一起电缆故障的原因分析与防范措施

一起电缆故障的原因分析与防范措施

王志鑫,刘导,田金波,时东伟,毛庆波,刘世富

华电电力科学研究院有限公司山东分院，山东 济南250000

摘要：电力电缆主要用于发、配、输、变、供电线路中的电能传输，其安全稳定运行可以提高企业的供电可靠性及经济效益。本文介绍一起电缆着火异常，着重介绍电缆异常类型、本次异常原因及防范措施。

关键词：电缆；故障分析；防范措施

0 引言

电缆一般是由几根或几组导线绞合而成的像绳索一样的电缆，各组导线围绕一根中心扭成，但相互绝缘，外层包裹着绝缘性能良好的覆盖层。在电缆的运行过程中，因制造原因、施工质量、设计原因、外力破坏等因素，不可避免的会发生一些故障，掌握电缆的有关知识和处理方法，对及时排除故障、保证供电可靠性起到重要作用。

1 电缆故障原因介绍

电力电缆产生故障的原因大致有以下几类：

（1）机械损伤。造成电缆机械损伤的主要原因包括：在电缆运输途中磕碰造成绝缘损伤、在电缆拖拽过程中造成绝缘损伤、在电缆安装敷设过程中过度拉扯或过度弯曲造成的损伤、电缆的中间接头或电缆终端接头在运行中受自然拉力或者因为内部绝缘胶膨胀造成电缆外护套受伤。

（2）绝缘受潮。电缆制作过程中，工艺细节把控不到位或质量把关不严，造成电缆金属护套上存在毛孔或缝隙，运行期间导致电缆受潮；电缆中间或终端的接头制作过程中，结构设计不合理或绝缘胶密封效果差造成电缆受潮；电缆安装过程中防潮措施实施不到位，造成电缆绝缘受潮。

（3）过热。电缆投运后，电缆位置通风不良，散热效果差，比如电缆安装于隧道或电缆沟内、电缆敷设靠近热力管道、电缆安装密集造成电缆在运行中出现发热现象；同时由于电缆自身绝缘内部存在气隙游离，致使电缆在投运后存在局部过热，进而造成电缆负荷不平衡或者绝缘发生碳化。以上均会造成电缆寿命缩减的情况发生。

（4）过电压。大气过电压或者操作过电压，也是造成电缆终端股故障的一种原因，同时过电压现场存在也不利于电力系统的安全稳定运行。

（5）超负荷长期运行。电缆运行中，负荷电流通过电缆导体会自然发热，若超负荷运行，由于电流热效应、电荷的集肤效应以及钢铠的涡流损耗、绝缘介质损耗会在电缆正常运行的基础上大量的产生附加热量，造成电缆温度异常升高。

（6）电缆接头制作工艺不良。电缆运行过程中，电缆接头和电缆终端头发热的现象较为常见，异常发热的主要原因为电缆接头和终端头制作工艺不良，例如在接头压接时压接质量差、缆线中最容易出故障的部位就是电缆接头，人为误操作造成的接头故障较为常见。比如接头压接质量差、电缆接头本身存在质量问题等，都会影响电缆头的工作效果，严重时引发线路故障。

2 本次故障分析

故障初始现象为电缆桥架内电缆发生冒烟着火，电缆终端负载相继失电。对事故现场进行检查发现电缆桥架内多处电缆存在烧损现象，经统计，本次事故烧损6kV一次电缆6根、二次控制缆1根、低压电缆6根、光缆3根，通信电缆4根，对生产造成比较严重的影响。经现场勘察，6kV电缆及400V电缆表面存在明显击穿现象。其中，400V电缆烧损最为严重且内部存在铜锈，结合保护装置动作情况分析判定系400V电缆着火所致，具体原因为：400V电缆型号为3*150+1*70铜芯钢铠电缆，额定电流600A，电缆着火时负荷约80A，远低于电缆额定电流，排除因负荷过载导致电缆着火。电缆敷设时损伤或长时间运行电缆老化绝缘层破损，加之电缆长期在高湿、粉尘脏污环境下运行，潮气、粉尘逐渐侵入电缆线芯，电源线芯与脏污介质、电缆铠甲形成高阻接地状态，电缆绝缘劣化程度不断加剧。该电源电缆高阻接地发热，致使绝缘破坏，导致电缆相间击穿、对地击穿。该段电源开关运行20余年，无接地、短路保护功能，电缆击穿放电时开关未跳闸，持续性高温电弧导致事态扩大，发生电缆着火。本次故障暴露出的主要问题有：

（1）电缆敷设不规范，防护不到位。

（2）电缆隐患排查不到位，未及时发现电缆绝缘薄弱点。

（3）部分400V设备老化，保护装置灵敏度不足，不能快速切除接地、短路故障，容易导致故障影响面扩大，存在较大隐患。

3 防范措施

结合本次电缆异常，特制定以下防范措施：

（1）加强线缆设备巡检，发现异常及时汇报处理。

（2）做好电缆远红外成像测温等定期工作，并做好记录。检查电缆桥架感温线完好、感烟器工作正常，检查灭火器材数量充足在有效期内，功能试验正常。

（3）结合设备停运，加强线缆隐患排查，发现异常及时汇报处理，电缆定期进行预防性试验，对全厂MCC负荷开关配置及保护定值整定情况开展专项排查；对使用塑壳开关或保护灵敏度不足的重要设备制定改进措施或加装专用接地保护，提高接地保护动作可靠性。

（4）对电缆受损部分进行更换，加强电缆中间接头制作工艺质量监督，并进行试验，各项试验合格后方可投入运行。更新电缆中间接头台账，对新增电缆中间接头加强红外测温检查。同时做好备用电缆等备品备件管理工作。

（5）更换400V电缆，电缆选择为为耐火或阻燃电缆；更换400V电源开关，具备接地、短路等保护功能断路器开关。

（6）加强检查电缆竖井、夹层、桥架、隧道并进行清理，保证卫生清洁，及时排查消除系统漏粉、漏油等缺陷，确保电缆及桥架无积灰、无粉尘、油迹，隧道无积水，采取安全电压的照明应充足，并做好防火隔断、防火涂料、防火封堵等措施。

（7）加强电缆施工质量监督管理，严格按照《电气装置安装工程 电缆线路施工及验收标准》工艺标准要求施工，加强过程监督，防止施工过程中造成的电缆损坏；严格按照《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》要求进行电力电缆金属护层的接地工艺标准要求施工，提高接地保护动作可靠性，避免电缆高阻接地引起火灾。

4 小结

电缆使用前，结合电缆运行负荷及工作环境，选择合适电缆型号，并且保证产品质量过关。电缆制作和安装过程中，严格做好工艺细节把关，重点关注电缆接头和终端头制作过程，同时保证电缆钢铠和铜屏蔽层分开焊接接地。电缆投运前，按照交接试验标准严格规范开展交接试验，并留存试验数据，便于后期进行纵向数据对比。电缆运行中，通过采取红外测温等有效监测手段，及时了解电缆运行状态，防患于未然。

参考文献：

[1] 高建国.一起电缆故障的分析处理[J]. 中小企业管理与科技，2014（08）：204-205.

[2]李朝阳.主变近区电缆故障的危害和预防[J].电力安全技术，2012（5）：56-57.

[3]DL/T 1253-2013 电力电缆线路运行规程 [S].