电力电缆故障原因分析及防范

孙毅 张滨

哈尔滨电力工程安装公司电缆工程处

电力电缆故障原因分析及防范

孙毅 张滨

哈尔滨电力工程安装公司电缆工程处

电力电缆的安全是用电安全的重要保障，电力电缆作为电能的传送器，在电的应用中起到了至关重要的作用。电缆是由金属电线外层包裹绝缘层来构成，因此塑料绝缘层极易出现老化的现象，造成了电缆故障，危害着人们的生命财产安全。本文主要是通过以新疆电网为案例，针对实际情况进行分析，解析电力电缆的故障原因预计防范办法。

电力电缆；故障原因；防范

引言

电力电缆的主要作用就是对电能的输送，相当于传送带的作用，将电能输送到千家万户，因此电力电缆在我们的日常生活中具有重要的作用，同时对电力电缆的维护也是非常重要的。通常城市的电缆都是架设在我们生活的上空，它体积小，但是经过风吹日晒，也会出现绝缘层老化的问题，保护层损伤问题，等等用电过度导致的各种故障问题。因此我们需要针对具体情况进行有效的分析，并提出防范策略。

1.电力电缆故障问题分析

电力电缆具有供电可靠、施工便利、能提供容性功率提高功率因素、运行及维护简单等特点。但电力电缆存在谐波及过电压造成击穿引起电缆故障、电缆头材料选择和制作工艺影响等问题。同时电缆事故往往造成一定的损失。电力电缆主要故障：

（1）绝缘层老化：绝缘层主要是防止漏电现象的产生。电力电缆由于长期处在内力与外力的共同作用下，时间一长，使绝缘层变质出现老化的现象，绝缘效果下降，因此需要及时的检查和更换。

（2）电力电缆过热：电缆过热的现象主要是由于电缆内部压力过大，电能超过了电缆的载重能力，通常是由于不规则用电产生的损害，极容易引发绝缘层快速老化。

（3）电压负荷较大：在空气中的电缆，受到了雷电的袭击，导致了击中地点电压迅速升高，超过了电缆本身的承受度，故而引发了电缆故障。

（4）中间接头、终端头材料选择和制作工艺问题：电缆头材料选择不当，由于电缆绝缘材料和电缆头材料材质不同，热胀冷缩系数不同，长期运行电缆和电缆头之间产生间隙，发生树状爬电，引发电缆放电击穿。电缆头制作工艺不规范，剥离半导体时损伤电缆绝缘，半导体剥离长度不够，绝缘表面存在微粒、灰尘等杂质，造成绝缘强度下降，使用寿命缩短。

（5）电缆受到外力损伤：电力电缆在我们生活的周围，不仅在空气中，也可能在墙壁内，安装在墙壁内的电缆受到外力的损伤情况较小，但是在空气中的电力电缆需要经过风吹日晒、淋雨等等情况，长时间阳光暴晒会直接降低电缆的寿命，淋雨也会造成电缆受潮，这些都是造成电缆故障发生的原因。

2.案例分析

1）老满城220kV变电站#1电抗器35kV高压电缆在运行过程中先后发生两次击穿事故。现场检查和资料查阅认定电缆头采用热缩材料，在晴朗无风天气制作，严格按照说明书进行施工，线芯距最近接地点距离为700mm，大于规范要求的250mm。电缆试验报告各项数据符合交接试验规程合格要求。经综合分析，设计电缆电压等级为35KV，而变电站主变压器电压等级为220/110/38．5，35KVⅡ段PT变比为38．5/100，击穿时盘表显示电压为36KV，实际电压计算：36×100/35×38．5/100=39．6KV。电缆处于长期过电压运行状况，造成绝缘加速老化击穿。

2）独山子百万吨乙烯动力站工程35kV段电源进线电缆，35kV电缆经穿墙套管接入室内配电装置。运行过程中穿墙套管外侧35kV电缆头击穿。经现场事故调查认定电缆头制作过程存在制作工艺不规范现象，半导体剥离长度不够，绝缘表面存在微粒、灰尘等杂质，同时穿墙套管外侧防雨棚设计不合理，电缆头较长时间淋雨受潮，造成电缆头击穿。

