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一起疑似电缆护层故障引起主绝缘击穿的事故分析

北极星输配电网  来源:电力电缆故障检测技术与经验分享  作者:朱启林  2017/2/16 8:38:34  我要投稿  
所属频道: 电线电缆  关键词:输电电缆 绝缘击穿 绝缘故障

北极星输配电网讯:摘要:单芯输电电缆发生护层故障后需要及时处理,否则可能会引起主绝缘故障。通过对一起110kV输电电缆主绝缘击穿故障电缆进行解剖、观察与分析,发现接头处防水层老化,煻铅葫芦处外护层浸水接地是引起故障的原因。煻铅葫芦浸水,使电缆发生护层接地故障。护层故障点处常年受水与电流的侵蚀,首先造成铅包与铝护套焊接处氧化脱焊,铝护套与铅包接触不良,进而导致悬空的铝护套与铅包之间在接触不良处放电,慢慢蚀穿铝护套,损伤主绝缘,最后引起主绝缘击穿事故。这种现象在运行10年以上的输电电缆上不会是个例,具有大量存在的可能性,需引起重视。

关键词:外护层故障;主绝缘故障;护层环流;护层接地

本文授权转自“电力电缆故障检测技术与经验分享”作者:朱启林。

0 引言

近年来,输电电缆外护层故障造成电缆护层环流增加,电缆发热,载流量降低的问题已经引起了电力电缆运行管理人员的关注。但是由于一般不会引起停电事故,因此单芯电缆外护层接地故障的危害一直没有受到足够的重视。

检索发现,也有电缆护层故障引起主绝缘故障的案例,文中介绍了护层接地引起电缆主绝缘在附近几个托梁处放电击穿的现象。但文中对该护层故障引起主绝缘故障的过程与机理分析的不够详尽。输电电缆在接头处击穿的案例则很多,而所有的案例都有一个共性,即故障的原因都是电缆接头质量或制作工艺不良问题,属于运行中发展发生,可通过管理规避的故障案例未见介绍。

本文介绍的就是一个护层故障引起主绝缘故障的典型案例。随着运行10年以上的输电电缆逐渐增多,预计这类故障可能会越来越多,需要引起电缆运行管理人员重视。

1. 我国输电电缆绝缘及护层故障查找现状

1.1输电电缆护层绝缘现状

据调查,目前我国许多单芯输电电缆都存在护层绝缘不好的现象,原因主要有以下几个:

(1)电缆敷设时遗留,当时没有查找。这个情况主要在十几年前敷设的电缆中存在,当时大家对单芯电缆护层绝缘的重要性认识不足,管理层也没有明确下达对护层绝缘的要求,施工方也不是很明白,及其它一些原因,造成电缆敷设后虽然存在护层绝缘不好的现象,因主绝缘没有问题,就投产运行了。

(2)电缆敷设时发现,故障找到后处理不当。一般是处理护层故障点时防水做的不够好,虽然当时护层绝缘试验通过了,但运行后随沟槽、管道进水,曾处理过的故障点处护层绝缘因浸水而降低。

(3)运行过程中出现的。运行过程中受伤或绝缘薄弱点在运行过程中逐步被侵蚀,产生护层故障。

1.2护层故障查找现状

据了解,我国目前在护层故障查找方面不是很好,这主要是由如下几个原因引起的:

(1)重视不够。管理人员对护层故障的认识是:可以运行,很少引起主绝缘故障。认为护层故障没必要查找,所以不愿查找。

(2)找不到或不会查找。这主要表现为查找方法过于落后,通过看与摸的方式查找。这对于可以触摸到电缆的地方,例如隧道和电缆井内,是可以得,但对于直埋、穿管或故障点正好在沟槽内托梁下方、防火带内等触摸不到的地方就没有办法了。

(3)工作太忙,没精力查找。查找方法落后,自然需要大量精力,没精力,也就只好不查了。

2. 输电电缆护层故障查找的必要性

2.1 统包型电缆不需要查找护层故障

通常35kV及以下电压等级的电缆多为三芯统包型,三相线芯电流互为1200角,正常运行时,三相电流总和为零,金属护层上的感应电压也基本为零,护层多点接地不会产生感应电流,所以统包型电缆一般采用两端直接接地方式,并且在电缆上其它地方发生外绝缘破损和金属护层接地时,金属护层上也不会有感应电流,故该破损处一般不需查找与处理。

2.2 单芯电缆必须保证护层绝缘

35 kV的大截面电缆和66kV及以上电压等级的电缆一般为单芯电缆,敷设时若金属护层两端三相互联后直接接地,则当电缆线芯有电流流过时,其金属护层中感应的环流可达线芯电流的50%--95%,感应电流所产生的热损耗会极大地降低电缆的载流量,并加速电缆主绝缘的电-热老化。所以,单芯高压电缆金属护层的接地方式一般采取一端直接接地另一端保护接地或分区段交叉互连接地的接地方式。

但如若电缆的外绝缘护层某处发生破损时,就会造成电缆金属护层多点接地,这时金属护层上感应的环流就会大幅增加,感应电流所产生的热量会使缆温上升,缩短电缆的使用寿命。同时,长期存在的护层故障,还有引起主绝缘击穿的可能,所以单芯高压电缆存在护层故障时,必须查找并恢复该处护层绝缘。

2.3护层故障引起主绝缘击穿的机理

如图1所示的是某220kV单芯电缆护层故障点的照片。这条电缆的主绝缘还没有击穿,敷设方式为沙土直埋。

图1 某220kV单芯电缆护层故障点照片

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