4-14--从一起故障分析看沿面放电对电缆的影响

1、故障分析与反措从一起故障分析看沿面放电对电缆的影响王慧明（石家庄供电公司）摘要本文通过对一起典型的沿面放电击穿故障分析，探讨沿面放电产生的机理及由于施工的不规范造成沿面放电加速击穿，在今后工作中应当采取的应对措施。关键词界面压强沿面放电电缆附件电缆故障0引言石家庄电业局电缆工区负责市区10kv及以上电压等级电缆电缆的运行、检修工作。近年来随着城市建设，电力电缆在城市电网中的比重越来越大，所起的作用越来越重要，电缆数量已增加到2000公里，电缆的供电可靠性直接关系到城市电网的供电可靠性。因此我们应当认真抓好故障管理，做好事故分析，提高供电可靠性。2007年度我工区所辖10kv电缆线路共发生事故2

2、9起、故障率1.82次/百公里·年，总次数比2006年同期比较减少了11起。其中外力破坏10起，占35%，比2006年减少15起；电缆头故障18起，占62%，比2006年增加3起；电缆本体故障1起，占3%，比2006年增加1起。从以上数据可以看出在加强运行巡视的情况下有效制止了外力破坏对电缆的影响，但电缆附件造成的故障有所增加。本文通过对一起典型的电缆附件故障的分析，探讨电缆附件制作对电缆的危害以及应当采取的防范措施。1故障情况概述2007年5月29日，南郊站812富强二线（1999年投运，用户专线，电缆参数： YJV22-3*240/2550M）短路跳闸，经故障测寻故障点在距用户配

3、电室1251M处，电缆中间头故障（电缆附件为热缩附件），两相已炸开，电缆内进水，经处理后做3M中间头一个。做完中间头后试验，电缆又被击穿，再次经故障测寻故障点在距用户配电室775米处，也是一个电缆中间头故障（电缆附件为热缩附件），外表没有异常，将故障电缆头剖开，发现从剥切的外半导电层断口到导体连接管之间的主绝缘表面有一条明显的放电通道，这是一起典型的沿面放电击穿故障。故障电缆如图所示：2沿面放电产生的机理从现场情况看，很明显是导体连接管直接对地电位的外半导电层断口沿主绝缘表面放电引起的。交联聚乙烯电缆在运行过程中，一方面由于电缆热缩附件在热收缩后没有弹性，电缆附件与绝缘层之间的界面压强不够大，

4、随着负荷的变化，电缆附件与电缆绝缘层之间界面由于热胀冷缩产生气隙，形成呼吸效应，将潮气吸进界面；另一方面，由于电泳效应，水分子在电场的作用下做定向迁移运动进入电缆附件界面。潮气和迁移水分子在界面凝结成介电常数很高的水珠，界面表面电阻急剧下降，激发界面沿面放电。在绝缘层表面受潮后，将使沿面泄漏电流增大，使沿面路径发热、水分蒸发，在局部电流密度大的地方便先形成干燥带，使电压沿面分配不均匀，在干燥带分担较高的电压而造成电弧放电，使绝缘层表面过热、局部绝缘炭化，形成漏电痕迹，如果炭化层发展得很大，将会引起绝缘层表面闪络，最终导致界面沿面放电击穿。由以上两个方面可以看出影响沿面放电的两个主要因素就是界面

5、压强（握紧力）和表面状态。界面压强增大，沿面放电电压上升，这也符合巴申定律，巴申定律认为在温度不变时气体的击穿电压Ub是气体压力和电极间距离的乘积pd函数，即Ub=f(pd)。要增大界面压强就应当采用弹性变形回复力大的材料，我们现在采用的乙丙橡胶材料的冷缩中间头回缩力较大，效果不错；要克服沿面闪络也可以采用涂抹硅脂的方法，沿面放电可以用碰撞电离理论解释，放电电压与界面状态密切相关，在界面上涂抹硅脂后，硅脂分子起到壁垒作用，阻碍导电粒子激发界面沿面放电，界面沿面放电电压值大幅提高。3本起故障产生的原因本起故障除了附件材料及界面压强的因素外，主要是由于施工质量引起的，附件安装不规范导致沿面放电速度

6、加快，导致击穿。主要原因可能有以下几个方面：（1）剖切电缆外半导电层时，刀痕过深，使主绝缘层表面有伤痕，存在气隙。（2）电缆外半导电层剖切后，主绝缘层上的半导电残留物没有清除干净，或清除时没有遵循工艺方向而来回擦洗。（3）电缆线芯压接后，连接管压坑变形出现尖端，棱角产生尖端放电。（4）附件收缩不紧密，握紧力不够，产生气隙。（5）收缩后，两个端口未作任何密封处理，导致潮气侵入。（6）电缆中间头做完后，由于扭曲变形产生缝隙，导致接头进水受潮。4应当采取的应对措施为了防止沿面放电击穿故障的发生，应在以下几个环节严格把关：（1）接头制作前要认真检查电缆附件，要与电缆配套，保证其有足够的握紧力，使界面接

7、触紧密，没有气隙。在握紧力方面冷缩材料明显强于热缩材料，但是在做头前要看年限，不能过保质期，不然会产生疲劳变形，影响握紧力。（2）电缆接头在制作过程中应特别注意保持环境清洁，同时尽量缩短制作时间。电缆剖切后在空气中暴露时间越长，水分、气体等侵入的可能性就越大，从而影响接头质量。因此要求在施工之前充分做好各项准备工作，保证制作时间不间断，一气呵成。（3）电缆绝缘层剖切后，应用细砂纸仔细打磨主绝缘层表面，使其光滑无刀痕和无半导电残留物。（4）线芯压接后应用锉刀、砂纸仔细打磨，消除棱角和尖端，并注意金属粉屑不得残留在绝缘层表面。（5）清洗绝缘层必须使用清洗溶剂，清洗方向从线芯向半导电层，严禁使用接触过半导电层的清洗纸清洗主绝缘表面。（6）在主绝缘界面涂抹适量硅脂，并保证硅脂长期保持湿润状态。（7）在收缩后各相硅橡胶绝缘套管的两端口处分别包绕半导电自粘带，这样既能使硅橡胶外半导电层与电缆外半导电层良好接触，又能起到轴向防止水份、气体、灰尘侵入的作用。（8）包绕防水胶带是接头防潮密封的关键环节，要以半重叠法从接头一端向另一端包绕，然后再从这一端反向包绕到起始端，包绕两层。每层包绕后，要用双手一次紧握一遍，使之粘合牢固。包绕时一定要拉力适当，做到包绕紧密无缝隙。5结论介质界面的沿面放电电压值与界面压强和界面状况密切相关。保证界面足够