3）墨玉110KV变电站35KV出线电缆，该出线由35KV段出线开关柜通过35KV出线电缆引接至室外35KV输电线路，电缆长度约120米，该电缆在运行过程中电缆头两次击穿。经现场事故调查认定，电缆头选用热缩材料，由于电缆绝缘材料和电缆头材料材质不同，热胀冷缩程度不同，长期运行产生间隙，发生树状爬电，电缆鼻子处通过爬电对半导体边缘放电，击穿电缆绝缘层，引发电缆放电击穿。

3.针对实际情况，对电力电缆故障问题剖析

3.1 电力电缆过负荷过重

电力电缆都有一定的负荷，因此在电缆经常满负荷或者超负荷运作时，就会扩张原本的有效能力范围之内，造成了负荷过重现象。这类情况容易产生电力电缆的绝缘层变质，电缆内的半导体损害等问题，进而诱发故障的产生。电缆的负荷过重，也会引发电力电缆的温度升高，易引发火灾。

3.2 电力电缆的选择不合理

电力电缆的选择要符合当地的实际情况，这就需要当地的电力工作人员，要对本地的常态电压进行有效的调查和分析，然后对电力电缆的设计要超过额定电压，以免出现过负荷的现象产生。选择不合理的电力电缆就会造成对电缆的长期过负荷运行，加速了绝缘层的变质，同时如果选择过高的电压额度，也是对资源的浪费，因此要测好当地的电压情况，合理选择。

3.3 电缆头材料问题

通常的电缆线与电缆头的材质不同，因此受热程度也会存在差异。由于各种电缆头的材料不同，价格也有很大的差别，大部分公司在选择电力电缆的时候，都会为了节约运行成本，选择稍差的材质，因此也是电力电缆安全隐患的原因。

3.4 电力电缆谐振引发过电压

谐振现象是由于电流增大，电压减小，当电路中的激励的频率等于电路中固有的频率时，电路的电磁振荡的幅度将会达到峰值，产生谐振现象。由于电力电缆在日常的运行当中，累计的电压会造成绝缘层功能的降低，当累积超过额定数值，就会产生过电压，造成电力电缆故障。

3.5 电力电缆制作工艺

电缆终端电晕放电主要是因为电缆三芯分叉处距离较小，芯与芯之间的空隙形成一个电容，可导致相间或对地放电，长期放电会使电缆终端损坏。对电缆在线监测期间使用TEV暂态电压测试仪发现电缆三指套处电晕放电幅值高达28dB。可以判断电缆终端制作和安装工艺不良再加上积污，从而引起电晕放电。

4.电力电缆故障防范方法

4.1 提高设计要求

电力电缆要根据本地的电压进行设计，在设计电力电缆之前，工作人员要对该地的电压进行多次、准确的测试，然后选择超出测试电压的电力电缆，这样才可以避免超过负荷，保证安全。

4.2 电缆材料选择

用电安全关于人们的生命财产安全，切不可因小失大，因此要选择质量符合国家标准的电力电缆材质，在电缆的材料与电缆头的材料选择都要适宜本地区的空气质量，经过方面的检测，才能提高运行时间和运行效率，确保用电安全。

4.3 电缆制作工艺

电缆制作工艺的好坏，很大程度上决定电缆使用寿命。严格按照规范和厂家说明书要求制作，避免发生电缆头制作工艺不规范，剥离半导体时损伤电缆绝缘，半导体剥离长度不够，绝缘表面存在微粒、灰尘等杂质，制作环境潮湿、粉尘大等现象，就能保证电缆头制作符合要求。

结语

电力电缆安全是我们有效的使用电能的保障，因此要对电力电缆的故障进行深入的分析。通过本文可以得知，造成电力电缆的故障主要是绝缘层老化、电力电缆过热、电压负荷较大、中间接头、终端头材料选择和制作工艺问题、电缆受到外力损伤、电力电缆谐振引发过电压，造成电压击穿等一系列原因，因此需要针对此类问题找到正确的解决办法，提高电力电缆的设计要求与材料选择，提高电力电缆的制作工艺水平。工作人员认真负责，及时排查隐患，营造和谐的社会环境。