35kV电缆故障成因及解决对策

35kV电缆故障成因及解决对策

张学博

（国网天津市电力公司城东供电分公司天津300250）

摘要：随着国家科技和工业的不断发展，人们对于用电资源的需求不断增加。在电力行业中可以通过增加架设数量解决高用电量的问题。这里电力电缆的重要性不言而喻了，其中加强对电缆故障的维修是关键的环节。本文对35kV电力系统中电缆的故障进行原因分析，并提出解决对策，从而提高电网维护技术，保证用户用电的质量。

关键词：35kV电缆；故障成因；解决对策

1、电缆故障成因分析

1.1击穿绝缘的理论分析

35kV电缆绝缘为分阶绝缘同心圆柱结构，在高电压学术工程上，属稍不均匀电场。其电场优化设计时外半径（R）与内半径（r）的比值为2．71828时最佳，最高场强出现在内圆柱线芯表面，通过采用不同介质来降低内半径场强，如用介电常数大的10mm聚氯乙稀绝缘，分到的场强就变小，以及lmm均匀电场的半导体层在提供正常运行故障时的电容电流通道、及铜屏蔽和外护套等，都可最大限度的满足分到的场强与耐受场强的一致。

在稍不均匀电场间隙放电的特点为击穿电压与电晕起始电压是相同的，也就是说电缆不同程度都存在放电，无可避免，但是否构成危害需要看实际情况。例如35kV系统电压A、B相均为40kV，C相故障接地为零，电晕放电发展为故障，从事变配电工作人员有这样模糊的认识，即“高电压产生放电”，这是错误的认识。尖端先放电，放电电压是由场强决定而非电压决定，尖端受到的场强最大，所以它先放电，这就是工程应用中尤为重视的电场均匀化问题。而电缆头的制作，除去架空线缠绕的300mm裸线，1200mm聚乙稀绝缘层，l000mm热缩头工艺内衬300mm应力管，根部与电缆铜屏蔽和接地引下线相连，其应力集中处也是场强集中处，当系统电压40kV远大于估算击穿电压值时，芯线电压与接地引下线或铜屏蔽就发生自持放电，并不断电晕，积聚能量树枝化，放电劣化绝缘，最终电化学反应击穿绝缘，多次故障均集中在铜屏蔽外皮接地引下线处正说明了问题。

1.2故障原因的分析

电缆段与架空线组合进线保护段时，主要考虑了雷击线路或故障时起限流保护作用，还有地区建设需要避开架空线干扰，规划美观,35kV电缆段从集中参数的角度考虑，电缆相当于一个大电容，电缆外皮高频电流的集肤效应或电缆外皮的分流及耦合作用不能低估，可以看作为—个特种变压器的初级绕组与次级绕组。电缆外皮与芯线为同心圆柱体，其间的互感等于外皮的自感，当外皮流过电流时，芯线上会产生反电势，阻止沿芯线的电流，使绝缘大部分电流如同电流集肤效应那样，从电缆外皮流走，此时三相电容电流是否均衡?接地引下线是否能够提供足够导泄电流容量?这些都是设计和施工过程中必须考虑的问题，如果不加注意，草率施工，都将导致缺陷和故障。资料和书载的一些故障显示，当单芯铠装电缆负荷大或内外温差大时，铠装层处绝缘中的场强将高于缆芯处，而在电缆首、尾端的电缆应力集中处更是如此，因此接地引下线烧断，电缆头根部铜缆引下线熔融而缆芯无损，皆有此原因。

2、35kV电缆故障解决的办法

2.1改进电缆头制作工艺，改善电场分布

利用半导体层在热缩工艺段不剥削，直至铜屏蔽接外皮引下线处使场强尽量均匀，增焊防潮段。（特殊情况包缠增绕绝缘层，并做应力锥）。

（1）电缆连接与接地（如图1）。电缆长度在500m以下，电缆采用一端直接接地，另一端经间隙或非线性电阻保护接地，这样护套没构成回路，可减少或消除护套上的环形电流，提高电缆的输送容量。直接接地端接地电阻应小，接触好，达到正常运行和维持故障电流通路的要求。

图2电缆热缩终端头剥切尺寸示意图

（3）焊接地线。用镀锡编织铜接地线在距外护层端部10mm处的铜带屏蔽上绑扎一圈并焊牢，焊点不少于三点，在60mm密封段中部，用焊锡将15~20mm长的一段编织接地间隙填满，形成防潮段。

（4）包绕半导电带和粘带。可以使用清洁剂清洗线芯的绝缘表面，并在半导体电层屏蔽和线芯绝缘的交接处，用半导电带绕包，间隙平滑过渡，半导电带与半导电层和线芯各搭接20mm。由此半导电带包绕处往上用自粘带以半叠绕方式绕包一层，35kV为240mm，包绕时需将导电带或自粘带拉伸至宽度的一半以半叠绕方式进行。

（5）安装绝缘热收缩管。在电缆外护套端部密封段（60mm）包绕两层，一层在接地线下面，一层在接地线外面，套入红色绝缘热收缩管，自下而上缓慢环绕加热收缩，收缩后端部有少量胶液被挤出为佳。

（6）制作热缩电缆终端头和中间接头。有资料建议燃烧器选择为丙烷液化器喷枪，它优于传统的汽油喷灯，具有使用轻巧、火力适中，火焰不含碳粒等优点，解决汽油喷灯喷到热缩材料上产生微小碳化点带来的隐患，确保热缩紧密平实，无气泡，呼吸进水受潮等安装质量问题。

2.2改善接地

铜屏蔽接外皮引下线接触更好，接地电阻小，护套一端接地，当护套出现冲击过电压时，护套上有很大的电流经接地线流入大地。如故障电流为6kA时，两端接地电阻即使很小（如为0.5Ω时），当通过回路电流时，护套电压可能会提高到3kV，如果护层绝缘不良，将被击穿，烧坏护套和加强带，同时接地引下线绕融。

2.3选择采样

考虑氧化锌避雷器或击穿保险装设全电流监视器记录，采样收集数据，判断避雷器选型是否正确，是否构成两端接地、产生环流发热的问题。

3结束语

35kV电缆在我国电力系统的运行中起着重要的作用。在对电缆故障进行维护与检修的时候，要根据电缆故障的实际情况，采取相应的解决措施，认真做好电缆的故障的维护和检修，保障供电的稳定性和安全性。

参考文献

[1]罗春霖．35kV高压单芯电缆的故障原因分析及解决方法[J]．企业科技与发展，2013（07）：57~59.

[2]杨杰，李翔宇．单芯电缆金属护套的接地[J]．新疆电力技术，2015（04）：23~24.

[3]罗春霖.35kV高压单芯电缆的故障原因分析及解决方法[J].企业科技与发展，2015（07）：68~69.