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(e) 解剖中
(f) 击穿通道至屏蔽网处
图3 110kV电缆中间接头击穿后解剖照片
故障原因一般都归结为电缆接头质量或制作工艺不良,结论主要含有以下三种:
1)煻铅时间过长,铝护套过热烫伤电缆主绝缘,引起主绝缘击穿。
2)电缆接头制作剥切时,伤到电缆芯线的外半导层,运行过程中由局部放电引起主绝缘击穿。
3)电缆接头制作时,铝护套断口打磨不彻底,有毛刺尖端,电场不均应力集中引起主绝缘击穿。
然而,在对本故障电缆接头解剖时发现,接头内有大量水,但水未浸到接头中间的金属导体处,击穿点位于煻铅葫芦根部与铝护套连接处。这个击穿位置非常特殊,表明引起击穿的原因不是上述三种。因为这个位置不是在铝护套的断口处,而是在铝护套内,剥切时伤不到;并且如果因塘铅时间过长,烫伤的位置也不应该在这个地方,况且被烫伤的电缆也不可能运行这么长时间。
所以,在对故障接头解剖后的放电通道、水浸痕迹、氧化为渣土样的铅葫芦仔细观察分析后,得出本次造成主绝缘击穿的原因是铅葫芦与铝护套连接处进水、护层接地引起的。
分析认为故障大致的形成过程为:电缆长时间运行使煻铅葫芦外的防水层老化,产生缝隙,水浸至铅葫芦与铝护套连接处,使护层发生接地故障;此接头的护层直接接地点与护层故障接地点之间存在环流(这段电缆很短,环流增加很小,此为运行过程中没有检测出接地环流发生较大变化的原因),环流流过故障点电离该处水分子,使铅葫芦与铝护套的接口处被氧化侵蚀;常年侵蚀使接口处产生缝隙,缝隙慢慢扩大让整个铅葫芦与铝护套脱焊,同时水也进入到铜管内,附着在芯线外半岛上;与铅葫芦脱焊后的铝护套处于悬空接地不良状态(护层另一端为保护接地),铝护套上出现较高感应电压;感应电压使铝护套与铅葫芦在接触不良处放电,继续氧化铅葫芦的同时也在烧灼铝护套;铝护套被烧穿后就会损伤主绝缘;主绝缘受伤后先是引起局部放电,然后产生泄漏,泄漏电流沿主绝缘上的外半导体层、水、铜管内铜网屏蔽层、护层直接接地线传至大地,在电缆主绝缘上形成一条弯曲的电流泄漏通道;泄漏电流使主绝缘损伤加大,最后造成主绝缘击穿放电。
4警示与解决方法
上述事故案例绝不是个案,目前我国运行十年以上的输电电缆逐年增多,电缆接头泡在水里或处于潮湿环境中的更是常见,同类事故存在多发的可能,必须引起足够重视。
对于防范这类事故的方法,笔者认为需做到如下几点:
1)尽量不要让电缆在水或潮湿的环境中运行。
2)对于运行十年以上的输电电缆,除了在环流异常时要测试护层绝缘外,还要增加定期测量护层绝缘的工作。
3)出现护层故障,尽快进行查修。
4)运行十年以上的输电电缆,要增加接头局放测试的频率。
5) 必要时,可把运行十年以上输电电缆接头的防水层加固一次。
参考文献
[1] 徐丙垠,李胜祥,陈宗军.电力电缆故障探测技术[M].北京:机械工业出版社,1999.
[2] 史传卿,等.供用电技术手册:电力电缆[M].北京:中国电力出版社,2004.[3] 朱启林,李仁义,徐丙垠.电力电缆故障探测方法与案例分析[M].北京:机械工业出版社,2007.
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