高压电缆接地故障的分析

冯建民

（内蒙古兰太实业股份有限公司，内蒙古自治区 阿拉善盟 750336）

高压电缆接地故障的分析

冯建民

（内蒙古兰太实业股份有限公司，内蒙古自治区 阿拉善盟 750336）

通过一起高压电缆接地事故，分析了电缆事故形成的原因。其中，包括电缆施工要求以及电缆运行中的各种电老化现象，并通过工作经验对各种环节都予以考虑。

高压电缆；电老化；高阻接地；绝缘

1 事故经过

2014年3月，内蒙古兰太实业股份有限公司氯酸钠分厂373线路发生接地事故。该线路由公司220 kV变电站出线，前500 m线路是电缆，电缆由220 kV变电所高压室下面电缆沟敷设，出电缆沟后埋地敷设，在院墙外上架空线，架空线再到分公司院墙外，再由电缆接架空线到氯酸钠高压室。晚上十一点左右220 kV变电所发现373线路有单相接地故障。

维护人员进行分段排查故障。先上氯酸钠院墙外架空线铁塔拆开故障相电缆，检查氯酸钠高压室到院外架空线电缆没有问题；然后到220 kW变电所院墙外断开架空线故障相电缆，检查架空线没有问题。分析问题就可能在220 kV变电所出线到院外架空线这段电缆上。这段电缆先经过220 kV变电所电缆沟大约30 m后改为埋地敷设，在220 kV变电所南墙外上架空线，电缆是单芯电缆，型号26/35-YJLV22-500。电气人员测电缆绝缘在500 kΩ以上，为高阻接地。电气人员在电缆沟内检查后没有发现有明显的故障点，只能借助电缆故障测试仪判断故障点。仪器接好后试验人员沿电缆走向探测，最终发现故障点在电缆刚出电缆沟的地方，有明显的放电痕迹。仔细观察电缆沟出口的时候发现在电缆故障点下方是混凝土结构，当时可能敷设电缆的时候电缆沟出口结构影响到电缆的敷设，电缆沟出口有砸过的痕迹，有部分钢筋裸露出来，故障点正好在裸露钢筋尖锐点上面。电缆敷设时间是2009年，估计施工人员在施工时没有遵守有关规定要求，存在野蛮施工现象，电缆直接放到裸露钢筋上，没有采取防护措施。再加上施工人员可能电缆上来回踩踏，造成电缆外保护层与钢筋突出尖锐部分接触点在外力作用下受到损伤。

2 电缆故障分析

电缆在使用一定年限后，绝缘性能都存在一定程度的劣化，这被称为“绝缘老化”。绝缘材料的老化原因是多样性、复杂的，最具代表性的有：机械老化、热老化、电压老化等。绝缘材料的老化主要表现为绝缘电阻下降、介质损耗增大等，随着老化程度的增加，在显微镜下观察可以发现有树枝状结构存在。

（1）绝缘材料老化。绝缘材料机械老化指在生产，安装及运行过程中受到各种机械应力的作用下发生的老化。这种老化主要是绝缘材料在机械应力下产生微观的缺陷，这些微小的缺陷随着时间的增加和机械应力的持续作用慢慢恶化，形成微小的裂缝并逐渐扩大，直至引起局部放电等破坏绝缘的现象；热老化指的是绝缘材料绝缘介质的化学结构在热量的作用下发生化学变化，使得绝缘性能下降的现象。一般情况下，热老化的速度随着环境温度的升高而加快。用于绝缘的高分子有机材料在热的长期作用下发生热降解，主要是氧化反应；电老化是指在电场的长期作用下，电气设备绝缘材料发生的老化。电老化机理复杂，包含因为绝缘击穿产生的放电引起的一系列物理和化学效应。

（2）施工损伤。单芯电缆的线芯和金属屏蔽层的关系，可以看做是变压器的初级绕组。当单芯电缆的线芯通过电流时就会有磁力线铰链金属屏蔽层，使其两端出现感应电压。感应电压的大小和电缆的长度和流过的电流成正比。在线路发生短路故障或操作过电压冲击时，屏蔽层上就会形成很高的电压。这次发生事故的电缆屏蔽层和金属铠装保护层都是和大地连通的。通过现场查看，发现电缆在施工过程中就因为施工不规范使电缆的外保护层受到一定的损坏。北方的四季气温变化大，电缆在使用过程中随温度的变化会发生一定程度的热胀冷缩，由于故障电缆敷设在尖锐的钢筋上，经历多年的热胀冷缩电缆的外保护层彻底被磨穿后就和电缆沟结构内部钢筋网联通，这样电缆的金属铠装保护层就多了1个接地点，在金属屏蔽层和金属铠装层之间形成回路。在电缆运行过程中就会在金属层之间形成环流，如果环流大的话就会产生一定的热量。再加上电缆本身通过电流就很大，造成电缆本体温度比较高。随着时间的推移电缆受到的损伤越来越大，绝缘水平也会逐渐下降。再加上电缆受到损伤的地方在电缆出了电缆沟的地方，碰上下雨天会使电缆浸在水中，在有水的情况下，运行电缆老化程度会进一步加快。机械老化、热老化、电压老化已经水的作用，会使电缆的绝缘最终经受不了电压的作业而击穿放电。

3 电缆故障防范措施

虽然电缆在使用过程中会逐渐老化，但如果在施工的过程中不严格按照要求施工，造成电缆机械损伤就会加快电缆的老化过程，在各种因素的综合作用下，会大大缩短电缆的使用寿命。所以在施工过程中首先要选择合格产品，在产品质量上保证电缆的使用寿命；二是要根据电缆不同的敷设方式和长度，设计好整条线路的接地方式，在技术上保证电缆的使用寿命；三是要在施工过程中严格管理，按照正确的施工方式进行施工，在措施上保证电缆的使用寿命。通过以上措施保证工程的质量，减少隐患的发生。

Analysis ofhigh voltage cable grounding fault

FENG Jian-min

（Inner Mongolia LantaiIndustrialCo.,Ltd.,Alxa League 750336，China）

Through a high voltage cable grounding accident，cable from every Angle analysis the causes of the formation ofthe accident.Including cable construction requirements and cable run in various electrical aging phenomenon，and by his own experience ofvarious links allgive consideration.

high voltage cable；electricalaging；high resistance grounding and insulation

TQ083+.1

B

1009－1785(2017)08-0046-02

2017-03-10