110 kV電纜外護(hù)層絕緣電阻不達(dá)標(biāo)的原因淺析

卜威++王韜++普凱++童啟云++張旭

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.22.044

摘 要：電纜外護(hù)套試驗(yàn)，是衡量電纜健康狀況的重要指標(biāo)，是電纜運(yùn)維部門(mén)有針對(duì)性地運(yùn)行、檢修工作的重要依據(jù)。按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，橡塑絕緣電纜外護(hù)套試驗(yàn)，重要電纜試驗(yàn)周期為一年，一般3.6 kV/6 kV及以上電纜試驗(yàn)周期為3年。該文簡(jiǎn)要敘述了單芯電纜外護(hù)套絕緣良好的重要性，結(jié)合110 kV海機(jī)線外護(hù)套絕緣電阻測(cè)試、故障查找對(duì)絕緣電阻不達(dá)標(biāo)的幾點(diǎn)原因進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：電力電纜 外護(hù)套 絕緣電阻 不達(dá)標(biāo) 分析

中圖分類號(hào)：TM24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）08（a）-0044-04

The Analysis of 110 kV Cable Outer Sheath Substandard Insulation Resistance Causes

Bu Wei Wang Tao Pu Kai Tong Qiyun Zhang Xu

（Yunnan Power Grid Co.， Kunming Power Supply Bureau， Kunming Yunnan， 650000， China）

Abstract： Cable outer sheath test， is an important indicator of how healthy your cable， cable operations is the important basis of targeted operation， maintenance and repair work. In accordance with the "power equipment preventive test code" regulation， rubber insulated cable outer sheath test， cable test cycle is one year， more than general up to and including 3.6 kV/6 kV cable test period is 3 years. This paper briefly describes the importance of the single core cable outer sheath insulation good， combined with 110 kV sea machine line outer sheath insulation resistance testing， troubleshooting to analyze several reasons substandard insulation resistance.

Key Words： Power cable； Outer sheath； Insulation resistance； Not up to standard； Analysis

66 kV及以上電壓等級(jí)的XLPE單芯電纜的導(dǎo)線與金屬護(hù)套的關(guān)系，可以視為一個(gè)變壓器的初級(jí)繞組與次級(jí)繞組。當(dāng)導(dǎo)體通過(guò)電流時(shí)，其周圍產(chǎn)生的一部分磁力線將與金屬護(hù)套交聯(lián)，在金屬護(hù)套上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。感應(yīng)電壓的大小，與導(dǎo)體當(dāng)時(shí)通過(guò)的電流及線路長(zhǎng)度成正比，當(dāng)電纜線路長(zhǎng)度在1 000 m以上時(shí)，一般考慮采用金屬護(hù)套交叉互聯(lián)接地的方式。

交叉互聯(lián)接地，是將電纜線路分成若干大段，每大段需分成長(zhǎng)度相等的三小段，其中，每三小段中安裝兩組中間絕緣接頭，將電纜金屬護(hù)套斷開(kāi)。中間絕緣接頭處，將三相之間用同軸電纜經(jīng)交叉互聯(lián)接地箱（含保護(hù)器）進(jìn)行換位連接，兩端終端接頭分別經(jīng)接地箱直接接地。在正常情況下，由于各段金屬上感應(yīng)電壓的相位互差120度，通過(guò)交叉互聯(lián)箱進(jìn)行互聯(lián)后，使電纜護(hù)套感應(yīng)電壓互相抵消，將護(hù)套感應(yīng)電壓限制在允許范圍值內(nèi)（無(wú)保護(hù)措施50 V，有防范措施新規(guī)定300 V）。

