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2000年10月步入新世纪的中国电机工程——中国电机工程学会第六届青年学术会议论文集 中国·武汉 电缆故障分析 李海 上海电缆输配电公司 摘要电力电缆作为输电线路的一个组成部分，它班其占地少、供电可靠、可提高系统功率因素、美化市容 等优点日益成为城市输电线路的主力军。由于电缆的本体结构和接头工艺较复杂，因此产生故障的因素也较多． 所以故障原因的分析具有一定的隐蔽性。而1lOkV及以上的高压电缆有较高的供电可靠性，其故障发生几率要 远远低于中低压电缆。为了缩小文章的论述范围，因此本文就对35kV及以下电缆故障形成的原因、分析步骤 及预防措施等问题进行分析研讨。 关键词电缆故障，故障分析，预防措施 里．共有各电压等级的电缆线路49119条，电缆终端和中间接头有十几万套。随着电缆运行年份的增加、 市政工程建设步伐的加快(外力损坏大大增加)，这些因素已成为影响电缆安全运行的主要原因。 1．电缆的故障分析 为了确保电缆的安全运行．减少电缆的故障次数，对电缆的故障进行分析是一个十分重要的环节，它 将有利于我们尽早发现问题，杜绝事故隐患。而每个故障分析都需要各个工作环节提供完整、准确的资料。 故障分析具体流程图如下： 1．1电缆本体故障 在所有电缆故障中电缆本体的故障占了很大的比例，如1999年所发生的电缆运行故障中，电缆本体 故障占故障总数的63％。而本体故障中又以油纸电缆居多，其次为交联电缆及低压塑料电缆，它们各占 长路电缆故障数的比例为63％、27％、10％。交联电缆故障数明显少于油纸电缆，体现了交联电缆的优 势，尤其是近几年来交联电缆代替油纸电缆的更新速度明显加快，交联电缆己覆盖至1kV以下。截止 外力因素的影响．故障的发生率要远远高于工井、竖井、管道及架空敷设的电缆。造成电缆本体故障的 原因有很多，多数是由于市政建设或野蛮施工，引起的外力直接破坏或外力事故隐患(简称：外力因素)， 一般外力直接破坏或外力因素引起的电缆故障约占电缆总故障数的25％。其次为施工原因、制造不良、 电缆老化及其它因素(如地沉、过电流、过电压、火灾等)。以下就在排除外力破坏及外力因素的前提下， 对油纸和交鞋电缆本体故障形成的主要原因进行分析。 李海．1976年生．运行检修专职．上海电缆输配电公司助理工程师。 中国·武汉 李海：电缆故障分析 493 l l l油纸电缆 油纸电缆投入使用的年份较早，在聚氯乙烯、交联聚乙烯、橡胶等材料为绝缘介质的电缆尚未出现 之前，各电压等级所用的电缆几乎都是采用油纸电缆。油纸电缆由于受到自身的材料和结构的影响，使 它具有弯曲半径较小、抗机械能力差、终端接头维护工作复杂的缺陷，所以在不良的运行环境下或外力 的影响下故障的发生率较高。根据对油纸电缆的故障分析发现造成故障的主要原因有以下几点： 1．1．1．1投运年限较长的油纸电缆，其绝缘纸会出现干枯和结晶的现象，这将会直接影响到绝缘层的绝缘 强度，从而引起电缆击穿。 1．1．1．2电缆的铅包会因电缆外护层和铠装层的腐蚀而直接裸露在外，并与接地支架接触后形成回路，当 电缆遭受系统过电压或故障电流的冲击后，与支架接触点的铅包会因流过较大的故障电流而击穿。 1．1．1．3电缆的内半导体纸在受到线芯温度变化的影响后易脆化、开裂，此时线芯表面不再是等电位了， 线芯与铅包之间有了电势差，再加上电缆的热胀冷缩使得纸绝缘内有空气的存在，气隙存在于电势差下 导致放电击穿。 1．1．1．4另外早年生产的一些无内半导体纸的电缆。其运行状况已不能适应当前电网负荷变化的需要，成 为引发电缆故障的又一原园。 1．1．1．5由于各地区系统标准电压的改变，原先5．2kV和6．6kV电缆被升 线路的故障发生率有升高的趋势。 1．1．1,6电缆制造上存在缺陷，表现为铅包龟裂、绝缘纸搭盖不充分、内半导电纸断裂、线芯表面有毛刺 等，这类故障占到电缆长路故障的6％左右。 1．12交联电缆 用交联剂在聚乙烯分子间交联形成的交联聚乙烯作为高分子聚合后的产物，它从七十年代开始已普 遍采用高密度聚乙烯和中密度聚乙烯作为电缆绝缘料，并且都在聚合装置上直接合成，其机械性能、电 气性能、加工性能、热老化性能都有所提高，长期工作温度可达90。C。根据对交联电缆的故障分析发现 造成故障的主要原因有以下几点： 1．1．2．1