110 kV電纜外護層絕緣電阻不達標的原因淺析

卜威++王韜++普凱++童啟云++張旭

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.22.044

摘 要：電纜外護套試驗，是衡量電纜健康狀況的重要指標，是電纜運維部門有針對性地運行、檢修工作的重要依據。按照相關標準規定，橡塑絕緣電纜外護套試驗，重要電纜試驗周期為一年，一般3.6 kV/6 kV及以上電纜試驗周期為3年。該文簡要敘述了單芯電纜外護套絕緣良好的重要性，結合110 kV海機線外護套絕緣電阻測試、故障查找對絕緣電阻不達標的幾點原因進行分析。

關鍵詞：電力電纜 外護套 絕緣電阻 不達標 分析

中圖分類號：TM24 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）08（a）-0044-04

The Analysis of 110 kV Cable Outer Sheath Substandard Insulation Resistance Causes

Bu Wei Wang Tao Pu Kai Tong Qiyun Zhang Xu

（Yunnan Power Grid Co.， Kunming Power Supply Bureau， Kunming Yunnan， 650000， China）

Abstract： Cable outer sheath test， is an important indicator of how healthy your cable， cable operations is the important basis of targeted operation， maintenance and repair work. In accordance with the "power equipment preventive test code" regulation， rubber insulated cable outer sheath test， cable test cycle is one year， more than general up to and including 3.6 kV/6 kV cable test period is 3 years. This paper briefly describes the importance of the single core cable outer sheath insulation good， combined with 110 kV sea machine line outer sheath insulation resistance testing， troubleshooting to analyze several reasons substandard insulation resistance.

Key Words： Power cable； Outer sheath； Insulation resistance； Not up to standard； Analysis

66 kV及以上電壓等級的XLPE單芯電纜的導線與金屬護套的關系，可以視為一個變壓器的初級繞組與次級繞組。當導體通過電流時，其周圍產生的一部分磁力線將與金屬護套交聯，在金屬護套上產生感應電壓。感應電壓的大小，與導體當時通過的電流及線路長度成正比，當電纜線路長度在1 000 m以上時，一般考慮采用金屬護套交叉互聯接地的方式。

交叉互聯接地，是將電纜線路分成若干大段，每大段需分成長度相等的三小段，其中，每三小段中安裝兩組中間絕緣接頭，將電纜金屬護套斷開。中間絕緣接頭處，將三相之間用同軸電纜經交叉互聯接地箱（含保護器）進行換位連接，兩端終端接頭分別經接地箱直接接地。在正常情況下，由于各段金屬上感應電壓的相位互差120度，通過交叉互聯箱進行互聯后，使電纜護套感應電壓互相抵消，將護套感應電壓限制在允許范圍值內（無保護措施50 V，有防范措施新規定300 V）。

1 單芯電纜外護套絕緣良好的重要性

當電纜外護套絕緣破損，護套上感應電壓出現不平衡時，交叉互聯系統中三段護套感應電壓無法實現完全的抵消，金屬護套上的感應電流將升高，使金屬護套發熱。這種情況下，將浪費大量電能，降低了線路的輸送容量并加速了電纜主絕緣的老化，因此，電纜外護套絕緣好、壞直接影響著電纜線路的經濟運行、安全穩定及使用壽命。

2 110 kV海機線電纜預防性試驗及故障查找

2.1 110 kV海機線絕緣電阻測試情況

110 kV海機線線路全長3.55 km，其中#0～#3、#3～#6接頭區段構成金屬護套的2段完整交叉互聯；#6～#7接頭區段約340 m金屬護套單端接地。

結合線路的實際情況，在線路停運后，測試人員拆除全線接地箱內的連板，將全線分為#0～#1、#1～#2、#2～#4、#4～#5、#5～#7接頭5段，分別采用500 V絕緣電阻表測量電纜外護套絕緣電阻、采用1 000 V分別測量接地箱絕緣板、護層保護器絕緣電阻值，測量數據如表1、表2所示。

