一种容易被误判的XLPE电缆附件故障机理
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XLPE电缆局部放电机理分析及检测方法研究的开题报告题目:XLPE电缆局部放电机理分析及检测方法研究一、研究背景随着现代电力工业的发展,XLPE电缆已逐渐取代传统的PVC电缆,成为电力输配送系统的重要组成部分。
然而,长时间运行后的XLPE电缆可能存在局部放电现象,若不及时检测和处理,会引起电缆绝缘老化,导致电力设备故障和安全事故的发生。
因此,研究XLPE电缆局部放电机理及其检测方法,对于电力行业的安全稳定运行具有重要意义。
二、研究目的本文旨在研究XLPE电缆局部放电机理,明确主要局部放电来源及分布规律,进而探求适用性和可行性强的电气检测方法,为电力工业提供科学的检测技术支持和服务。
三、研究内容1. XLPE电缆局部放电机理分析通过对XLPE电缆局部放电机理的理论分析,探究其主要放电机理和局部放电形态特征,进而阐明和归纳主要局部放电来源及分布规律。
2. 局部放电检测方法研究通过对XLPE电缆局部放电检测技术的现状分析,综合运用多种电气检测方法,如高频电流法、无损测量技术、超声波检测技术等,开发一种适用性和可行性强的综合检测方法,实现局部放电的有效检测和诊断。
3. 实验验证和应用研究结合实际生产中产生的电缆故障情况,设计相应实验方案,进行实验验证,评估检测方法的准确性和实用性,并针对不同的电缆故障情况开展应用研究。
四、预期成果1. 对XLPE电缆局部放电机理的深入理解。
2. 开发一种适用性和可行性强的综合检测方法,实现局部放电的有效检测和诊断。
3. 对于电力工业提供科学的检测技术支持和服务。
五、研究方法本文采用文献研究法、实验研究法和理论研究法相结合,对XLPE电缆局部放电机理及其检测方法进行深入研究和分析。
六、研究进度安排第一年:对XLPE电缆局部放电机理进行文献调研和理论分析。
第二年:开发一种适用性和可行性强的综合检测方法,实现局部放电的有效检测和诊断。
第三年:对所开发的检测方法进行实验验证和应用研究。
XLPE绝缘电缆局部放电原因分析摘要:本文简要介绍了XLPE绝缘电缆局部放电采用行波法的定位方法,及相关产生局部放电的实例分析。
关键词:XLPE绝缘电缆局部放电定位引言:由于目前国内电缆生产工艺、原材料及质量控制方面都可能存在一定的问题,生产的XLPE绝缘电缆产品在生产过程中仍会出现缺陷。
传统的处理方法为分段切割,既费时又费力,损失大。
因此,有必要采用一种既简单又实用的定位方法,准确找出电缆的故障点。
针对故障点原因,对生产过程加以控制和改进,提高产品质量。
行波定位方法:电缆中的局部放电均出现在第一和第三象限,每次放电时间约持续十几纳秒。
由于采样线路的积分和整行,最后在示波器上得到的每个脉冲的持续时间约为100ns左右。
放电脉冲在电缆中是以电磁波动的速度传输的,每个微秒约运行160~170米。
我们利用电缆故障点的一次放电,采用行波法就可以定出故障点的位置,其简单原理如下:如图所示,有一根长为L的电缆,我们称测量端为近端,相应电缆的另一端为远端。
假定在距离远端X的地方有一个放电点,此放电点将向电缆的两端同时发出两个脉冲,我们称之为脉冲1和2。
当2号脉冲到达远端时,1号脉冲到达距离远端2X的地方,然后2号脉冲在远端发生反射,与1号脉冲相差2X的距离共同向近端(测量端)运行。
在定位示波器上,首先接收到1号脉冲的信号,经过2X/υ的时间后,2号脉冲也被接收到。
当1号脉冲到达近端后发生反射,我们称之为3号脉冲,3号脉冲又在电缆上运行了两倍电缆长度(2L)后又回到近端,被定位示波器再次接收到。
依次类推,在定位示波器上将得到一系列的波形,我们利用前三个波形的时间差之比,就可得到故障点距离远端的距离,设定1号脉冲到达近端被示波器测到时间为T1,2号为T2,3号为T3,则X为X=〔(T2-T1)/(T3-T1)〕L下面结合自己在工作中对所遇到的一些问题的处理经验,希望能和大家相互交流,共同学习。
