4-14從一起故障分析看沿面放電對電纜的影響

1、從一起故障分析看沿面放電對電纜的影響王慧明（石家莊供電公司）摘要本文通過對一起典型的沿面放電擊穿故障分析，探討沿面放電產(chǎn)生的機(jī)理及由于施工的不規(guī)范造成沿面放電加速擊穿，在今后工作中應(yīng)當(dāng)采取的應(yīng)對措施。關(guān)鍵詞界面壓強(qiáng)沿面放電電纜附件電纜故障0引言石家莊電業(yè)局電纜工區(qū)負(fù)責(zé)市區(qū)10kv及以上電壓等級電纜電纜的運(yùn)行、檢修工作。近年來隨著城市建設(shè)，電力電纜在城市電網(wǎng)中的比重越來越大，所起的作用越來越重要，電纜數(shù)量已增加到2000公里，電纜的供電可靠性直接關(guān)系到城市電網(wǎng)的供電可靠性。因此我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)真抓好故障管理，做好事故分析，提高供電可靠性。2007年度我工區(qū)所轄10kv電纜線路共發(fā)生事故29起、故障率1

2、.82次/百公里年，總次數(shù)比2006年同期比較減少了11起。其中外力破壞10起，占35%，比2006年減少15起；電纜頭故障18起，占62%，比2006年增加3起；電纜本體故障1起，占3%，比2006年增加1起。從以上數(shù)據(jù)可以看出在加強(qiáng)運(yùn)行巡視的情況下有效制止了外力破壞對電纜的影響，但電纜附件造成的故障有所增加。本文通過對一起典型的電纜附件故障的分析，探討電纜附件制作對電纜的危害以及應(yīng)當(dāng)采取的防范措施。1故障情況概述2007年5月29日，南郊站812富強(qiáng)二線（1999年投運(yùn)，用戶專線，電纜參數(shù)： YJV22-3*240/2550M）短路跳閘，經(jīng)故障測尋故障點(diǎn)在距用戶配電室1251M處，電纜中間

3、頭故障（電纜附件為熱縮附件），兩相已炸開，電纜內(nèi)進(jìn)水，經(jīng)處理后做3M中間頭一個(gè)。做完中間頭后試驗(yàn)，電纜又被擊穿，再次經(jīng)故障測尋故障點(diǎn)在距用戶配電室775米處，也是一個(gè)電纜中間頭故障（電纜附件為熱縮附件），外表沒有異常，將故障電纜頭剖開，發(fā)現(xiàn)從剝切的外半導(dǎo)電層斷口到導(dǎo)體連接管之間的主絕緣表面有一條明顯的放電通道，這是一起典型的沿面放電擊穿故障。故障電纜如圖所示：2沿面放電產(chǎn)生的機(jī)理從現(xiàn)場情況看，很明顯是導(dǎo)體連接管直接對地電位的外半導(dǎo)電層斷口沿主絕緣表面放電引起的。交聯(lián)聚乙烯電纜在運(yùn)行過程中，一方面由于電纜熱縮附件在熱收縮后沒有彈性，電纜附件與絕緣層之間的界面壓強(qiáng)不夠大，隨著負(fù)荷的變化，電纜附件與

4、電纜絕緣層之間界面由于熱脹冷縮產(chǎn)生氣隙，形成呼吸效應(yīng)，將潮氣吸進(jìn)界面；另一方面，由于電泳效應(yīng)，水分子在電場的作用下做定向遷移運(yùn)動進(jìn)入電纜附件界面。潮氣和遷移水分子在界面凝結(jié)成介電常數(shù)很高的水珠，界面表面電阻急劇下降，激發(fā)界面沿面放電。在絕緣層表面受潮后，將使沿面泄漏電流增大，使沿面路徑發(fā)熱、水分蒸發(fā)，在局部電流密度大的地方便先形成干燥帶，使電壓沿面分配不均勻，在干燥帶分擔(dān)較高的電壓而造成電弧放電，使絕緣層表面過熱、局部絕緣炭化，形成漏電痕跡，如果炭化層發(fā)展得很大，將會引起絕緣層表面閃絡(luò)，最終導(dǎo)致界面沿面放電擊穿。由以上兩個(gè)方面可以看出影響沿面放電的兩個(gè)主要因素就是界面壓強(qiáng)（握緊力）和表面狀態(tài)。

