線運(yùn)行監(jiān)測，提前發(fā)現(xiàn)隱藏缺陷，避免停電事故。

三、結(jié)語

電纜線路的安全運(yùn)行直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。只有加強(qiáng)電纜生產(chǎn)、運(yùn)輸、敷設(shè)、安裝、試驗(yàn)、檢驗(yàn)、檢驗(yàn)等方面的質(zhì)量控制和驗(yàn)收控制，才能絕大限度地減少電纜故障，保證電纜線路的長期安全運(yùn)行。

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