根据电缆放电现象可分为:1、电缆故障点放电(中间放电、端头放电);2、电缆油终端放电(绝缘油放电、油杯底部顶针与导体接触不良放电)。
电力电子 • Power Electronics236 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering 【关键词】交联聚乙烯(XLPE) 射频阻抗 老化定位 趋势分析 交联聚乙烯(XL[PE )电缆已经成为城市输配电的主要电力设备,随着电缆网络的不断扩容,针对电缆的运维工作也不断加大,电缆的老化现象逐渐表现出来,针对老化的测试逐渐受到重视。
但目前电缆绝缘相关测试的内容不多,主要包括绝缘电阻、耐受电压、泄露电流、介质损耗、极化电流,其中10kV 配网电缆主要开展绝缘电阻测试,针对老化并没有广泛开展相关测试工作。
但随着城市电网规模的扩大,电缆故障的测试和处理已经不能满足状态检修的技术发展,其中电缆的老化现象逐渐凸显出来,针对老化测试的相关讨论逐渐受到重视,这包括整体老化的测试、局部老化的测试和定位、老化评估对城市配电网升级改造的作用等。
1 电缆故障与老化的区别电缆故障检测和处理是当前电缆检修过程中投入精力最高的工作之一,长久以来电缆故障处理都是发生击穿事故后进行查找和处理,而电缆铺设完成后,主要做耐受电压测试、泄漏电流或简单的做绝缘电阻测试,因此老化的概念在中低压电缆检修过程中是相对陌生的。
实际上老化与故障在很多情况下是关联的,老化可简单描述为整体或局部发生介电常数变化,其发生的原因主要有:施工铺设时留XLPE 电缆的故障、整体老化和局部老化测试技术文/宁粉功 王泽朗 白雪 陆大雄下的隐患、中间接头制作工艺缺陷、运行环境等。
老化一般是运行过程中,环境温湿度、电气、机械、化学因素综合的结果,直接导致某段电缆的介电参数发生改变、损耗增加、绝缘电阻降低等。
2 电缆老化测试的主要现状老化现象可通过局部放电测试,介质损耗测试,极化电流等反映出来。
其中局部放电在早期高阻类绝缘缺陷容易发现,随着缺陷严重程度增加,局部放电量值增大,但放电现象持续一定时间后,局放量和故障程度并不是线性关系,因老化程度加重后局部放电量还可能下降。
XLPE高压单芯电缆外护套的故障处理XLPE电缆以其优越的电气性能、良好的热性能和机械性能及便于敷设等优点得到了广泛的应用。
而我局所维护站内的电缆用量及电压等级也在逐年增加,因此电力电缆的安全稳定运行关系着其他变电设备及电网的安全稳定运行。
一、单芯电缆外护套故障危害及原因单芯电缆的导体与金属金属铠甲层的关系,可以看作是一个变压器的初级绕组与次级绕组。
当电缆导体通过交流电流时,其周围产生的一部分磁力线与金属金属铠甲层交链,使金属金属铠甲层产生感应电压,其感应电压的大小与导体中的电流大小、电缆的排列和电缆长度有关。
从单芯电缆的结构可看出,如图1,外护套是防止水分进入主绝缘的第一道关。
而外护套一旦破损,一方面会使电缆金属套(或金属屏蔽层)形成两点接地回路,在单芯电缆通流时产生环流,从而使电缆金属套发热,降低电缆输送容量,影响电缆的安全稳定运行;另一方面由于破损处空气及水分的侵入,会加速电缆金属套腐蚀,而腐蚀处产生的电场集中,易于产生局部放电和引发电树枝,造成电缆安全运行的重大隐患。
图1 高压单芯电缆截面图二、XLPE单芯电缆外护套故障的发现及处理1、电缆故障的发现该XLPE单芯电缆为融冰电缆,电缆型号为YJV62 ,额定电压为8.7/10kV,截面为1X500mm2,总长度为48m,制造厂家为江苏长峰。
该电缆一端处于室外,屏蔽层外引接地,另一端处于阀厅内,屏蔽层未外引接地,电缆的绝大部分是敷设在电缆沟中的,自2008年安装后一直未运行。
2011年10月20日,变电检修中心电气试验一班在对融冰间隔进行例行试验时,发现该电缆的屏蔽层(金属铠甲层)绝缘电阻仅为53k?%R(测量时采用1000V 电子式兆欧表)。
