官志民

摘? 要：隨著電力、能源行業(yè)的發(fā)展，電力電纜應(yīng)用越來越廣泛，運(yùn)行環(huán)境也越來越復(fù)雜，因此確保電力電纜的安全運(yùn)行更加重要。2017年某在建1230MW燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電站項(xiàng)目，公用11kV工作段到500kV升壓站11kV工作段中壓電力電纜擊穿，報(bào)警顯示三相電流不平衡。因被擊穿位置位于綜合管架上方電纜橋架內(nèi)，當(dāng)時無施工作業(yè)及惡劣氣候條件可排除人為損壞等外力因素，初步分析因電纜絕緣水平降低而被擊穿。該文結(jié)合案例對造成電力電纜擊穿問題的不同原因進(jìn)行了分析，并探討歸納了各項(xiàng)預(yù)防措施，對減少電力電纜擊穿問題具有參考意義。

關(guān)鍵詞：電纜? 絕緣? 擊穿? 分析? 預(yù)防

中圖分類號：TM274 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）11（c）-0055-02

1? 電力電纜結(jié)構(gòu)

該文以ZRC-YJV22 26/35 kV（1×240mm2）為例說明電力電纜結(jié)構(gòu)，此電纜是銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套銅鋼帶鎧裝低鹵低煙阻燃單芯獨(dú)股電力電纜。從電纜結(jié)構(gòu)來看，銅芯導(dǎo)體外面覆蓋一層導(dǎo)體屏蔽層，用于防止電場對絕緣層（交聯(lián)聚乙烯）的長期作用造成的電場分解和腐蝕;在絕緣層（交聯(lián)聚乙烯）之外覆蓋一層絕緣屏蔽，在絕緣屏蔽層之外尚有一層銅帶屏蔽，他們的作用都是削弱外電場對交聯(lián)聚乙烯的作用，以確保絕緣性能良好;銅帶屏蔽還作為電纜保護(hù)接地的焊接點(diǎn)之用;在銅帶屏蔽之外是聚氯乙烯外護(hù)套。

2? 電力電纜擊穿原因分析

通過對電力工程電力電纜案例進(jìn)行的總結(jié)分析，影響電力電纜絕緣水平，導(dǎo)致電力電纜擊穿的原因主要有以下幾方面。

（1）設(shè)計(jì)不合理，電纜選型不滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求。

正確的電纜選型是保證系統(tǒng)能夠正常安全運(yùn)行的首要條件。

常見電力電纜設(shè)計(jì)問題主要包括電纜型號、護(hù)套及絕緣層材質(zhì)選擇、電壓等級、電纜截面、防火要求、電纜路徑等。因此在電力電纜設(shè)計(jì)選型時，要綜合考慮電氣性能及電纜的絕緣層、外護(hù)套、阻燃性能及極端惡劣條件等。

（2）電纜、電纜附件制造存在缺陷，絕緣水平不滿足要求。

在電纜絕緣層制造過程中，如果工藝控制不到位，電纜絕緣層中含有較多的雜質(zhì)、電纜絕緣層不均勻或絕緣層厚度不滿足要求，就會造成電纜制造缺陷，影響電纜絕緣水平，運(yùn)行過程就容易出現(xiàn)絕緣老化、受潮等各種問題，導(dǎo)致電纜擊穿。電力電纜絕緣缺陷主要包括絕緣偏心、厚度不均勻、線芯導(dǎo)體與絕緣分層、絕緣屏蔽表面突起、絕緣中裂紋等微創(chuàng)、絕緣中潮氣氣泡等雜質(zhì)。

另外，電纜出廠檢驗(yàn)由于試驗(yàn)方法的局限性，絕緣特性試驗(yàn)不能完全排除缺陷。有些制造商只進(jìn)行電纜的絕緣電阻、泄露電流或者介質(zhì)損耗測量，無法發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷。而耐壓試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)性較大的集中缺陷，判斷絕緣耐電強(qiáng)度，但也會對電纜絕緣造成一定程度的破壞。

（3）運(yùn)輸、敷設(shè)過程不規(guī)范，破壞電纜絕緣層。

出廠試驗(yàn)合格的電纜在運(yùn)輸、現(xiàn)場敷設(shè)過程也容易發(fā)生損壞。如果電纜運(yùn)輸或敷設(shè)過程受潮或發(fā)生電纜盤傾倒等問題使電纜受到碰撞、沖擊等會損傷電纜。電纜敷設(shè)過程若機(jī)械牽引力過大而拉傷電纜，或電纜彎曲半徑過小而損傷電纜，導(dǎo)致絕緣層彎曲或使電纜半導(dǎo)體層與絕緣層凹凸不平、產(chǎn)生氣隙，局部電場集中引起游離，尤其是屏蔽層突起，在絕緣層薄弱環(huán)節(jié)逐步形成電樹枝，最終導(dǎo)致絕緣擊穿。

電纜接頭設(shè)置不當(dāng)、電纜做頭不規(guī)范，屏蔽層壓接不可靠或摻入水分、雜質(zhì)等，影響電纜絕緣水平，最終導(dǎo)致問題發(fā)生。工程案例中經(jīng)常出現(xiàn)因電纜接地不合格，金屬護(hù)套產(chǎn)生較高的感應(yīng)電壓而對臨近金屬件放電，導(dǎo)致電纜絕緣被擊穿。