1 單芯電纜外護(hù)套絕緣良好的重要性

當(dāng)電纜外護(hù)套絕緣破損，護(hù)套上感應(yīng)電壓出現(xiàn)不平衡時(shí)，交叉互聯(lián)系統(tǒng)中三段護(hù)套感應(yīng)電壓無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全的抵消，金屬護(hù)套上的感應(yīng)電流將升高，使金屬護(hù)套發(fā)熱。這種情況下，將浪費(fèi)大量電能，降低了線路的輸送容量并加速了電纜主絕緣的老化，因此，電纜外護(hù)套絕緣好、壞直接影響著電纜線路的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、安全穩(wěn)定及使用壽命。

2 110 kV海機(jī)線電纜預(yù)防性試驗(yàn)及故障查找

2.1 110 kV海機(jī)線絕緣電阻測(cè)試情況

110 kV海機(jī)線線路全長(zhǎng)3.55 km，其中#0～#3、#3～#6接頭區(qū)段構(gòu)成金屬護(hù)套的2段完整交叉互聯(lián)；#6～#7接頭區(qū)段約340 m金屬護(hù)套單端接地。

結(jié)合線路的實(shí)際情況，在線路停運(yùn)后，測(cè)試人員拆除全線接地箱內(nèi)的連板，將全線分為#0～#1、#1～#2、#2～#4、#4～#5、#5～#7接頭5段，分別采用500 V絕緣電阻表測(cè)量電纜外護(hù)套絕緣電阻、采用1 000 V分別測(cè)量接地箱絕緣板、護(hù)層保護(hù)器絕緣電阻值，測(cè)量數(shù)據(jù)如表1、表2所示。

通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)接地箱絕緣件及箱體內(nèi)部護(hù)層保護(hù)器均正常，但#2～#4、#5～#7接頭兩區(qū)段電纜外護(hù)套絕緣電阻不達(dá)標(biāo)。

2.2 故障查找及原因分析

排查#2～#4、#5～#7兩區(qū)段接地箱連扳拆除情況，發(fā)現(xiàn)#3直接接地箱接地線采用了帶外半導(dǎo)電層的接地電纜，且接地電纜外半導(dǎo)電層未進(jìn)行清除，與接地箱箱體形成了“死連接”，#5～#7區(qū)段接地箱無(wú)異常。

#3直接接地箱接地線外半導(dǎo)電層未清除，導(dǎo)致#2～#4區(qū)段電纜金屬護(hù)套直接接地，絕緣電阻為零。首先，對(duì)#3接地箱接地線進(jìn)行處理。處理后，測(cè)量發(fā)現(xiàn)B相絕緣電阻達(dá)5.6 MΩ，而A、C相絕緣電阻仍然為零。采用高壓電橋法進(jìn)行故障點(diǎn)預(yù)定位測(cè)試，選擇B相為基礎(chǔ)和A、C相電纜進(jìn)行預(yù)定位，接線如圖1所示。endprint

L1=2·P‰·L

初步確定A相#2接頭附近120～160 m區(qū)段，電纜外護(hù)套有破損情況。對(duì)A電纜施加2.5 kV脈沖電壓，采用跨步電壓法進(jìn)行故障點(diǎn)精確定點(diǎn)（如圖2所示），測(cè)量發(fā)現(xiàn)#2接頭往#3接頭區(qū)段140 m位置發(fā)現(xiàn)一處破損點(diǎn)，電纜金屬護(hù)套對(duì)支架放電。

破損點(diǎn)經(jīng)修復(fù)后A相絕緣0.2 MΩ，但仍不滿足運(yùn)行要求（每公里不小于0.5 MΩ）的標(biāo)準(zhǔn)，線路金屬護(hù)套還存在接地跡象。采用故障點(diǎn)燒穿試驗(yàn)再施加脈沖電壓，發(fā)現(xiàn)A相#2接頭接地線端子放電（如圖3所示），現(xiàn)場(chǎng)清除防火涂料、拆除接地端子發(fā)現(xiàn)，接地端子受潮明顯。故障點(diǎn)的形成原因如下：（1）電纜隨著負(fù)荷的變化，發(fā)生熱脹冷縮，因呼吸效應(yīng)導(dǎo)致中間頭地線引出端子受潮，絕緣下降；（2）電纜接頭處涂刷防火涂料后，涂料吸潮，在電纜中間頭表面形成水膜，造成延面放電。