用万用表测量其绝缘电阻时,调换表笔重复测量,调换前后的绝缘电阻值有明显差异。
之后用直流发生器装置试加直流电压至2kV时,直流发生器装置过电流保护自动跳闸。
根据我国电力行业标准《输变电设备状态检修试验规程》(Q/GDW 168-2008)中5.15.1.5条规定,电力电缆外护套及内衬层绝缘电阻采用1000V绝缘电阻表测量。
交联聚乙烯(X LPE)电缆水树枝老化机理及试验方法(255410)齐鲁石化公司热电厂 王亓昌摘 要 交联聚乙烯(X LPE )电缆因有种种优点,已被广泛应用;但这种电缆的绝缘层在潮湿和电场同时作用下会产生水树枝老化,甚至可发展到绝缘击穿故障,影响正常供用电。
为了能及早采取措施,防止此类故障,了解水树枝的形成机理和导致绝缘击穿的过程,在此基础上进行有效的预防性试验势在必行。
关键词 交联聚乙烯电缆 水树枝 在线诊断装置框图1 X LPE 电缆水树枝老化的机理X LPE 电缆因有绝缘性能好、能抗酸碱、允许工作温度高(90℃)等优点而日益被广泛采用,但在潮湿和电场作用下会产生水树枝老化。
这个问题从70年代起国际上即进行了非常广泛深入的试验研究,取得了很好的成果。
1.1 X LPE 电缆的水树枝老化现象主要可归纳为以下几点:(1)同时存在水和电场时才会发生水树枝,即使在较低的电场下也会发生水树枝;(2)水树枝是直径在0.1到几个μm 的充满水的气隙集合;(3)绝缘中存在的杂质、气孔以及绝缘表面内外半导体层的不均匀处形成的局部高电场部位是发生水树枝的起点;(4)在交流电场下比在直流电场下容易产生水树枝,交流电频率越高,发展速度越快;(5)温度高时容易发生水树枝。
1.2 水树枝的类型按水树枝产生的起点可分成以下三种类型:(1)内导型水树枝是以电缆内半导体包带作为起点的水树枝。
当内半导体层是挤出结构的情况下,在半导体带边缘或有毛刺等的结构不均匀部分容易产生水树枝。
(2)蝴蝶型水树枝是以绝缘中的杂质和气隙作为起点的一种水树枝。
(3)外导型水树枝是以电缆中的外部半导体层作为起点的一种水树枝。
1.3 水树枝产生的机理水树枝的形成可以用以下框图来表示。
水树枝产生的第一阶段是在绝缘体中不规整部位(如在绝缘Π半导电层表面)的水产生局部凝缩;在电缆制造过程中和从外部环境侵入的少量水在绝缘物中是均匀分布的,但水分子在电场作用下因极化而产生极化迁移,被不规整部位所吸引,逐渐积累产生水气的局部过饱和状态。
XLPE电力电缆检测技术的探讨[摘要]用XLPE电力电缆试品的工频、0.1Hz超低频和振荡波电压试验和局部放电检测法试验,探讨能够有效发现、判别XLPE电力电缆运行故障隐患的试验方法。
[关键词]电力电缆检测局部放电1.XLPE电力电缆检测现状XLPE电力电缆的检测方法主要采用定期测量其绝缘电阻、泄漏电流、介质损耗以及耐压试验。
这些试验方法虽然在一定程度上能发现电力电缆的缺陷,避免了许多事故的发生,但是其局限性是很明显的,试验合格的设备投入生产后不久就出现事故的情况也时常出现,甚至经过耐压试验的电缆在投运几个小时后就能发生击穿事故。
交流耐压试验可以避免上述缺陷,能对电缆的绝缘能力进行严格的考验。
2.工频电压、振荡波电压和超低频电压试验缺陷类型见表1。
实验结果见表2。
表1 缺陷类型表2 实验结果事实上,要真正发现绝缘的潜在老化缺陷,局部放电的检测是最有效的手段。
3.局部放电检测试验3.1实验原理局部放电检测法不但能检测出缺陷处发生的局部放电,并可测出缺陷的具体部位,但是,由于局部放电信号很微弱,而干扰信号又比较多,有的干扰信号甚至比局部信号还强,检测时需要对干扰信号进行有效处理。
本文采用脉冲电流传感器感应局部放电信号,配合前置滤波放大电路去除干扰,试验原理如图1。
图中:R 为限流电阻,Ck为耦合电容、Cx为实验电缆,D为脉冲电流传感器。
实验中使用示波器及时观察局放信号,以便控制实验电压。
