國家電網電纜常見故障及原因分析
發布時間：
2022-08-08
近幾年，國家對電網運行安全越來越重視，電力工程中電力電纜是其重要的組成部分，用于輸配電，具有施工方便、絕緣性能好、供電可靠、操作維護簡單以及提供電容提高功率等優點，但在使用中也存在電纜接頭過熱，保護層機械損傷，絕緣老化變質，引起過電壓和諧波故障電纜故障，終端頭和中間接頭設計、電纜工藝和材料選擇等問題，一旦發生電纜事故，不僅會給國家造成一定的財產損失，而且會危及人民的生命安全。
近幾年，國家對電網運行安全越來越重視，電力工程中電力電纜是其重要的組成部分，用于輸配電，具有施工方便、絕緣性能好、供電可靠、操作維護簡單以及提供電容提高功率等優點，但在使用中也存在電纜接頭過熱，保護層機械損傷，絕緣老化變質，引起過電壓和諧波故障電纜故障，終端頭和中間接頭設計、電纜工藝和材料選擇等問題，一旦發生電纜事故，不僅會給國家造成一定的財產損失，而且會危及人民的生命安全。基于此，需要從電網常見故障入手，分析故障產生的原因及相應的對策。
一、電力電纜故障分析
（1）電力電纜過負荷擊穿。電纜在長期使用中經常處于持續不斷的運行狀態，這樣的超負荷運行會造成電纜絕緣老化和半導體膨脹裂縫等缺陷，在沒有及時發現的情況下，缺陷逐漸擴大，當電力負荷較大時，容易使得電纜線芯的溫度上升，長期高溫作用下，絕緣老化日益加劇，使用壽命縮短，逐步發展成電纜故障。
（2）電纜頭或中間接頭材料問題。電纜接頭使用材料的質量也對電纜故障有一定影響。很多企業為了追求利潤，選用一些間隔較低的熱收縮材料來進行施工。在操作過程中電纜本身會發熱，由于電纜絕緣材料和電纜頭材質不同，也會產生不同程度的熱脹冷縮，長時間運行在電纜和電纜頭材料之間會產生裂縫，造成電流外漏，電纜接頭處通過漏電釋放于半導體，造成電纜絕緣被擊穿，引發電纜故障。
（3）電力電纜因諧振過電壓擊穿。當一些回路多次作用于相同幅度的電壓，每次都會造成一定程度的絕緣損壞，在正常操作期間導致絕緣降低，造成絕緣體薄弱，在諧波過電壓超過電纜損傷部分的極限值，會造成電纜擊穿。
（4）電纜終端制作工藝。電纜終端電暈放電主要是因為電纜三芯分叉處距離較小，芯與芯之間的空隙形成一個電容，可導致相間或對地放電，長期放電會使電纜終端損壞。
二、電力電纜故障產生的原因分析
（1）機械損傷。電纜出現故障的很大部分是由于最初安裝時人為造成的機械損壞，或者是由于安裝后附近電纜維修時造成的損壞。并且，如果損害嚴重時人們會及時維修，但是細微的損害卻不能被及時發現或者及時處理，這樣長時間后損傷部位就會逐漸擴大，絕緣體逐漸失去保護作用，造成損傷部位徹底崩潰形成故障。
（2）絕緣老化變質。電纜絕緣由于其本身特性在電力運行長時間發熱后會受到影響，自身絕緣能力會降低。調查顯示，電纜故障中因絕緣體發生變化的故障為 19％。在電場作用下，電纜絕緣介質發生游離，使得絕緣能力降低；介質處于電離狀態時，氣隙中會產生臭氧，絕緣介質受到腐蝕。溫度過高，絕緣會老化變質，電纜內氣隙發生游離會導致局部過熱，進而使得絕緣發生炭化。電纜過載情況下，電纜運行超出了最大負荷力。在電纜密集的區域，電纜通道、電纜溝如果通風情況不好，電纜及其附近的熱力管會因為溫度過高造成自身的損傷。
（3）電纜外皮的腐蝕。電纜外皮腐蝕有化學腐蝕、電腐蝕兩種。通常情況下，電腐蝕主要發生在電纜周圍具有較強電力的情況下，大部分處于電纜周圍的地下電場，受其影響電纜會發生電腐蝕。在設有電纜的地方，若存在煤氣站、酸堿作業，會造成電纜發生化學腐蝕，進而產生電纜故障。
