電纜發生事故原因分析

電纜故障產生的原因
    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

根據國內外報導，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為非接地狀態，該銅屏蔽帶上將感應出高電壓，這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，為此將終端頭的銅屏蔽地線和鋼鎧地線分別引出，接地線截面分別不小于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鎧對地和鋼鎧對銅屏蔽的絕緣電阻，可間接反映電纜內、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為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號電纜接頭上。把4號接頭刨開，把接頭內、外護套分別剝開檢查，發現造成銅屏蔽接地的原因是內、外護套搭接處密封不嚴，鋼鎧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后，把銅屏蔽在接口處斷開，分別遙測接頭兩側銅屏蔽對地絕緣電阻，測量結果是：變電所側為4.5MΩ，終端側為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，運行中電纜護層將受到交變磁場的作用，在鋁波紋護層上將產生感應電壓，使直接接地端和電纜護層的絕緣不良處產生“環流”。“環流”使鋁波紋層發熱，并使輸送容量降低30%～40%；而且嚴重的可將金屬護層燒穿，護層燒穿后將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，zui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產生尖銳毛刺。隨著運行電壓升高，導體表面電場增大，毛刺電場嚴重畸變，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。半導電線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天后發生故障，電纜本體絕緣幾乎全部燒融，銅芯均有過熱退火痕跡，位于銅屏蔽接地處上方16mm和51mm兩處的銅線芯被燒熔化為黃豆大小粒狀，銅接線端子完好。
  （2）某YJV-26/35型、3×400mm2的XLPE電纜敷設竣工后做直流耐壓試驗時，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，zui薄處厚度約0.67mm，zui后處厚度約1.22mm，碳黑分散比較均勻，體積電阻率約為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放電，主絕緣迅速被破壞，zui后導致電擊穿。