3.2模型的设计根据运行中XLPE电力电缆可能出现的缺陷,本文采用长度为5m的10KVXLPE 电力电缆为试品,设计制作了5种典型的含有局部缺陷的电缆头,分别是电缆绝缘局部损伤的电缆头、电缆线芯有毛刺的电缆头、电缆绝缘含气隙(泡)的电缆头、受潮以及含水树的电缆头。
为了对比非故障电缆和有故障电缆在试验电压下的脉冲电流信号,还设计了一种绝缘完好的电缆头。
制作的电缆头结构如图2。
电缆受潮缺陷采用水浸泡方法产生,图中未表示。
220kV XLPE电缆事故原因分析马卫平1敖明1王朔1张书东2王树声2(1.吉林省电力科学研究院; 2.吉林省电力公司)摘要详细地介绍了一起由高压 XLPE电缆故障引发电缆着火事故。
通过对事故调查分析指出:由于该电缆在制造、安装、验收、运行等方面均存在各种不同问题,最后导致电缆故障发生。
在分析了事故原因基础上,提出了防止类似事故再次发生的建议。
1前言某供电公司的电缆隧道中需敷设220kV XLPE 电缆6回,66kV XLPE 电缆3回,通信光缆1回,共10个回路。
这些电缆分别在2005年11月至2006年02月期间投入系统运行。
2006年4月6日17时24 分,220kV春东乙线电缆发生C相接地故障,一次变电所侧故障电流:IA=560A、IB=110A、IC=19390A、3I。
= 19870A ;双套分相差动保护、接地距离一段动作;故障后60mS开关三相跳闸;1160mS后重合闸动作,开关重合;重合后的故障电流:IA=30A、IB=10A、IC=17760A、3I。
= 17800A 。
60mS后双套后加速保护动作,开关再次三相跳闸;故障电缆另一侧故障电流:IA=480A、IB=150A、IC=3160A、3I。
= 2710A ,双套分相差动保护动作,故障后50mS开关三相跳闸。
故障点流过的最大接地电流为故障电缆两侧接地电流之和即: ∑3I。
= 22580A 。
17时44分,值班人员发现电缆隧道220kV线路出口、66kV线路出口以及电缆隧道5号检修口冒烟,判断电缆故障着火,5号检修入口见图一。
17时50分有关人员到达现场确认电缆隧道内电缆故障着火并且马上通知了119消防人员。
19时隧道中电缆全部停电。
21时50分在消防人员的大力帮助下,扑灭了电缆隧道内的大火。
图1电缆隧道5号检修入口图2电缆隧道损坏情况2电缆隧道及隧道内电缆烧损情况.2.1电缆隧道损坏情况电缆起火造成电缆隧道的严重损坏。
隧道侧壁和顶板混凝土剥落,损坏范围距5号检修入口东约30米、西约20米,总长度约50米。
XLPE电力电缆局部放电信号识别法及其关键技术
XLPE电力电缆局部放电信号识别法是一种有效的监测和预警
技术,可以检测电力电缆中发生的局部放电现象。
本文旨在研究XLPE电力电缆局部放电信号识别法及其关键技术。
首先,介绍XLPE电力电缆局部放电信号识别法的基本原理和原理图。
XLPE电力电缆局部放电信号识别法基于动态波形特
征分析,从电缆中的电流或位移信号中提取局部放电特征,并进行模式识别和识别,以实现局部放电故障的快速识别。
原理图如下:
其次,分析XLPE电力电缆局部放电信号识别法的关键技术。
关键技术包括局部放电特征提取技术、局部放电特征分析技术、局部放电模式识别技术以及局部放电识别技术。
以高斯核函数作为局部放电特征提取的滤波器,并使用傅里叶分析法来提取信号的频谱特征,局部放电特征分析技术可以有效地分析局部放电及其特征,实现局部放电模式识别。
局部放电识别技术采用基于K近邻算法的识别方法,可以精准地识别出局部放电
现象。
最后,总结XLPE电力电缆局部放电信号识别法及其关键技术的研究成果。
XLPE电力电缆局部放电信号识别法及其关键技
术的研究成果表明,XLPE电力电缆局部放电信号的提取、分
析和识别技术已经取得了重大成果,它可以有效地监控和预警局部放电现象,为及时维护电力系统提供可靠保障。
综上所述,考虑XLPE电力电缆局部放电信号识别法及其关键
技术的研发具有重要的意义,局部放电的早期发现和识别将大大提高电力系统的可靠性及安全性。
电缆故障产生的原因
