电力电缆故障及预控措施

电缆接入建设是城市现代化的发展方向。随着电缆线路和运行寿命的增加，电缆故障逐渐增加，电缆本体、电缆附件、电缆附件设备等故障也显著增加。根据作者多年的运行和维护实践，电缆故障主要集中在绝缘、附件和外部保护层。

1.分析绝缘故障原因

1、绝缘故障

电缆绝缘老化主要发生在投入运行的后期，一般发生在运行15年以上的电缆线路上，导致电缆故障率大幅上升。绝缘老化主要分为树枝老化、电热老化和绝缘材料老化。电缆绝缘介质的内部间隙在电场作用下游离，降低绝缘强度。

过热会加速绝缘老化和恶化。电缆绝缘内部间隙产生的电游离会导致局部过热，碳化绝缘材料，降低绝缘强度。电缆过载是电缆过热的一个重要因素。安装在电缆密集区、电缆沟、电缆隧道等通风不良场所的电缆、电缆路径与热管并行或交叉，无有效的保温措施，会使电缆过热，加速绝缘层损坏。

电缆绝缘在电和热的作用下长期运行，其物理性能发生变化，导致绝缘强度降低或介质损耗增加，最终导致绝缘崩溃和老化故障。绝缘老化的主要原因是：

(1)电缆选型不当，导致电缆长期在过电压下工作；

(2)电缆线路周围靠近热源，使电缆局部或整个电缆线路长期加热，过早老化；

(3)电缆在与绝缘发生不良化学反应的环境中过早老化；

(4)多根电缆平行运行时，其中一根或多根接触不良，导致其他平行电缆过载运行；

(5)制作电缆附件时，电缆连接管压接不牢固，导致接触电阻增大，过热。

2、附件问题

电缆中间接头和终端通常由安装人员在敷设现场完成，如果不注意，很容易出现错误。电缆附件故障占电缆线路故障的主要部分，其宏观主要表现为复合界面放电和附件材料老化。电缆附件故障往往是由于生产过程不良和人员粗心大意造成的。在生产过程中，附件内存在气泡、水、杂质等缺陷，导致局部放电和绝缘故障，主要体现在：

(1)电缆中间接头和终端头的生产质量不高

（a）剥离外半导层时，损坏下绝缘或绝缘表面有半颗粒、灰尘等杂质，或半导层去除距离短，爬电距离不够。试验或投入运行后，杂质在强电场作用下游离，产生电树枝。

（b）在生产过程中，金属连接管压接质量差，导致接头接触电阻过大或热收缩过大，导致绝缘碳化，导致绝缘层老化和穿透，导致电缆接地或短路故障，并可能损坏附近的其他电缆。

（c）电缆接头工艺不规范，密封不规范，使绝缘内部受到水分和水分的侵入，导致中间接头绝缘受潮和恶化。严重情况下，电缆主绝缘大面积进水，导致主绝缘整体受潮，最终导致电缆故障。

（d）导体连接管处理工艺较差。导体连接管压接模具选择不合理，棱角抛光不均匀，特别是在压接模具边缘，局部尖角、毛刺、突出，容易导致电场不均匀，运行局部放电，使绝缘老化，绝缘性能下降，突破故障。

（e）安装尺寸错误，应力管安装位置过低或应力锥与半道层断口无效连接，导致电缆半导电断口应力疏散不可靠。在试验或长期运行中，断口产生严重的电晕放电，导致绝缘过热，最终导致断裂。

（f）电缆金属屏蔽层接地线连接不可靠，不符合接地电阻要求，导致接地电阻过大。当电缆受到过电压时，金属屏蔽层会产生较高的感应过电压，导致绝缘部分老化和穿透。

（2）由于负荷和环境因素的变化，特别是热收缩附件不能随弹性变形而失去密封效果，在附件与电缆绝缘层之间形成呼吸效应，将大气中的水分和水分带入附件，导致电缆附件内部短路故障。冷收缩附件质量低、收缩力降低或密封缺陷，会导致外部水侵入，最终导致电缆故障。

（3）在制造电缆头时，由于环境水分和湿度高，没有采取可靠的除湿和防潮措施。电缆绝缘局部潮湿，绝缘性能下降，在运行过程中发展道，导致电缆故障。

3、外护层问题

电缆在中高压电网中的应用越来越广泛。电力电缆外保护层是保护电缆的首道防线，其完整性直接关系到内部结构的安全性和电缆的使用寿命。电缆外保护层故障有三个主要原因:

（1）电缆周围的硬损坏或外力损坏。直埋电缆直接接触外保护层，特别是在车辆路段，路面振动长时间，硬尖可能穿透外保护层，造成内部结构损坏，加上电缆负荷变化，电缆本身热膨胀冷收缩，损坏部位电场分布不均匀，最终导致绝缘层损坏水敷设时，排水连接台阶或内壁不光滑，电缆路径周围机械施工或顶管操作损坏外保护层。

(2)施工过程中遗漏的缺陷和隐患。电缆敷设施工过程中，排管内外护层拉伤开裂，人员无法及时发现；110kV运行一段时间后，上述电缆弯曲部位开裂，外保护层绝缘减少，金属护套多点接地，环流增大，最终导致绝缘加热老化。

(3)白蚁腐蚀。一旦发现白蚁腐蚀部位，电缆线路上往往会有很多腐蚀部位，要引起足够的重视。北方电网对白蚁腐蚀的危害相对较少。

二、采取措施防止电缆故障

从绝缘、附件和外保护层故障原因分析可以看出，电缆线路工程是一个系统工程。只有从设计、施工、运行维护等方面管理整个过程，才能很大限度地保证其安全运行。

（1）从设计开始，充分了解电缆使用的接地系统，选择符合其电压等级的电缆，避免电缆在长期过电压下工作。外保护层的选择应满足使用环境和使用寿命的要求。同时，当电缆保护层保护器的选择应满足相对接地时，保护器可靠地通过接地电流而不损坏。

（2）电缆路径的选择应避免过热、腐蚀、外部损坏等外部环境的影响，也应避免电缆敷设过于集中，导致热量不能及时扩散，导致过热的内部因素。此外，不建议在同一路径的管道内敷设双回路电缆路径，以防止损坏，造成大面积停电事故。

（3）加强电缆和电缆附件选型、厂家监造、到货验收等工作，确保电缆和电缆附件质量水平。在现场验货时，应有生产厂家、施工方、监理方和项目主管部门等多方在场，按照装箱清单逐一点验，对发现问题及时记录并提出整改建议，经多方签字认可。对容易受潮部件，检验完毕后，应及时进行密封处理，防止受潮影响正常使用。

（4）加强人员培训，对缆头生产人员进行必要的业务资质和技术评估，并持证上岗。保质期内连续两次故障的，取消缆头生产资格，重新培训考核合格后方可重新上岗。

（5）加强电缆工程各环节隐蔽工程和中间环节的验收，严格控制质量验收，完全纠正土建、电气等工程验收中发现的缺陷和隐患，做好记录，必要时留下照片、电影、电视等材料。

（6）利用外护套环流在线监测技术、在线光纤温度测量技术、在线局部放电检测技术等成熟的在线监测技术，加强对电缆的实时在线运行监测，提前发现隐藏缺陷，避免停电事故。

三、结语

电缆线路的安全运行直接关系到整个电网的安全运行和系统的稳定性。只有加强电缆生产、运输、敷设、安装、试验、检验、检验等方面的质量控制和验收控制，才能绝大限度地减少电缆故障，保证电缆线路的长期安全运行。

更多电缆咨询请关注华中电缆厂官网。