電力電纜絕緣擊穿問題原因分析及探討

張庚喜

摘要：隨著電力、能源行業的發展，電力電纜應用越來越廣泛，運行環境也越來越復雜，因此確保電力電纜的安全運行更加重要。該文對造成電力電纜絕緣擊穿問題的不同原因進行了分析，并探討歸納了各項預防措施，對減少電力電纜絕緣擊穿問題具有參考意義。

關鍵詞：電力電纜;絕緣擊穿;分析

1 故障產生原因

1.1 外力破壞

和輸電網做比較，10kV電力電纜線路排布更加復雜，一般需要通過各式各樣的地區，如公路、房屋及河道等，故在外力的作用下，就很容易發生電力電纜線路的故障，一般來講，主要有以下幾種外力破壞因素：

（1）在很多城市當中，電纜線路都經過公路，當有汽車駕駛員出現駕駛失誤，就很可能和電線桿發生碰撞，導致電線桿倒塌破壞。

（2）在進行城市和鄉村基礎建設時，往往需要對地面進行開挖施工，而很多10kV電力電纜都是直埋在地下的，故不少開挖施工都會碰到地下的10kV電力電纜，從而對其產生破壞。

1.2 自然破壞

造成10kV電纜線路故障的一個重大原因就是自然災害，對于配電線路而言，其一般處于空曠的地區，并遠離建筑群，使得其很容易成為雷擊的目標，一旦發生雷擊，就會使得整個10kV線路處于癱瘓狀況下，造成巨大的經濟損失。

1.3 配電設施故障

對于10kV線路而言，其配電設施都是非常關鍵的組成部分，如果某一設施發生故障，那么也會導致整個線路故障。如當絕緣子破壞時，也會使得出現接地故障和閃絡現象。當避雷器和柱上開關等設施發生故障時，也會對線路的正常運行造成影響，此外變壓器出現故障或用電人員的不規范操作，都會導致弧光短路現象的發生，導致電纜擊穿。

2 電力電纜擊穿原因分析

2.1設計不合理，電纜選型不滿足系統運行要求

正確的電纜選型是保證系統能夠正常安全運行的首要條件。常見電力電纜設計問題主要包括電纜型號、護套及絕緣層材質選擇、電壓等級、電纜截面、防火要求、電纜路徑等。因此在電力電纜設計選型時，要綜合考慮電氣性能及電纜的絕緣層、外護套、阻燃性能及極端惡劣條件等。

2.2 電纜、電纜附件制造存在缺陷，絕緣水平不滿足要求

在電纜絕緣層制造過程中，如果工藝控制不到位，電纜絕緣層中含有較多的雜質、電纜絕緣層不均勻或絕緣層厚度不滿足要求，就會造成電纜制造缺陷，影響電纜絕緣水平，運行過程就容易出現絕緣老化、受潮等各種問題，導致電纜擊穿。電力電纜絕緣缺陷主要包括絕緣偏心、絕緣厚度不均勻、線芯導體與絕緣分層、絕緣屏蔽表面突起、絕緣中裂紋等微創、絕緣中潮氣氣泡等雜質。

2.3 運輸、敷設過程不規范，破壞電纜絕緣層

出廠試驗合格的電纜在運輸、現場敷設過程也容易發生損壞。如果電纜運輸或敷設過程受潮或發生電纜盤傾倒等問題使電纜受到碰撞、沖擊等會損傷電纜。電纜敷設過程若機械牽引力過大而拉傷電纜，或電纜彎曲半徑過小而損傷電纜，導致絕緣層彎曲或使電纜半導體層與絕緣層凹凸不平、產生氣隙，局部電場集中引起游離，尤其是屏蔽層突起，在絕緣層薄弱環節逐步形成電樹枝，最終導致絕緣擊穿。

2.4 電力電纜的非正常運行。

電纜運行過程中若本身的散熱速度高于發熱速度或運行在正常的情況下，不會導致電纜擊穿，而在實際運行中經常發生非正常運行狀態。電力電纜短時運行、間歇運行以及短路運行等非正常工作下的電纜會使絕緣發生老化，導致電纜擊穿。

電力電纜通過負載電流時會產生熱量，隨著負載電流的增大，溫度就會逐漸升高。非正常運行時電纜發熱快于散熱，此時如不能找到原因并排除故障，就會產生絕緣熱擊穿現象;當電力電纜在運行過程中遭受過電壓、短路電流的沖擊，也會導致電力電纜擊穿。

3 防止電力電纜擊穿的措施

3.1 規范設計

設計階段應綜合考慮各方面因素，是保證電纜正常運行的首要條件。電纜截面設計，除了考慮線路計算電流、保護電器配合、線路壓降的要求外，必須進行熱穩定校驗。電纜載流量設計應綜合考慮工作溫度、敷設環境溫度、敷設方式等。配電線路應設計保護，在過負荷電流引起的導體溫升對電力電纜絕緣造成損害之前的斷開。電纜路徑設計應盡可能避免機械損傷、化學腐蝕、熱影響、鼠害等。

3.2 嚴格出廠前檢驗

項目在采購電力電纜前應對生產廠家進行源地評審，對其資質、能力進行審核。到貨驗收時進行外觀檢查，核對合格證、質量保證書等證明材料，核查型式試驗報告中電性能、絕緣機械性能、護套機械性能等的試驗條件及結論。

3.3 規范施工過程，避免電纜損傷

電纜敷設時嚴禁生拉硬拽，嚴禁在地面上拖拽，保證電纜彎曲半徑，確保電纜不被劃傷磨傷。電纜綁扎應按照規范要求，綁扎固定牢固，尤其是單芯電力電纜的綁扎應按照品字形。同時考慮到電力電纜在運行狀態下存在熱脹冷縮，產生機械應力，應考慮采用蛇形敷設，避免電纜由此受到機械損傷。

3.4 嚴格預防性試驗

施工現場在進行電纜敷設前后，應嚴格按照DL/T 596 預規中的要求最好全項目試驗，并盡量創造條件，采用交流耐壓試驗。按照《GB 50150電氣裝置安裝工程 電氣設備交接試驗標準》泄漏電流測量時，電纜的泄漏電流很不穩定、泄漏電流隨試驗電壓升高急劇上升、泄漏電流隨試驗時間延長有上升現象時應找出缺陷部位，并及時處理。

3.5 規范電力電纜運行與維護，避免老化和損壞

電氣操作應嚴格執行工作票制度，并定期地對電纜運行環境進行檢查，防止電纜溝內積水，使電纜不受到機械震動、化學腐蝕、地下電流、熱影響、鼠害等損傷。加強對電力電纜的日常檢查維護工作，定期測量電纜的接地電流;加強對電纜電流監測、溫度和環境的檢查，避免電纜長期處于超負荷運行，發現超負荷運行情況查找故障并排除，記錄檢查結果，保證電力電纜正常運行。

結語

總之，電力電纜的安全運行是電力系統的安全穩定運行的保障，電力電纜設計、生產制造、現場施工、生產運行都會導致電力電纜絕緣被擊穿，對電纜系統穩定、安全造成嚴重影響。必須在設計、生產制造、現場施工、調試運行階段予以足夠重視，通過采取有效措施并嚴格各環節質量控制，才能切實預防、避免電力電纜絕緣擊穿甚至爆炸問題發生，確保電力系統安全穩定運行。

參考文獻：

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