5、界面壓強(qiáng)增大，沿面放電電壓上升，這也符合巴申定律，巴申定律認(rèn)為在溫度不變時(shí)氣體的擊穿電壓Ub是氣體壓力和電極間距離的乘積pd函數(shù)，即Ub=f(pd)。要增大界面壓強(qiáng)就應(yīng)當(dāng)采用彈性變形回復(fù)力大的材料，我們現(xiàn)在采用的乙丙橡膠材料的冷縮中間頭回縮力較大，效果不錯；要克服沿面閃絡(luò)也可以采用涂抹硅脂的方法，沿面放電可以用碰撞電離理論解釋，放電電壓與界面狀態(tài)密切相關(guān)，在界面上涂抹硅脂后，硅脂分子起到壁壘作用，阻礙導(dǎo)電粒子激發(fā)界面沿面放電，界面沿面放電電壓值大幅提高。3本起故障產(chǎn)生的原因本起故障除了附件材料及界面壓強(qiáng)的因素外，主要是由于施工質(zhì)量引起的，附件安裝不規(guī)范導(dǎo)致沿面放電速度加快，導(dǎo)致?lián)舸?。主要原因?/p>

6、能有以下幾個(gè)方面：（1）剖切電纜外半導(dǎo)電層時(shí)，刀痕過深，使主絕緣層表面有傷痕，存在氣隙。（2）電纜外半導(dǎo)電層剖切后，主絕緣層上的半導(dǎo)電殘留物沒有清除干凈，或清除時(shí)沒有遵循工藝方向而來回擦洗。（3）電纜線芯壓接后，連接管壓坑變形出現(xiàn)尖端，棱角產(chǎn)生尖端放電。（4）附件收縮不緊密，握緊力不夠，產(chǎn)生氣隙。（5）收縮后，兩個(gè)端口未作任何密封處理，導(dǎo)致潮氣侵入。（6）電纜中間頭做完后，由于扭曲變形產(chǎn)生縫隙，導(dǎo)致接頭進(jìn)水受潮。4應(yīng)當(dāng)采取的應(yīng)對措施為了防止沿面放電擊穿故障的發(fā)生，應(yīng)在以下幾個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)：（1）接頭制作前要認(rèn)真檢查電纜附件，要與電纜配套，保證其有足夠的握緊力，使界面接觸緊密，沒有氣隙。在握緊力

7、方面冷縮材料明顯強(qiáng)于熱縮材料，但是在做頭前要看年限，不能過保質(zhì)期，不然會產(chǎn)生疲勞變形，影響握緊力。（2）電纜接頭在制作過程中應(yīng)特別注意保持環(huán)境清潔，同時(shí)盡量縮短制作時(shí)間。電纜剖切后在空氣中暴露時(shí)間越長，水分、氣體等侵入的可能性就越大，從而影響接頭質(zhì)量。因此要求在施工之前充分做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，保證制作時(shí)間不間斷，一氣呵成。（3）電纜絕緣層剖切后，應(yīng)用細(xì)砂紙仔細(xì)打磨主絕緣層表面，使其光滑無刀痕和無半導(dǎo)電殘留物。（4）線芯壓接后應(yīng)用銼刀、砂紙仔細(xì)打磨，消除棱角和尖端，并注意金屬粉屑不得殘留在絕緣層表面。（5）清洗絕緣層必須使用清洗溶劑，清洗方向從線芯向半導(dǎo)電層，嚴(yán)禁使用接觸過半導(dǎo)電層的清洗紙清洗主絕緣表面。（6）在主絕緣界面涂抹適量硅脂，并保證硅脂長期保持濕潤狀態(tài)。（7）在收縮后各相硅橡膠絕緣套管的兩端口處分別包繞半導(dǎo)電自粘帶，這樣既能使硅橡膠外半導(dǎo)電層與電纜外半導(dǎo)電層良好接觸，又能起到軸向防止水份、氣體、灰塵侵入的作用。（8）包繞防水膠帶是接頭防潮密封的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要以半重疊法從接頭一端向另一端包繞，然后再從這一端反向包繞到起始端，包繞兩層。每層包繞后，要用雙手一次緊握一遍，使之粘合牢固。包繞時(shí)一定要拉力適當(dāng)，做到包繞緊密無縫隙。5結(jié)論介質(zhì)界面的沿面放電電壓值與界面壓強(qiáng)和界面狀況密切相關(guān)。保證界面足夠