《交聯(lián)電纜頭擊穿故障的解析》

1、交聯(lián)電纜頭擊穿故障的解析 交聯(lián)聚乙烯電力電纜（簡稱交聯(lián)電纜），由于其良好的電氣性能和機械性能已越來越多地應用到電力系統(tǒng)中，并在中壓系統(tǒng)中大有取代油浸紙絕緣電纜的趨勢，但也存在著一些不足的方面，如透水性比油浸紙電纜大，耐電暈比浸漬紙電纜低，防火性能比浸漬紙電纜差（特別是普通交聯(lián)電纜）。 交聯(lián)電纜頭的制作工藝簡單，一般采用有熱縮性的橡膠材料制作，具有耐油、阻燃、不受溫度影響等特點，使用壽命較長。但是該類電纜頭擊穿故障也時有發(fā)生，例如我們幫助焦作電廠處理了2起交聯(lián)電纜頭擊穿的故障。 1.故障情況 1次是4#高爐配套6kv中心高配室的噴煤1#段出線柜的電纜頭，電纜型號為yjsbv8.7/10kv 31

2、20。此電纜全線沿電纜溝敷設，2001年10月投用。2003年4月15日該6kv配電系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障，故障點在電纜頭的b相銅鼻子下端不遠處。故障點處的熱縮套管已燒焦發(fā)黑，故障相絕緣嚴重損壞，當時控制室光子牌信號亮，警鈴響。噴煤1#段出現(xiàn)真空開關跳閘，嚴重影響了噴煤的正常生產(chǎn)。 另一次是熱力車間6kv高配室6672#進線柜進線電纜頭，電纜型號為yjv8.7/10kv 3240。該電纜中間有一小部分是露天橋架敷設，其他均為沿電纜溝敷設。2002年4月3日敷設完投用。2002年12月7日總降6kv 1#段系統(tǒng)發(fā)生了單相接地故障，同時發(fā)現(xiàn)光子牌的指示燈間斷地閃爍。在操作人員還未查出故障點時，667

3、2#進線電纜頭在系統(tǒng)過壓的情況下被擊穿，電纜頭擊穿造成了巨大的沖擊，造成不少用戶瞬間失壓跳閘。 從2起電纜頭擊穿故障的情況來看，這2根電纜使用時間都不長，大多屬于制造質量問題（包括工藝、材質和管理等），2個電纜頭擊穿的地點均在柜坑內(nèi)，不存在外力損傷的情況。從事故現(xiàn)場情況分析，2起故障都可能是電網(wǎng)過壓造成電纜頭絕緣擊穿而致。對于交聯(lián)電纜頭的過壓保護問題，筆者查閱了gb5016891規(guī)范和其他相關標準均未有此項規(guī)定。 2.運行電纜承受的過壓 2.1單相接地弧光過壓 電力系統(tǒng)的接地方式有3種：中性點接地系統(tǒng)、中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)和中性點經(jīng)電阻接地系統(tǒng)。在中性點不接地系統(tǒng)中，單相接地故障允許系統(tǒng)持

4、續(xù)運行2h。當系統(tǒng)對地電容電流達一定值時，就會發(fā)生間歇性電弧熄滅、重燃的多次重復過程，從而引起單相接地弧光過壓，電壓值為34p.u.。單相間歇性電弧故障產(chǎn)生的過壓值高低一般隨接地方式不同而異。中性點不接地系統(tǒng)3.5p.u.；中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)3.2p.u.；中性點經(jīng)電阻接地系統(tǒng)2.5p.u.。 2.2諧振過壓 當電力系統(tǒng)開斷負荷線路之后，若系統(tǒng)運行狀態(tài)突變，母線的對地電容與系統(tǒng)中的非線性電感之間有可能產(chǎn)生諧振過壓，這種諧振過壓的幅值不高，一般在1.53p.u.，且諧振時間較長。 2.3操作過壓 在電力系統(tǒng)中由于操作或發(fā)生故障時，使電容、電感等儲能元件發(fā)生突變，引起電壓發(fā)生振蕩而產(chǎn)生操作過

5、壓。操作過壓水平過高，將危及設備絕緣。操作過壓的大小與系統(tǒng)接地、容量及參數(shù)、中性點接地方式、斷路器性能、母線出線回路數(shù)以及系統(tǒng)運行操作方式等有關。我們在電力系統(tǒng)設計中采用的計算用的最大操作過壓水平如表1所示。 表 1 設計計算用操作過壓水平35kv及以下（ 低電阻接地系統(tǒng) ） 3.2p.u. 66kv及以下（ 除低電阻接地系統(tǒng)以外 ） 4.0p.u. 110220kv（ 有效接地系統(tǒng) ） 3.0p.u. 330kv（ 有效接地系統(tǒng) ） 2.2p.u. 500kv（ 有效接地系統(tǒng) ） 2.0p.u. 2.4雷擊過壓 室內(nèi)電纜頭直接承受雷擊過壓的概率很小，但有可能承受感應雷擊過壓。 3.交聯(lián)電纜的

6、耐受過壓水平和試驗電壓水平 35kv及以下電壓等級交聯(lián)電纜的耐受過壓水平和試驗電壓水平如表2。 表 2 過壓水平和試驗電壓水平 系 統(tǒng) 方 式 uo / u 耐壓出廠 交流試驗值 系統(tǒng)最高過壓水平 6kv大電流接地系統(tǒng) 3.6 / 6 1 1 1 2 .7 6kv大電流接地系統(tǒng) 6 / 6 1 5 1 5 .9 10kv大電流接地系統(tǒng) 6 / 10 1 5 2 1 .2 10kv大電流接地系統(tǒng) 8.7 / 10 2 2 2 6 .5 35kv大電流接地系統(tǒng) 21 / 35 5 3 7 4 .8 35kv大電流接地系統(tǒng) 26 /35 6 5 9 3 .5 由表2可知，交聯(lián)電纜出廠時的耐壓試驗值均

7、低于電纜應耐受的最大過壓水平。 另外交聯(lián)電纜直流耐壓交接試驗電壓值為4u0，折算為其交流耐壓試驗值為1.67u0。不足電纜出廠試驗電壓值的70%，這種交接試驗根本無法反映電纜本身的絕緣水平，對于檢驗電纜絕緣損害也存在較大的缺陷，只能作為電纜能否投用的依據(jù)。 目前交聯(lián)電纜的交接試驗電壓值低的主要原因有：一是目前尚無一種便于現(xiàn)場使用的交流試驗設備；二是過高的直流耐壓會導致在有水樹的塑料絕緣電纜中聚焦空間電荷，如緊接著在交流電壓下運行，會導致局部放電產(chǎn)生“電樹”，引起絕緣不可逆。試驗電壓越高，次數(shù)多了，電纜受到的損害越大，壽命越短。a 5o5ecoy2f#vpmhme1exyoa*usovg#zjy

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