高壓電纜接地故障的分析

馮建民

（內(nèi)蒙古蘭太實業(yè)股份有限公司，內(nèi)蒙古自治區(qū) 阿拉善盟 750336）

高壓電纜接地故障的分析

馮建民

（內(nèi)蒙古蘭太實業(yè)股份有限公司，內(nèi)蒙古自治區(qū) 阿拉善盟 750336）

通過一起高壓電纜接地事故，分析了電纜事故形成的原因。其中，包括電纜施工要求以及電纜運行中的各種電老化現(xiàn)象，并通過工作經(jīng)驗對各種環(huán)節(jié)都予以考慮。

高壓電纜；電老化；高阻接地；絕緣

1 事故經(jīng)過

2014年3月，內(nèi)蒙古蘭太實業(yè)股份有限公司氯酸鈉分廠373線路發(fā)生接地事故。該線路由公司220 kV變電站出線，前500 m線路是電纜，電纜由220 kV變電所高壓室下面電纜溝敷設(shè)，出電纜溝后埋地敷設(shè)，在院墻外上架空線，架空線再到分公司院墻外，再由電纜接架空線到氯酸鈉高壓室。晚上十一點左右220 kV變電所發(fā)現(xiàn)373線路有單相接地故障。

維護人員進行分段排查故障。先上氯酸鈉院墻外架空線鐵塔拆開故障相電纜，檢查氯酸鈉高壓室到院外架空線電纜沒有問題；然后到220 kW變電所院墻外斷開架空線故障相電纜，檢查架空線沒有問題。分析問題就可能在220 kV變電所出線到院外架空線這段電纜上。這段電纜先經(jīng)過220 kV變電所電纜溝大約30 m后改為埋地敷設(shè)，在220 kV變電所南墻外上架空線，電纜是單芯電纜，型號26/35-YJLV22-500。電氣人員測電纜絕緣在500 kΩ以上，為高阻接地。電氣人員在電纜溝內(nèi)檢查后沒有發(fā)現(xiàn)有明顯的故障點，只能借助電纜故障測試儀判斷故障點。儀器接好后試驗人員沿電纜走向探測，最終發(fā)現(xiàn)故障點在電纜剛出電纜溝的地方，有明顯的放電痕跡。仔細觀察電纜溝出口的時候發(fā)現(xiàn)在電纜故障點下方是混凝土結(jié)構(gòu)，當(dāng)時可能敷設(shè)電纜的時候電纜溝出口結(jié)構(gòu)影響到電纜的敷設(shè)，電纜溝出口有砸過的痕跡，有部分鋼筋裸露出來，故障點正好在裸露鋼筋尖銳點上面。電纜敷設(shè)時間是2009年，估計施工人員在施工時沒有遵守有關(guān)規(guī)定要求，存在野蠻施工現(xiàn)象，電纜直接放到裸露鋼筋上，沒有采取防護措施。再加上施工人員可能電纜上來回踩踏，造成電纜外保護層與鋼筋突出尖銳部分接觸點在外力作用下受到損傷。

2 電纜故障分析

電纜在使用一定年限后，絕緣性能都存在一定程度的劣化，這被稱為“絕緣老化”。絕緣材料的老化原因是多樣性、復(fù)雜的，最具代表性的有：機械老化、熱老化、電壓老化等。絕緣材料的老化主要表現(xiàn)為絕緣電阻下降、介質(zhì)損耗增大等，隨著老化程度的增加，在顯微鏡下觀察可以發(fā)現(xiàn)有樹枝狀結(jié)構(gòu)存在。