1. 机械损伤:很多故障是由于电缆安装时不小心造成的机械损伤或安装后靠近电缆施工造成的机械损伤引起的。
如果损伤轻微,在几个月甚至几年后损伤的部位才发展到绝缘破坏。
导致损伤部位崩溃形成故障。
2. 电缆外皮的电腐蚀:如果电力电缆埋设在强力电场的地面下(如大型行车、电力机车轨道附近),往往出现电缆外皮铅包腐蚀致穿的现象,导致潮气侵入,绝缘破坏。
3. 化学腐蚀:电缆埋设在有酸碱作业的地区或有苯蒸气的煤气站附近,往往造成电缆铠装和铅包大面积长距离被腐蚀。
4. 地面下沉:此现象往往发生在电缆穿越公路、铁路及高大建筑物时,由于地面的下沉而使电缆垂直受力形变,导致电缆铠装、铅包破裂甚至折断而造成各种类型的故障。
5. 电缆绝缘物的流失:电缆敷设时地沟凸凹不平,或处在电杆上的户外头,由于电缆的起伏、高低落差悬殊,高处的电缆绝缘油流向低处而使高处电缆绝缘性下降导致故障发生。
6. 长期过负荷运行:由于过荷运行,电缆的温度会随之升高,尤其在炎热的夏季,电缆的温升常常导致电缆薄弱处和对接头处首先被击穿。
在夏季,电缆故障率高原因正在于此。
7. 震动破裂:铁路轨道下运行的电缆,由于剧列的震动导致电缆外皮产生弹性疲劳而破裂,形成故障。
8. 拙劣的工艺、拙劣的接头和不按技术要求敷设电缆往往都是形成电缆故障的重要原因。
9. 在潮湿的气候条件下做接头,使接头封装物内混入水蒸气,经过一段时间后往往形成闪络性故障。
2016年第6期No. 6 2016电线电缆Electric Wire & Cable 2016年12月Dec.,2016一种容易被误判的XLPE电缆附件故障机理边航S王金锋\ 杨大渭S乔文玮2,李高峰3,郑晓泉3(1.国网陕西省电力公司,陕西西安710048; 2.江苏华能电缆股份公司,江苏高邮225600;3.西安交通大学,陕西西安710049)摘要:附件击穿或爆炸是一种最常见的XLPE电缆故障,常被判别为附件现场安装缺陷导致的问题。
通过对两起附件击穿事故分析发现,其根本原因是附件应力锥所使用的橡胶材料不合格或电缆使用环境与设计运行环境不一致。
另外,国产电缆绝缘外径不规范导致标准附件安装时与其匹配不好,这也是电缆附件的故障原因。
关键词:XLPE电缆;附件;橡胶;故障中图分类号:TM247.1文献标识码:A 文章编号:1672-6901 (2016)06-0030-04A Kind of Easy to be Misjudged Accessories Fault Mechanism of XLPE CableBIAN Hang1,WANG Jin-feng1,YANG Da-wei 1,Q IAO W en-wei2,LI Gao-feng3,ZHENG Xiao-quan3(1. Stade Grade of Shanxi Electric Power Company, Xi? an 710048 , China;2. Jiangsu Huaneng CableCo” Ltd.,Gaoyou 225600,China; 3. Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049,China) Abstract :Accessories explosion or insulation breakdown is one of the most common fault phenomenon of XLPE cable, the reason that caused this fault often be discriminate as on-site installation defects. It is found that, by analyzing one of accessories breakdown accident, the primary cause is that the elastic material which accessories stress corn used