（4）過電壓。過電壓具有電纜內部、大氣過電壓兩種。相關研究表明，外界環境中電纜故障的發生主要是由大氣過電壓導致的。另外，電纜自身存在的問題也會造成電纜處于過電壓時發生故障。
（5）電纜絕緣物的流失。電纜施工時地下會因不同的地形導致電纜存在高低落差。在絕緣油向下流動的情況下，電纜的絕緣性會降低，進而造成電纜發生故障。這類故障主要發生于不滴流電纜、油浸漬紙電纜中。
（6）設計和制作工藝不良。電纜屬于需要重點保護的高危制造行業，要求設計、選材、施工都要嚴謹，體現其安全性，任何一個環節處理不當，都會對社會產生不良影響。但是有些企業在制造過程中追求經濟效益而忽視了其安全性，具體來說，主要體現在這幾個方面：電纜制造時的護層缺陷，在包裝絕緣時出現裂紋損傷等缺陷；電纜配件制造缺陷，如鑄鐵有砂孔，陶瓷機械強度不夠，附帶材料質量不過關，以及后期工作人員絕緣材料的維護和管理疏忽，導致電纜絕緣材料潮濕等等。
三、電纜故障的防范對策
（1）負荷監測。不同地區、不同時期電力負荷消耗量有著明顯的差異，用電消耗量比較大的高峰期，電纜處于超負荷的狀態，此時，如果電纜長期保持超負荷運行，就會對電纜造成很大程度的破壞，縮短了電纜的使用壽命。為了預防超負荷引起的電纜問題，應該在電纜運行的過程中實行人工監測，通過人工方法控制電纜中的負荷量，防止電纜長期超負荷。現階段的負荷監測研究中，提倡在電纜中安裝高性能的監測儀表，專門監測電纜的運行負荷，從負荷基礎上保護好電纜的運行。
（2）監控溫度。溫度對電纜的影響也比較大，高溫會破壞電纜的運行狀態，不利于確保電纜的穩定性。溫度與負荷存在緊密的聯系，負荷也會引起電纜高溫的危險問題。當電纜需求量持續上升時，電纜上就會囤積大量的熱量，破壞電纜的整體結構。針對電纜中的溫度異常問題，需采取監控的方法，全方位地監控電纜運行過程中的溫度狀態，及時發現溫度過高的情況并實施合理的處理手段。電纜的安裝范圍廣，監控溫度時會存在一些難度，應該把控好電纜的運行溫度，預防溫度失控而出現電纜故障。
（3）預防腐蝕。電纜在電力系統中的運行距離長，部分電纜涉及到架空、暗埋等操作，促使電纜在運行期間面臨著腐蝕的風險。地下埋設的電纜受到潮濕環境的影響最容易出現腐蝕。地下電纜會根據地下環境出現不同程度的腐蝕情況，因此就要實行電纜防腐蝕。電纜安裝時應該提前做好防腐蝕的工作，保持干燥的安裝環境，選擇具有防腐蝕作用的土體，而且地下埋設的電纜不能接觸化學、生物腐蝕的物質，必要時可以專門在電纜埋設時設置保護外套，防止出現腐蝕的問題。架空的電纜也要配置保護層，不論是地下埋設，還是架空電纜，都要定期做好巡檢的工作，發現腐蝕問題后立即處理，避免出現大規模的腐蝕。
（4）運行管理。電纜線路的運行管理能夠預防電纜故障，防止電纜發生故障問題。電纜運行管理時每年最少開挖一次中間頭井，檢查井內電纜線路的質量與性能，重點檢查電纜中是否有積水、銹蝕、雜物等問題；從電纜線路的安全角度上進行管理，排除電纜線路運行中的故障風險，全方位地安排好檢修、維修工作。運行管理人員使用超聲波局放測試設備、紅外成像儀器等，檢查電纜的終端頭，檢查終端頭是否有局部放電、溫度發熱的問題。運行管理中把運行15年以上的電纜作為重點檢測對象，電纜達到負荷高峰以前也要安排運行管理，確保電纜具備安全的運行條件，按照運行管理計劃為電纜安排震蕩波局放試驗，還要在電纜中安裝好饋線自動化開關，當電纜發生故障后，饋線自動化開關可以快速地隔離故障。電纜故障預防期間利用運行管理的方法管理好電纜中的所有設備，比如繼電保護器，確保各項設備在電纜中的可靠性，降低電纜故障的發生概率。
相關新聞