（1）絕緣材料老化。絕緣材料機械老化指在生產(chǎn)，安裝及運行過程中受到各種機械應(yīng)力的作用下發(fā)生的老化。這種老化主要是絕緣材料在機械應(yīng)力下產(chǎn)生微觀的缺陷，這些微小的缺陷隨著時間的增加和機械應(yīng)力的持續(xù)作用慢慢惡化，形成微小的裂縫并逐漸擴大，直至引起局部放電等破壞絕緣的現(xiàn)象；熱老化指的是絕緣材料絕緣介質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)在熱量的作用下發(fā)生化學(xué)變化，使得絕緣性能下降的現(xiàn)象。一般情況下，熱老化的速度隨著環(huán)境溫度的升高而加快。用于絕緣的高分子有機材料在熱的長期作用下發(fā)生熱降解，主要是氧化反應(yīng)；電老化是指在電場的長期作用下，電氣設(shè)備絕緣材料發(fā)生的老化。電老化機理復(fù)雜，包含因為絕緣擊穿產(chǎn)生的放電引起的一系列物理和化學(xué)效應(yīng)。

（2）施工損傷。單芯電纜的線芯和金屬屏蔽層的關(guān)系，可以看做是變壓器的初級繞組。當(dāng)單芯電纜的線芯通過電流時就會有磁力線鉸鏈金屬屏蔽層，使其兩端出現(xiàn)感應(yīng)電壓。感應(yīng)電壓的大小和電纜的長度和流過的電流成正比。在線路發(fā)生短路故障或操作過電壓沖擊時，屏蔽層上就會形成很高的電壓。這次發(fā)生事故的電纜屏蔽層和金屬鎧裝保護層都是和大地連通的。通過現(xiàn)場查看，發(fā)現(xiàn)電纜在施工過程中就因為施工不規(guī)范使電纜的外保護層受到一定的損壞。北方的四季氣溫變化大，電纜在使用過程中隨溫度的變化會發(fā)生一定程度的熱脹冷縮，由于故障電纜敷設(shè)在尖銳的鋼筋上，經(jīng)歷多年的熱脹冷縮電纜的外保護層徹底被磨穿后就和電纜溝結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋網(wǎng)聯(lián)通，這樣電纜的金屬鎧裝保護層就多了1個接地點，在金屬屏蔽層和金屬鎧裝層之間形成回路。在電纜運行過程中就會在金屬層之間形成環(huán)流，如果環(huán)流大的話就會產(chǎn)生一定的熱量。再加上電纜本身通過電流就很大，造成電纜本體溫度比較高。隨著時間的推移電纜受到的損傷越來越大，絕緣水平也會逐漸下降。再加上電纜受到損傷的地方在電纜出了電纜溝的地方，碰上下雨天會使電纜浸在水中，在有水的情況下，運行電纜老化程度會進一步加快。機械老化、熱老化、電壓老化已經(jīng)水的作用，會使電纜的絕緣最終經(jīng)受不了電壓的作業(yè)而擊穿放電。

3 電纜故障防范措施

雖然電纜在使用過程中會逐漸老化，但如果在施工的過程中不嚴格按照要求施工，造成電纜機械損傷就會加快電纜的老化過程，在各種因素的綜合作用下，會大大縮短電纜的使用壽命。所以在施工過程中首先要選擇合格產(chǎn)品，在產(chǎn)品質(zhì)量上保證電纜的使用壽命；二是要根據(jù)電纜不同的敷設(shè)方式和長度，設(shè)計好整條線路的接地方式，在技術(shù)上保證電纜的使用壽命；三是要在施工過程中嚴格管理，按照正確的施工方式進行施工，在措施上保證電纜的使用壽命。通過以上措施保證工程的質(zhì)量，減少隱患的發(fā)生。

Analysis ofhigh voltage cable grounding fault

FENG Jian-min

（Inner Mongolia LantaiIndustrialCo.,Ltd.,Alxa League 750336，China）

Through a high voltage cable grounding accident，cable from every Angle analysis the causes of the formation ofthe accident.Including cable construction requirements and cable run in various electrical aging phenomenon，and by his own experience ofvarious links allgive consideration.

high voltage cable；electricalaging；high resistance grounding and insulation

TQ083+.1

B

1009－1785(2017)08-0046-02

2017-03-10