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交聯聚乙烯絕緣電纜發生事故的原因

發布時間:2016/11/05 點擊量:
電纜故障産生的原因
    a 接頭的設計和制作工藝
    b 絕緣老化變質
    c 絕緣受潮
    d 電纜過熱
    e 機械損傷
    f 護層的腐蝕
    g 過電壓
    h 材料缺陷
 
根據國内外報導,XLPE電纜發生事故的原因如下:
    a 水樹枝惡化
    b 銅屏蔽帶斷裂
    c 銅屏蔽接地故障
    d 電纜護層故障
    e 線芯屏蔽層厚薄不均勻
 
1.水樹枝劣化
    它是XLPE電纜事故的主要原因,約占事故的71%,多發生于自然劣化。
 
2.銅屏蔽帶斷裂
    在銅屏蔽帶一端接地的電纜中,當銅屏蔽帶斷裂時,非接地一端的銅屏蔽帶成为非接地狀态,該銅屏蔽帶上将感應出高電壓,这個高電壓若導致斷裂部位發生放電,往往引起絕緣破壞。斷裂部位放電的示意圖如圖所示。
     銅屏蔽帶斷裂的特征是:
    (1)單芯電纜比三芯電纜的事故多。
    (2)從投運到破壞的時間,從數周到數年不等。
    (3)斷裂部位的導體電阻增大到數千歐,不能保護非接地側電纜的對地閃絡。
    (4)斷裂部位放電時冒火、冒煙,嚴重時可能引起火災。
 
3.銅屏蔽接地故障
    XLPE電纜銅屏蔽接地故障已逐漸引起現場的重視。例如某地區的XLPE電纜多半采取直埋方式,为此将終端頭的銅屏蔽地線和鋼铠地線分别引出,接地線截面分别不小于25mm2和10mm2,從熱縮手套下引出時應互相絕緣,通過以上兩項改進,就有條件在終端頭處定期測量鋼铠對地和鋼铠對銅屏蔽的絕緣電阻,可間接反映電纜内、外護套有無損傷,從而可以判斷電纜是否受潮。
    檢測發現電纜銅屏蔽接地,在某變點所終端側絕緣電阻为0.01MΩ。電纜敷設示意圖如圖所示。
    進一步檢測發現,故障點的位置在離變電所1973m的4号電纜接頭上。把4号接頭刨開,把接頭内、外護套分别剝開檢查,發現造成銅屏蔽接地的原因是内、外護套搭接處密封不嚴,鋼铠甲和銅屏蔽處均有潮氣存在。針對故障原因,用噴燈對該接頭進行充分排潮後,把銅屏蔽在接口處斷開,分别遙測接頭兩側銅屏蔽對地絕緣電阻,測量結果是:變電所側为4.5MΩ,終端側为5MΩ。由于處理及時,避免了事故發生。
 
4.電纜護層故障 
    單芯XLPE電纜能否安全可靠地運行,與其護層能否安全可靠運行關系密切。電纜護層采用一端接地方式時,要求該電纜的護層必須絕緣良好。當電纜護層發生接地時,運行中電纜護層将受到交變磁場的作用,在鋁波紋護層上将産生感應電壓,使直接接地端和電纜護層的絕緣不良處産生“環流”。“環流”使鋁波紋層發熱,并使輸送容量降低30%~40%;而且嚴重的可将金屬護層燒穿,護層燒穿後将使電纜的主絕緣裸露在外,與地下(或空氣中)的水分或潮氣相接觸,使絕緣層遭受破壞,最終導致絕緣擊穿。
 
5.線芯屏蔽層厚薄不均勻
     電力電纜線芯在緊壓過程中容易産生尖銳毛刺。随着運行電壓升高,導體表面電場增大,毛刺尖端電場嚴重畸變,導致引發主絕緣樹枝狀放電。因此,3kV及以上的XLPE電力電纜均要求設計由半導電材料構成的線芯屏蔽層和絕緣屏蔽層。半導股指期货配资芯屏蔽層的主要作用是:均勻線芯表面電場、防止氣隙、提高電纜局部放電電壓、屏蔽線芯毛刺、抑制樹枝引發和樹枝狀放電,還起熱屏障作用。因此它直接影響電纜的安全運行和壽命。例如:
  (1)某YJV-26/35型、3×400mm2的XLPE電纜投入運行8天後發生故障,電纜本體絕緣幾乎全部燒融,銅芯均有過熱退火痕迹,位于銅屏蔽接地處上方16mm和51mm兩處的銅線芯被燒熔化为黃豆大小粒狀,銅接線端子完好。
  (2)某YJV-26/35型、3×400mm2的XLPE電纜敷設竣工後做直流耐壓試验時,在距一端點約4.7m處發生擊穿。
    現場解剖檢查、分析兩起故障電纜、起主絕緣和絕緣屏蔽層無明顯制造質量問題,而線芯屏蔽層厚薄不均勻,最薄處厚度約0.67mm,最後處厚度約1.22mm,碳黑分散比較均勻,體積電阻率約为106Ω·cm。因此,可以判斷:故障的原因是線芯屏蔽層比較薄、體積電阻率偏高,不足以屏蔽線芯毛刺或銅屑所引起的畸變電場尖端放電,主絕緣迅速被破壞,最後導致電擊穿。
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