電纜在運(yùn)行過程中因負(fù)荷的變化、環(huán)境因素的變化而熱脹冷縮,特別是熱縮型附件不能夠隨彈性變形而喪失密封作用,在附件與電纜絕緣層之間形成呼吸效應(yīng),將大氣中的水分和潮氣帶入附件中,引發(fā)電纜附件內(nèi)部短路故障。冷縮附件質(zhì)量不高,收縮力降低或在需要可靠密封部位密封存在缺陷,都會(huì)導(dǎo)致外部水分侵入,最終導(dǎo)致電纜故障。
制作電纜頭時(shí)因環(huán)境潮氣、濕度偏大,沒有采取可靠除濕驅(qū)潮措施,電纜絕緣局部受潮,絕緣性能下降,在運(yùn)行中發(fā)展成貫穿性通道,導(dǎo)致電纜擊穿事故。
電纜中間接頭和終端頭通常在敷設(shè)現(xiàn)場(chǎng)由安裝人員現(xiàn)場(chǎng)完成,稍不注意就容易出現(xiàn)紕漏。電纜附件故障占電纜線路故障的主要部分,其宏觀主要表現(xiàn)為復(fù)合界面放電和附件材質(zhì)老化。電纜附件故障往往是由于制作工藝不精,人員思想麻痹大意,在制作過程中,使附件內(nèi)部出現(xiàn)氣泡、水分、雜質(zhì)等缺陷,導(dǎo)致局部放電而引起絕緣擊穿,主要體現(xiàn)在:
(1)電纜中間接頭、終端頭制作質(zhì)量不高
(a)剝離外半導(dǎo)層時(shí),損傷下層絕緣或絕緣表面有半道微粒、灰塵等雜質(zhì),或者半導(dǎo)電層去除距離短,爬電距離不夠,在試驗(yàn)或投入運(yùn)行后,其中雜質(zhì)在強(qiáng)大的電場(chǎng)作用下發(fā)生游離,產(chǎn)生電樹枝。
(b)制作過程中,金屬連接管壓接質(zhì)量不良,使接頭接觸電阻過大而發(fā)熱,或熱收縮過度等造成絕緣碳化,從而使絕緣層老化擊穿,導(dǎo)致電纜接地或相間短路故障,同時(shí)有可能傷及附近的其它電纜。
(c)電纜接頭工藝不標(biāo)準(zhǔn),密封不規(guī)范,使絕緣內(nèi)部受到潮氣、水分的侵入,引起中間接頭絕緣受潮劣化。嚴(yán)重情況下,電纜主絕緣內(nèi)部大面積進(jìn)水,導(dǎo)致主絕緣整體受潮絕緣降低,最終發(fā)生電纜擊穿故障。
(d)導(dǎo)體連接管處理工藝不良。導(dǎo)體連接管壓接模具選用不合理,棱角打磨不平整,特別是在壓接模具邊緣處,局部有尖角、毛刺、突起,極易造成該部位電場(chǎng)不均勻,運(yùn)行中產(chǎn)生局部放電,使絕緣老化,絕緣性能下降,發(fā)生擊穿故障。
(e)安裝尺寸錯(cuò)誤,應(yīng)力管安裝位置太偏下或應(yīng)力錐未有效與半道層斷口搭接,造成電纜半導(dǎo)電斷口部位應(yīng)力沒有可靠疏散,在試驗(yàn)或長(zhǎng)期運(yùn)行中,斷口部位產(chǎn)生嚴(yán)重電暈放電,導(dǎo)致過熱使絕緣降低,最終導(dǎo)致?lián)舸?/p>
(f)電纜金屬屏蔽層接地線連接不可靠,不滿足接地電阻要求,造成接地電阻過大。當(dāng)電纜受到過電壓時(shí),金屬屏蔽層會(huì)產(chǎn)生較高的感應(yīng)過電壓,進(jìn)而引起絕緣部分的老化擊穿。
什么是高壓電纜材料
主要講的是絕緣料和半導(dǎo)體屏蔽料,其他材料均無大的問題。首先談一下電纜的電壓等級(jí),低壓是(1-3)KV,低壓的電氣性能也就是擊穿強(qiáng)度方面不用考慮,只要把它的機(jī)械強(qiáng)度、工藝緊致性能設(shè)計(jì)好了它的電氣性能自然形成;中壓根據(jù)我國標(biāo)準(zhǔn)就是(6-35)KV;高壓結(jié)合我國情況就是(66-110)KV;超高壓結(jié)合我國情況是就是(220-500)KV;特高壓當(dāng)然就是(750-1000)KV,這是關(guān)于電纜電壓的。在中國呢,高壓電纜是指66KV和110KV電纜,220KV電纜屬于超高壓。
我國在70年代也開始生產(chǎn)中壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜,其絕緣料和屏蔽料均進(jìn)口,國產(chǎn)電纜材料一直十分落后。1986年以前,國內(nèi)電網(wǎng)不敢采用高壓交聯(lián)電纜,也無生產(chǎn)。電網(wǎng)只采用OF電纜。我們第-一根高壓電纜是廣州供電局生產(chǎn)的,當(dāng)時(shí)廣州供電局需要110KV電纜,在國內(nèi)采購不到OF電纜的情況下,采購了日本的高壓XLPE電纜,開創(chuàng)了中國使用高壓交聯(lián)電纜的歷史。上世紀(jì)90年代中期,國內(nèi)大國企開始試制高壓交聯(lián)電纜,絕緣料和屏蔽料均采用進(jìn)口,試制出來之后拿到首鋼實(shí)驗(yàn)和工程中還是出現(xiàn)了問題。
從中國的電纜發(fā)展史來看,電纜、工程超前制造,但是我們工程方面沒有產(chǎn)品工藝,制造超前材料,電廠制造的時(shí)候又沒有材料,結(jié)果就是絕緣料嚴(yán)重滯后。進(jìn)入本世紀(jì),國家電網(wǎng)招標(biāo)采購,是按照國家招標(biāo)法規(guī)定進(jìn)行的。首先在高壓電纜全部使用國產(chǎn)電纜,約5年前,超高壓中的220KV電纜系統(tǒng),全部采購國產(chǎn)。