was unqualified or cable operation environment inconformity with the design environment. In addition, there is another reason that causes XLPE cable accessories fault, the domestic cable insulation diameter is not standard that certainly causes gaps between standard accessories and cable insulation.Key words:XLPE cable;accessories;elastic;fault〇引言由于城区架空线环境复杂多变,为保证城区输 配电安全,现代城市建设不允许城区出现35 k V及 以上的高压架空线,所以已有的高压架空线改为电 缆的“入地”工程正在各大城市旧城区改造项目中 迅速推行。
现代电力电缆运行网络正在急剧膨胀,电缆的安全运行已成为城市供用电可靠性的根本保 证。
不同于一般的高压电气设备,电缆系统敷设距 离长,不可见,敷设环境多变,特别是电缆附件需要 在现场安装或加工,易产生安装缺陷,加之还要承受 城市改建过程中的外力伤害,因此电缆系统故障已 经成为城市供用电最难监测、也最难处理的故障。
根据文献[1]和[2 ],电力设备中的绝缘弱点一 般不在于绝缘材料自身的电气绝缘强度,而在于真 实电气绝缘结构必然产生的两相界面和电场畸变位 置。
据文献[3],附件故障占电缆故障的31%,而沿收稿日期:2016-03-29作者简介:边航(1964 -),男,高级工程师.作者地址:陕西西安市柿园路218号[710048].面击穿就占了附件故障的97%。
特别是对于不同 绝缘材料构成的两相界面,一般会由三种原因引发 界面局部放电,一是两种材料介电性能的差异,必然 导致空间电荷在界面积累,使界面电场畸变;二是两 相界面结构不完善所产生的微小间隙,由于气体的 击穿强度远小于固体绝缘而引发局部击穿放电;三 是界面污染物或水分导致电场畸变引发局部放电。
对于高压X L P E电缆附件,在现场安装时可能 会形成如下界面缺陷(见图1)。
外半导电层外半导电层断面台阶缺陷绝缘表面刻痕图1附件安装时形成的绝缘缺陷(1) 外半导电层断面与绝缘外表面所形成的形结构,这是剥离外半导电层时没有按规范进行留 下的缺陷。
(2) 在剥离外半导电层时绝缘表面被划伤。
据仿真分析,假定半导电层厚度为1mm,剥离的断面 与绝缘层之间为绝对直角,割伤缺陷为宽0.5 mm,深1m m的楔形。
台阶缺陷的最高场强达到9. 16 kV/mm,而主绝缘割伤缺陷的最高电场强度达 到8.78 kV/mm,均远大于空气的平均击穿场强3 kV/mm,必然引发局部放电[4]。
的油隙,该处结构也成为典型的应力锥绝缘一螺旋 状油隙一电缆绝缘三层结构。
图和图2f显示,硅橡胶应力锥出现显而易见的材料老化痕迹,表明 硅橡胶材料老化收缩或弹力下降是导致终端应力锥 绝缘与电缆绝缘之间出现间隙的根本原因。
1.2案例2(3)附件与电缆尺寸配合不好形成的薄层气隙 及两相材料之间产生污染或水分等。
本文所描述的重点不在于上述显著绝缘缺陷,而在于一种隐性缺陷,即分析电缆运行5年之后的 附件故障归类及故障形成原因e1故障案例分析1.1案例12015年4月的某天下午15时许,西宁电力局 位于东海镇郊区的一处连接110 kV架空线路XLPE 电缆的瓷质充油电缆终端发生爆炸,图2为一组将 该电缆终端解剖后的分析照片6a)瓷套内的电缆 b)击穿后电缆绝缘c)绝缘表面爬电痕迹 d)绝缘表面灼烧痕迹e)乙丙橡胶应力锥内裂纹 f)乙丙橡胶外部裂纹图2电缆终端解_照片图2b显示,最终击穿位置出现在应力锥正下 方。
图2c和图2d为击穿期间沿绝缘表面的爬电与 电弧灼烧痕迹,显示放电途径为电缆芯导体至击穿 位置的绝缘表面,表明此时应力锥绝缘与电缆绝缘 之间存在显著间隙。
