國家電網電纜常見故障及原因分析

王傳寶

摘要：近年來，國家越來越重視電網的運行安全問題。隨著城市的發展和農村電網改造工作的開展，以及各種企業引進現代化設備，電力電纜的應用正在迅速增加，其故障率也越來越頻繁，保證電力電纜的安全運行已成為電力系統一個重要的技術。因此，本文從電力電網的常見故障著手，分析其故障產生的原因以及相應的對策，以期為電力行業提供幫助。

關鍵詞：電網 電纜 故障 原因

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A 文章編號：1009-5349（2018）11-0254-02

電力電纜是電氣工程的一個重要組成部分，用于電力傳輸和分配方面，其具有可靠的電力供應、施工方便、良好的絕緣性能，以及提供電容提高功率因素、簡單的操作和維護等等優點。但電力電纜使用中也有絕緣老化變質，電纜接頭過熱，保護層機械損傷，引起諧波和過電壓故障電纜故障，中間接頭和終端頭設計、電纜材料選擇和工藝等問題。并且，一旦電纜出現事故不僅會給國家造成一定的財產損失，還會危及人民生命安全。

一、電力電纜故障分析

（1）電力電纜過負荷擊穿。電纜在長期使用中經常處于持續不斷的運行狀態，這樣的超負荷運行會造成電纜絕緣老化和半導體膨脹裂縫等缺陷，在沒有及時發現的情況下，缺陷逐漸擴大，當電力負荷較大時，容易使得電纜線芯的溫度上升，長期高溫作用下，絕緣老化日益加劇，使用壽命縮短，逐步發展成電纜故障。[1]

（2）電力電纜設計不合理。電纜的設計關系其是否能正常發揮作用，然而很多企業的變電站設計都存在問題。例如，大約在2003年，新疆變電站工程設計基本上選擇35KV電壓等級電纜，但實際主變壓器電壓38.5KV，導致電纜過電壓運行持久，縮短了電纜的使用壽命，并且當出現過大的電壓波動時，容易導致電纜頭損壞。

（3）電纜頭或中間接頭材料問題。電纜接頭使用材料的質量也對電纜故障有一定影響。很多企業為了追求利潤，選用一些間隔較低的熱收縮材料來進行施工。在操作過程中電纜本身會發熱，由于電纜絕緣材料和電纜頭材質不同，也會產生不同程度的熱脹冷縮，長時間運行在電纜和電纜頭材料之間會產生裂縫，造成電流外漏，電纜接頭處通過漏電釋放于半導體，造成電纜絕緣被擊穿，引發電纜故障。

（4）電力電纜因諧振過電壓擊穿。當一些回路多次作用于相同幅度的電壓，每次都會造成一定程度的絕緣損壞，在正常操作期間導致絕緣降低，造成絕緣體薄弱，在諧波過電壓超過電纜損傷部分的極限值，會造成電纜擊穿。

（5）電纜終端制作工藝。電纜終端電暈放電主要是因為電纜三芯分叉處距離較小，芯與芯之間的空隙形成一個電容，可導致相間或對地放電，長期放電會使電纜終端損壞。

二、電力電纜故障產生的原因分析

（1）機械損傷。電纜出現故障的很大部分是由于最初安裝時人為造成的機械損壞，或者是由于安裝后附近電纜維修時造成的損壞。并且，如果損害嚴重時人們會及時維修，但是細微的損害卻不能被及時發現或者及時處理，這樣長時間后損傷部位就會逐漸擴大，絕緣體逐漸失去保護作用，造成損傷部位徹底崩潰形成故障。

（2）絕緣老化變質。電纜絕緣由于其本身特性在電力運行長時間發熱后會受到影響，自身絕緣能力會降低。調查顯示，電纜故障中因絕緣體發生變化的故障為19%。在電場作用下，電纜絕緣介質發生游離，使得絕緣能力降低；介質處于電離狀態時，氣隙中會產生臭氧，絕緣介質受到腐蝕。溫度過高，絕緣會老化變質，電纜內氣隙發生游離會導致局部過熱，進而使得絕緣發生炭化。電纜過載情況下，電纜運行超出了最大負荷力。在電纜密集的區域，電纜通道、電纜溝如果通風情況不好，電纜及其附近的熱力管會因為溫度過高造成自身的損傷。

（3）電纜外皮的腐蝕。電纜外皮腐蝕有化學腐蝕、電腐蝕兩種。通常情況下，電腐蝕主要發生在電纜周圍具有較強電力的情況下，大部分處于電纜周圍的地下電場，受其影響電纜會發生電腐蝕。在設有電纜的地方，若存在煤氣站、酸堿作業，會造成電纜發生化學腐蝕，進而產生電纜故障。