（4）電力電纜的非正常運(yùn)行。

電纜運(yùn)行過程中若本身的散熱速度高于發(fā)熱速度或運(yùn)行在正常的情況下，不會導(dǎo)致電纜擊穿，而在實(shí)際運(yùn)行中經(jīng)常發(fā)生非正常運(yùn)行狀態(tài)。電力電纜短時運(yùn)行、間歇運(yùn)行以及短路運(yùn)行等非正常工作下的電纜會使絕緣發(fā)生老化，導(dǎo)致電纜擊穿。

電力電纜通過負(fù)載電流時會產(chǎn)生熱量，隨著負(fù)載電流的增大，溫度就會逐漸升高。分正常運(yùn)行時電纜發(fā)熱快于散熱，此時如不能找到原因并排除故障，就會產(chǎn)生絕緣熱擊穿現(xiàn)象;當(dāng)電力電纜在運(yùn)行過程中遭受過電壓、短路電流的沖擊，也會造成電力電纜擊穿。

3? 防止電力電纜擊穿的措施

針對上述原因，電力電纜從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、施工、運(yùn)行階段應(yīng)采取以下相應(yīng)措施，消除隱患。

3.1 規(guī)范設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)階段應(yīng)綜合考慮各方面因素，是保證電纜正常運(yùn)行的首要條件。電纜截面設(shè)計(jì)，除了考慮線路計(jì)算電流、保護(hù)電器配合、線路壓降的要求外，必須進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)。電纜載流量設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮工作溫度、敷設(shè)環(huán)境溫度、敷設(shè)方式等。配電線路應(yīng)設(shè)計(jì)保護(hù)，在過負(fù)荷電流引起的導(dǎo)體溫升對電力電纜絕緣造成損害之前的斷開。電纜路徑設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能避免機(jī)械損傷、化學(xué)腐蝕、熱影響鼠害等。

《GB 50217-2018 電力工程電纜設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對電力電纜型式與截面選擇、電纜附件及附屬設(shè)備的選擇與配置、電纜敷設(shè)、電纜的支持與固定進(jìn)行了明確。其中規(guī)定：交流系統(tǒng)中電力電纜導(dǎo)體的相間額定電壓不得低于使用回路的工作線電壓。

3.2 嚴(yán)格出廠前檢驗(yàn)

項(xiàng)目在采購電力電纜前應(yīng)對生產(chǎn)廠家進(jìn)行源地評審，對其資質(zhì)、能力進(jìn)行審核。到貨驗(yàn)收時進(jìn)行外觀檢查，核對合格證、質(zhì)量保證書等證明材料，核查型式試驗(yàn)報(bào)告中電性能、絕緣機(jī)械性能、護(hù)套機(jī)械性能等的試驗(yàn)條件及結(jié)論。

3.3 規(guī)范施工過程，避免電纜損傷

電纜敷設(shè)時嚴(yán)禁生拉硬拽，嚴(yán)禁在地面上拖拽，保證電纜彎曲半徑，確保電纜不被劃傷磨傷。電纜綁扎應(yīng)按照規(guī)范要求，綁扎固定牢固，尤其是單芯獨(dú)股電力電纜的綁扎應(yīng)按照品字形。同時考慮到電力電纜在運(yùn)行狀態(tài)下存在熱脹冷縮，產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，應(yīng)考慮采用蛇形敷設(shè)，避免電纜由此受到機(jī)械損傷。

嚴(yán)格按照電纜接線工藝進(jìn)行接線，高壓電纜做頭嚴(yán)格按照生產(chǎn)廠家工藝及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，電纜剝切制作過程量取長度正確，焊接應(yīng)牢固;外觀平滑，電纜芯線及絕緣層表面清潔、無雜物、無皺折;壓模與芯線應(yīng)配套，絕緣管須套到芯線根部，外觀光滑，無氣泡。

3.4 嚴(yán)格預(yù)防性試驗(yàn)

施工現(xiàn)場在進(jìn)行電纜敷設(shè)前后，應(yīng)嚴(yán)格按照DL/T 596 預(yù)規(guī)中的要求最好全項(xiàng)目試驗(yàn)，并盡量創(chuàng)造條件，采用交流耐壓試驗(yàn)。

按照《GB 50150電氣裝置安裝工程 電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》泄漏電流測量時，電纜的泄漏電流很不穩(wěn)定、泄漏電流隨試驗(yàn)電壓升高急劇上升、泄漏電流隨試驗(yàn)時間延長有上升現(xiàn)象時應(yīng)找出缺陷部位，并及時處理。

3.5 規(guī)范電力電纜運(yùn)行與維護(hù)，避免老化和損壞

電氣操作應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行工作票制度，并定期地對電纜運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行檢查，防止電纜溝內(nèi)積水，使電纜不受到機(jī)械震動、化學(xué)腐蝕、地下電流、熱影響、鼠害等損傷。

加強(qiáng)對電力電纜的日常檢查維護(hù)工作，定期測量電纜的接地電流;加強(qiáng)對電纜電壓檢測和溫度、環(huán)境的檢查，避免電纜長期處于超負(fù)荷運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行情況查找故障并排除，記錄檢查結(jié)果，保證電力電纜正常運(yùn)行。

4? 結(jié)語

總之，電力電纜的安全運(yùn)行是系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行的保障，電力電纜設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、現(xiàn)場施工、生產(chǎn)運(yùn)行都會導(dǎo)致電力電纜絕緣被擊穿，對電纜系統(tǒng)穩(wěn)定、安全造成嚴(yán)重影響。必須在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、現(xiàn)場施工、調(diào)試運(yùn)行階段予以足夠重視，通過采取有效措施并嚴(yán)格各環(huán)節(jié)質(zhì)量控制，才能切實(shí)預(yù)防、避免電力電纜絕緣擊穿甚至爆炸問題發(fā)生，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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