通過測試數據可以發現接地箱絕緣件及箱體內部護層保護器均正常，但#2～#4、#5～#7接頭兩區段電纜外護套絕緣電阻不達標。

2.2 故障查找及原因分析

排查#2～#4、#5～#7兩區段接地箱連扳拆除情況，發現#3直接接地箱接地線采用了帶外半導電層的接地電纜，且接地電纜外半導電層未進行清除，與接地箱箱體形成了“死連接”，#5～#7區段接地箱無異常。

#3直接接地箱接地線外半導電層未清除，導致#2～#4區段電纜金屬護套直接接地，絕緣電阻為零。首先，對#3接地箱接地線進行處理。處理后，測量發現B相絕緣電阻達5.6 MΩ，而A、C相絕緣電阻仍然為零。采用高壓電橋法進行故障點預定位測試，選擇B相為基礎和A、C相電纜進行預定位，接線如圖1所示。endprint

L1=2·P‰·L

初步確定A相#2接頭附近120～160 m區段，電纜外護套有破損情況。對A電纜施加2.5 kV脈沖電壓，采用跨步電壓法進行故障點精確定點（如圖2所示），測量發現#2接頭往#3接頭區段140 m位置發現一處破損點，電纜金屬護套對支架放電。

破損點經修復后A相絕緣0.2 MΩ，但仍不滿足運行要求（每公里不小于0.5 MΩ）的標準，線路金屬護套還存在接地跡象。采用故障點燒穿試驗再施加脈沖電壓，發現A相#2接頭接地線端子放電（如圖3所示），現場清除防火涂料、拆除接地端子發現，接地端子受潮明顯。故障點的形成原因如下：（1）電纜隨著負荷的變化，發生熱脹冷縮，因呼吸效應導致中間頭地線引出端子受潮，絕緣下降；（2）電纜接頭處涂刷防火涂料后，涂料吸潮，在電纜中間頭表面形成水膜，造成延面放電。

#2～#4區段C相、#5～#7區段A、B、C三相通過同樣方式，發現均為電纜中間接頭上接地端子絕緣下降，所導致的電纜外護套絕緣電阻不合格。故障點經清理，重新連接、包繞帶材后再次測量，發現該線路外護套絕緣電阻均已達到運行標準，測量數據如表3所示。

綜上所述，造成110 kV海機線外護套絕緣電阻不合格的原因主要有3種原因：（1）測量人員失誤，#3接地箱接地線拆除不干凈，導致測量失誤；（2）電纜外護套破損，金屬護套接地，絕緣電阻不達標；（3）中間頭接地線引出端子受潮，絕緣下降，經防火涂料所形成的水膜與地貫通。

3 結語

根據該局目前電纜預防性試驗的情況，電纜外護層絕緣電阻不達標的原因主要有以下幾個方面。

（1） 外護套破損。

在電纜運行過程中，由于線路負荷的變化及同溝敷設電纜的影響，在熱應力的作用下電纜本體會發生移動，若移動的過程不斷與電纜支架上的螺栓發生摩擦，就會造成電纜外護套破損，從而造成金屬護套多點接地。

（2） 接地箱受潮。

由于電纜隧道滲水及隧道內排水設施損壞，隧道內部分區段積水，致使部分接地箱受潮嚴重，造成箱體內部絕緣支柱絕緣水平下降，在箱體內形成了接地點，導致交叉互聯系統失效。

（3） 施工工藝問題。

在施工過程中未將同軸電纜外半導電層剝除干凈，在接頭制作過程中絕緣膠帶與半導電膠帶混用；附件安裝位置電纜外護套導電層未去除干凈；施工過程中，接地電纜外皮破損等均將導致形成接地點，絕緣不合格。

（4） 中間接頭接地線引出端子受潮。

在電纜中間接頭接地線引出端子處，由于包裹的防水膠帶及涂刷的防火涂料受潮，從而導致在試驗過程在該處形成了接地點。

（5） 終端頭絕緣支柱擊穿。

電纜終端接頭絕緣支柱發生絕緣擊穿，形成接地，導致外護套絕緣不合格。

以上就是電纜外護層絕緣電阻不達標的原因分析，因水平有限，敬請同行諒解、指正。

參考文獻

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