#2～#4區(qū)段C相、#5～#7區(qū)段A、B、C三相通過(guò)同樣方式，發(fā)現(xiàn)均為電纜中間接頭上接地端子絕緣下降，所導(dǎo)致的電纜外護(hù)套絕緣電阻不合格。故障點(diǎn)經(jīng)清理，重新連接、包繞帶材后再次測(cè)量，發(fā)現(xiàn)該線路外護(hù)套絕緣電阻均已達(dá)到運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量數(shù)據(jù)如表3所示。

綜上所述，造成110 kV海機(jī)線外護(hù)套絕緣電阻不合格的原因主要有3種原因：（1）測(cè)量人員失誤，#3接地箱接地線拆除不干凈，導(dǎo)致測(cè)量失誤；（2）電纜外護(hù)套破損，金屬護(hù)套接地，絕緣電阻不達(dá)標(biāo)；（3）中間頭接地線引出端子受潮，絕緣下降，經(jīng)防火涂料所形成的水膜與地貫通。

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)該局目前電纜預(yù)防性試驗(yàn)的情況，電纜外護(hù)層絕緣電阻不達(dá)標(biāo)的原因主要有以下幾個(gè)方面。

（1） 外護(hù)套破損。

在電纜運(yùn)行過(guò)程中，由于線路負(fù)荷的變化及同溝敷設(shè)電纜的影響，在熱應(yīng)力的作用下電纜本體會(huì)發(fā)生移動(dòng)，若移動(dòng)的過(guò)程不斷與電纜支架上的螺栓發(fā)生摩擦，就會(huì)造成電纜外護(hù)套破損，從而造成金屬護(hù)套多點(diǎn)接地。

（2） 接地箱受潮。

由于電纜隧道滲水及隧道內(nèi)排水設(shè)施損壞，隧道內(nèi)部分區(qū)段積水，致使部分接地箱受潮嚴(yán)重，造成箱體內(nèi)部絕緣支柱絕緣水平下降，在箱體內(nèi)形成了接地點(diǎn)，導(dǎo)致交叉互聯(lián)系統(tǒng)失效。

（3） 施工工藝問(wèn)題。

在施工過(guò)程中未將同軸電纜外半導(dǎo)電層剝除干凈，在接頭制作過(guò)程中絕緣膠帶與半導(dǎo)電膠帶混用；附件安裝位置電纜外護(hù)套導(dǎo)電層未去除干凈；施工過(guò)程中，接地電纜外皮破損等均將導(dǎo)致形成接地點(diǎn)，絕緣不合格。

（4） 中間接頭接地線引出端子受潮。

在電纜中間接頭接地線引出端子處，由于包裹的防水膠帶及涂刷的防火涂料受潮，從而導(dǎo)致在試驗(yàn)過(guò)程在該處形成了接地點(diǎn)。

（5） 終端頭絕緣支柱擊穿。

電纜終端接頭絕緣支柱發(fā)生絕緣擊穿，形成接地，導(dǎo)致外護(hù)套絕緣不合格。

以上就是電纜外護(hù)層絕緣電阻不達(dá)標(biāo)的原因分析，因水平有限，敬請(qǐng)同行諒解、指正。

參考文獻(xiàn)

[1] 王偉.交聯(lián)聚乙烯（XLPE）絕緣電力電纜技術(shù)基礎(chǔ)[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2011.

[2] 《電力設(shè)備預(yù)防試驗(yàn)規(guī)程修訂說(shuō)明》編寫(xiě)組.電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程[M].北京：中國(guó)電力出版社，1997.

[3] 上海供電局.電力電纜安裝運(yùn)行技術(shù)問(wèn)答[M].北京：電力工業(yè)出版社，1981.endprint