110 kv以上電壓等級(jí)的高壓電纜，絕大部分采用單芯結(jié)構(gòu)。由于電纜運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體電流的電磁感應(yīng)，在金屬護(hù)層(護(hù)套和屏蔽層，下同)上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。為避免感應(yīng)電壓在金屬護(hù)層上形成環(huán)流，降低電纜的載流量，除在金屬護(hù)層的連接上采取措施外，電纜的外護(hù)套須具有良好的絕緣性能，使金屬護(hù)層對(duì)地絕緣。電纜的外護(hù)套受損，輕則引起電纜金屬護(hù)層環(huán)流增大，降低電纜線路的輸送容量；重則使金屬護(hù)套受到腐蝕，進(jìn)而危及電纜的主絕緣，直至絕緣擊穿發(fā)生事故。
近年來(lái)，輸電電纜外護(hù)層故障造成電纜護(hù)層環(huán)流增加，電纜發(fā)熱，載流量降低的問(wèn)題已經(jīng)引起了電力電纜運(yùn)行管理人員的關(guān)注。但是由于一般不會(huì)引起停電事故，因此單芯電纜外護(hù)層接地故障的危害一直沒(méi)有受到足夠的重視。本文介紹的就是一個(gè)護(hù)層故障引起主絕緣故障的典型案例。隨著運(yùn)行10年以上的輸電電纜逐漸增多，預(yù)計(jì)這類故障可能會(huì)越來(lái)越多，需要引起電纜運(yùn)行管理人員重視。
據(jù)了解，我國(guó)目前在護(hù)層故障查找方面不是很好，這主要是由如下幾個(gè)原因引起的：
1.重視不夠。管理人員對(duì)護(hù)層故障的認(rèn)識(shí)是:可以運(yùn)行，很少引起主絕緣故障。認(rèn)為護(hù)層故障沒(méi)要查找，所以不愿查找。
2.工作太忙，沒(méi)精力查找。查找方法落后，自然需要大量精力，沒(méi)精力，也就只好不查了。
3.找不到或不會(huì)查找。這主要表現(xiàn)為查找方法過(guò)于落后，通過(guò)看與摸的方式查找，沒(méi)有使用電纜故障探測(cè)儀器。這對(duì)于可以觸摸到電纜的地方，例如隧道和電纜井內(nèi)，是可以得，但對(duì)于直埋、穿管或故障點(diǎn)正好在溝槽內(nèi)托梁下方、防火帶內(nèi)等觸摸不到的地方就沒(méi)有辦法了。
如圖所示的是某220kV單芯電纜護(hù)層故障點(diǎn)的照片。這條電纜的主絕緣還沒(méi)有擊穿，敷設(shè)方式為沙土直埋。
故障原因一般都?xì)w結(jié)為電纜接頭質(zhì)量或制作工藝不良，結(jié)論主要含有以下三種：
1.電纜接頭制作剝切時(shí)，傷到電纜芯線的外半導(dǎo)層，運(yùn)行過(guò)程中由局部放電引起主絕緣擊穿。
2.煻鉛時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，鋁護(hù)套過(guò)熱燙傷電纜主絕緣，引起主絕緣擊穿。
3.電纜接頭制作時(shí)，鋁護(hù)套斷口打磨不徹底，有毛刺尖端，電場(chǎng)不均應(yīng)力集中引起主絕緣擊穿。
然而，在對(duì)本故障電纜接頭解剖時(shí)發(fā)現(xiàn)，接頭內(nèi)有大量水，但水未浸到接頭中間的金屬導(dǎo)體處，擊穿點(diǎn)位于煻鉛葫蘆根部與鋁護(hù)套連接處。這個(gè)擊穿位置非常特殊，表明引起擊穿的原因不是上述三種。因?yàn)檫@個(gè)位置不是在鋁護(hù)套的斷口處，而是在鋁護(hù)套內(nèi)，剝切時(shí)傷不到;并且如果因塘鉛時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，燙傷的位置也不應(yīng)該在這個(gè)地方，況且被燙傷的電纜也不可能運(yùn)行這么長(zhǎng)時(shí)間。所以，在對(duì)故障接頭解剖后的放電通道、水浸痕跡、氧化為渣土樣的鉛葫蘆仔細(xì)觀察分析后，得出本次造成主絕緣擊穿的原因是鉛葫蘆與鋁護(hù)套連接處進(jìn)水、護(hù)層接地引起的。
分析認(rèn)為故障大致的形成過(guò)程為：電纜長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行使煻鉛葫蘆外的防水層老化，產(chǎn)生縫隙，水浸至鉛葫蘆與鋁護(hù)套連接處，使護(hù)層發(fā)生接地故障;此接頭的護(hù)層直接接地點(diǎn)與護(hù)層故障接地點(diǎn)之間存在環(huán)流(這段電纜很短，環(huán)流增加很小，此為運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)有檢測(cè)出接地環(huán)流發(fā)生較大變化的原因)，環(huán)流流過(guò)故障點(diǎn)電離該處水分子，使鉛葫蘆與鋁護(hù)套的接口處被氧化侵蝕;常年侵蝕使接口處產(chǎn)生縫隙，縫隙慢慢擴(kuò)大讓整個(gè)鉛葫蘆與鋁護(hù)套脫焊，同時(shí)水也進(jìn)入到銅管內(nèi)，附著在芯線外半島上;與鉛葫蘆脫焊后的鋁護(hù)套處于懸空接地不良狀態(tài)(護(hù)層另一端為保護(hù)接地)，鋁護(hù)套上出現(xiàn)較高感應(yīng)電壓;感應(yīng)電壓使鋁護(hù)套與鉛葫蘆在接觸不良處放電，繼續(xù)氧化鉛葫蘆的同時(shí)也在燒灼鋁護(hù)套;鋁護(hù)套被燒穿后就會(huì)損傷主絕緣;主絕緣受傷后先是引起局部放電，然后產(chǎn)生泄漏，泄漏電流沿主絕緣上的外半導(dǎo)體層、水、銅管內(nèi)銅網(wǎng)屏蔽層、護(hù)層直接接地線傳至大地，在電纜主絕緣上形成一條彎曲的電流泄漏通道;泄漏電流使主絕緣損傷加大，最后造成主絕緣擊穿放電。
上述事故案例絕不是個(gè)案，目前我國(guó)運(yùn)行十年以上的輸電電纜逐年增多，電纜接頭泡在水里或處于潮濕環(huán)境中的更是常見(jiàn)，同類事故存在多發(fā)的可能，須引起足夠重視。
對(duì)于防范這類事故的方法，筆者認(rèn)為需做到如下幾點(diǎn)：
1)對(duì)于運(yùn)行十年以上的輸電電纜，除了在環(huán)流異常時(shí)要測(cè)試護(hù)層絕緣外，還要增加定期測(cè)量護(hù)層絕緣的工作。
2)運(yùn)行十年以上的輸電電纜，要增加接頭局放測(cè)試的頻率。
3) 要時(shí)，可把運(yùn)行十年以上輸電電纜接頭的防水層加固一次。
4)盡量不要讓電纜在水或潮濕的環(huán)境中運(yùn)行。
5)加強(qiáng)電纜檢測(cè)，出現(xiàn)護(hù)層故障，盡快進(jìn)行查修。
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