螺旋状放电痕迹足以证明该附 件在向右扭转套人电缆绝缘时形成的右螺旋状应力 或微间隙。
作为充油终端,该间隙此时成为事实上2014年6月26日,京博石化控股公司某电缆 沟道35 k V电缆接头爆炸。
由于没有见到已经被破 坏掉的接头损伤痕迹和解剖时的照片,仅依据所见 到的接头内侧结构照片分析如下(见图3)。
(1)假定图3b中的三根电缆由左至右分别为八、:6、(]相0由碳化和灼烧痕迹可见:A、C两相绝缘 表面碳化痕迹色泽近似,A相上部绝缘表面有显著 电弧环绕灼烧痕迹。
显示在电缆接头爆炸前,有较 长时间的沿面爬电出现,A相上部分首先出现大能 量拉弧,显示爆炸主要由A相沿面闪络造成大量高 压气体引发,十分巧合的是,该案例沿绝缘表面放 电路径几乎与案例1完全相同,也呈现右螺旋特征,这进一步证实了安装时形成的右螺旋应力对附件绝 缘老化的影响。
a)拉弧痕迹b)事故接头内部 c)非专业表面施工图3事故分析图(2) A、C两相裸露缆芯导体位置的端面和铜导 体表面碳化痕迹明显,显示沿绝缘表面爬电路径并 没有被导体接头上方的半导电橡胶层阻断,即爬电 路径直接由电缆外屏蔽层经由已被剥离外半导电层 的绝缘表面到达缆芯铜导体,而没有经由缆芯导体 上方的半导电层。
这表明事故时该半导电层与金属 接头处于分离状态(图4位置①)。
(3) 接头内部绝缘表面存在长而深的刀痕以凹凸不平的绝缘表面剥离痕迹(见图3c),显示该接 头完全由“外行”施工。
但针对本次事故,由于B相 并未出现放电碳化痕迹,表明这种外行施工尚不属 于引发本次事故的直接原因。
但必然存在较为明显 的局部放电,这种安装质量会严重缩短电缆接头的 运行寿命。
即使本次水分不进人,该接头仍然可能 在短期失效或爆炸。
(4) 运行人员描述。
该电缆接头已经运行三年• 31•图6电缆附件故障原因归类图致。
比如案例1爆炸事故的电缆终端已使用正好 10年,可以基本排除附件安装不当问题。
在解剖过 程中从电缆上抽出终端应力锥非常困难,可以排除 电缆终端与电缆的安装匹配不当问题。
从电缆终端 绝缘的老化裂纹可以确定属于电缆终端应力锥绝缘老化所致。
西宁地区海拔2 295 m 左右,昼夜温差 大(最大温差16 °C ),少雨,夜晚寒冷(冬天最低温 -12 °C 左右),气压低,暴露在露天的终端会经历远比海拔1 〇〇〇 m 以下更为严酷的冷热循环及低气 压©由此提7K ,在选购高海拔露天电力设备时,应充 分考虑气候环境因素所导致的材料老化问题。
案例2的35 k V 接头爆炸事故的电缆运行时间正好3 年,已归结为电缆附件材料选用不当,附件材料回弹 力逐渐下降,导致附件与电缆绝缘两相之间逐步出 现间隙所致。
(3) 12〜25年为电缆的稳定运行期,此期间电 缆附件绝缘击穿事故主要为局部绝缘缺陷所导致的 长期局部放电。
3结论(1)导致高压X LPE 电缆附件故障的原因依为:安装不当;附件与电缆绝缘尺寸不匹配;附件选 型与环境因素不符;附件应力锥所用橡胶材料不合格;附件材料正常老化等。
(2) 0〜5年为电缆附件事故高发区,电缆附故障可以归结为安装不当、附件与电缆绝缘尺寸不匹配、附件应力锥所用橡胶材料不合格等;5〜10年 为电缆附件质量考察区,附件故障原因可归结为附件应力锥所用橡胶材料不合格、电缆附件选型不符 合运行环境等;10〜30年为高压电缆附件稳定运行 区,运行在该区段的高压电缆附件故障原因主要为 绝缘正常老化;30年以上属于电缆事故上升期,为电缆附件绝缘寿命终了,迅速老化所致。
(下转第35页)图4事故时接头各部分相对位置分析图才出现事故,出现事故前曾数次报告“接地”,后来 电缆沟被水淹没,爆炸后拆解电缆接头,其中有大量 水分Q 当初附件选购人员描述,该附件为国产件,应 力锥乙丙橡胶材料也为国产,显示该电缆接头在运 行过程中应力锥材料逐渐收缩,水分逐渐渗入应力 锥与电缆绝缘界面因材料收缩而产生的螺旋状缝 隙,是导致此次接头爆炸的根本原因。