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预制型电缆附件绝缘故障及局部放电的产生
点击次数:666 发布时间:2018-07-16

电力电缆是构成电力系统网络的重要组成部分之一。与以往的架空线路相比,直埋式电缆具有供电可靠性高,布线不受地面、空间建筑物的影响,有利于美化城市和优化厂矿布局等诸多优点而得到广泛的应用。XLPE电缆以其优越的电气性能,良好的热、机械性能和敷设安装方便等特点广泛应用于电力系统各个电压等级的输电线路和配电网中,并不断向高压、超高压领域发展。据不完全统计,已投入运行的110kV及以上的高压电缆线路已经超过1000km,zui高电压等级已达500kV。

 

虽然XLPE电力电缆有优越的电气性能,但受外界环境因素和人为因素影响较大,运行故障和潜伏性故障也屡见不鲜。据全国2001年主要城市电力电缆抢修记录、事故现场照片和故障电缆封样等材料分析,导致电力电缆运行故障的原因可划分为外力破坏、电缆附件制造质量、电缆敷设安装质量和电缆本体制造质量四大类型,各自所占比重分别为58%,27%,12%和3%。从这些统计数据看出,除外力破坏引发的故障,附件故障占总运行故障概率高达39,因此,电缆附件已成为电力电缆绝缘的薄弱环节和运行故障的典型部位。其次,随着电压等级的增高,电缆附件的制作工艺变得复杂,绝缘要求提高,进而使得制作成本越来越高。因此高压电缆附件不仅仅是电力电缆运行的重要组成部分,而因其重要的运行地位被电力部门视为重要电力设备之一。

 

预制型电缆附件(包括中间接头和终端接头)故障的主要源于内部存在大量复合界面和电场应力集中现象,加之附件往往都是用户人工制作,制作工艺和人工经验决定了电缆附件的质量和寿命。在电缆附件制作过程中,内、外半导体屏蔽层和外金属屏蔽层被切断,造成屏蔽层切断处电位的等位面严重弯曲,外金属屏蔽层被切断处附近的电场过于集中,不仅有电缆的径向分量,还有轴向分量,沿电缆接头长度方向的电场不均匀,特别是中、高压以上的电缆终端头和中间接头,内、外半导体屏蔽层和外金属屏蔽层切断处电场强度集中现象为严重、易突变;同时,电缆附件都是在现场人工制作安装,其绝缘品质往往低于工厂制作的电缆本体,加上敷设电缆附件的污染、机械或压力强度不够、电场裕度考虑不合理以及材料自身问题都可能使得电缆附件绝缘存在着诸多缺陷或薄弱环节,这些缺陷和薄弱环节在电场集中的高场强部位尤其易引发局部放电。随着放电部位的绝缘介质被分解,就会产生具有导电性的碳粒痕迹,这种现象逐步发展扩大,从材料不连续界面引发出来,形成放电通道,进而引起电场更加畸变,终会导致电缆附件的绝缘介质电击穿、崩烧;且当附件进潮时更容易发生复合介质沿面放电,其中因多层固体复合介质沿面放电原因导致接头击穿故障约占电缆附件故障总数的97%以上。

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