（4）過電壓。過電壓具有電纜內部、大氣過電壓兩種。相關研究表明，外界環境中電纜故障的發生主要是由大氣過電壓導致的。另外，電纜自身存在的問題也會造成電纜處于過電壓時發生故障。

（5）電纜絕緣物的流失。電纜施工時地下會因不同的地形導致電纜存在高低落差。在絕緣油向下流動的情況下，電纜的絕緣性會降低，進而造成電纜發生故障。這類故障主要發生于不滴流電纜、油浸漬紙電纜中。

（6）設計和制作工藝不良。電纜屬于需要重點保護的高危制造行業，要求設計、選材、施工都要嚴謹，體現其安全性，任何一個環節處理不當，都會對社會產生不良影響。但是有些企業在制造過程中追求經濟效益而忽視了其安全性，具體來說，主要體現在這幾個方面：電纜制造時的護層缺陷，在包裝絕緣時出現裂紋損傷等缺陷；電纜配件制造缺陷，如鑄鐵有砂孔，陶瓷機械強度不夠，附帶材料質量不過關，以及后期工作人員絕緣材料的維護和管理疏忽，導致電纜絕緣材料潮濕等等。

三、電纜故障的防范對策

對電纜故障的防患于未然是保障電纜安全運行的前提，是任何企業部門都不能疏忽的工作。電纜故障防范對策包括：

（1）運行維護措施。制定符合公司電纜操作的系統，進行定期巡回檢查和維護預防性維護工作。操作部門應當建立電纜運行參數，做好巡回檢查記錄，維護試點測試周期。運營部門應保持對電纜的絕緣監測；對負載較重的電纜線路實時測量，防止電纜發熱，腐蝕絕緣體；對受到嚴重腐蝕的電纜線路進行蝕監測，防止電纜腐蝕。

（2）電纜工程質量控制。對電纜的制作質量進行嚴格把關，首先在材料的選擇上要確保所用的任何材料都符合國家質量檢測規定，電纜配件應該選擇正規廠家的良好水平生產產品，任何電纜在使用時都要確保其有認證檢驗記錄。施工時要有專業人員進行操作，以避免操作過程中對電纜的損壞，同時要避免與其他工程同時進行。最后，進行電纜驗收時也要符合國家規定的驗收標準，這樣通過環環相扣，嚴把質量關。

（3）電纜高壓試驗注意事項。只做直流耐壓試驗，不做交流耐壓試驗，以避免絕緣產生永久性的傷害。對新電纜要進行測試，在確保其符合質量要求時，進行一次耐壓測試即可。對于使用過的電纜，可逐漸降低耐壓試驗壓力，由于壓力測試是具有一定破壞性的，測試過程中會在一定程度上損傷電纜，因此如果條件許可，可以適當降低測試的次數，使得電纜使用時間減少。

（4）電纜故障搶修措施。就電纜維修情況而言，某些地方會反復發生電纜故障，所以相關部門應當制定完善、有效的維修規劃，快速找出電纜故障發生的原因，并采取有效的措施。電纜附件安裝應遵循“誰生產誰負責”的原則，明確責任體系，避免后續的責任糾紛。在生產電纜頭時，要嚴格遵守安裝技術，熱縮管加熱、冷管抽拉正確，電纜兩端必須完全密封，配件根據制造商的說明程序安裝，出現問題應聯系廠家解決，必要時可建立生產監督機制，以法律等準則確保生產無誤。電氣連接電纜接頭時，要避免過度壓力導致線鼻子斷裂，要確保電纜頭屏蔽層有足夠的安全距離。[2]

四、結語

綜上所述，電力電纜在電力系統中的安全運行，具有重要意義。工作人員要盡量確保電纜的正常運行，在其出現故障時要能夠快速、準確地確定電力電纜故障點，最大限度地降低電纜事故造成的損害。由于用戶電纜故障和埋藏環境比較復雜，所以要求工作人員有較高的技術能力，同時要基本熟悉電纜的嵌入環境，根據不同的故障作出最快的應急方案。

參考文獻：

[1]楊波，王瑞芳，王雄，趙毅靈.電網地埋電力電纜常見故障及故障排除[J].科技資訊，2017，15（17）：38-39.

[2]金祖山，吳明祥，李思南，潘杰.浙江電網電力電纜故障的原因分析和對策[J].浙江電力，2014，33（5）：6-10.

責任編輯：關磊

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