从一起故障分析看沿面放电对电缆的影响

故障分析及对策故障分析中沿表面放电对电缆的影响王慧明(石家庄供电公司)本文通过对典型表面放电破坏故障的分析，讨论了表面放电的机理及施工的不规则性引起的表面放电加速破坏，以及今后工作中应采取的应对措施。关键词界面压力表面放电电缆附件电缆故障0简介石家庄电业局电缆工作区负责市区10kv以上电压级电缆的运行、维修工作。近年来，随着城市建设，电力电缆在城市电网中的比重越来越大，其作用越来越重要，电缆数量增加到2000公里，电缆的供电可靠性直接关系到城市电网的供电可靠性。因此，我们必须在故障管理上做出切实的努力，做好事故分析，提高电源的可靠性。2007年，我车间的10kv电缆线路共发生了29起事故，失败率为1.82次/100公里，总次数比2006年同期减少了11起。其中外力为10起，35%，比2006年减少了15起。电缆头故障18起，占62%，比2006年增加3起；电缆体故障为1起，增加了3%，比2006年增加了1起。从上面的数据可以看出，在加强活动浏览的同时，外力破坏有效地阻止了对电缆的影响，但是电缆附件造成的故障有所增加。本文通过对典型电缆附件缺陷的分析，探讨了电缆附件制作对电缆的影响和应采取的预防措施。1故障情况概述2007年5月29日，南郊站812繁荣双线(1999年投入使用，用户专线，电缆参数：y和22-3 * 240/2550m短路，用户配电室1251M处故障检测故障点，电缆中间头故障(电缆附件测试了中间头后，发现电缆再次故障，然后再找到故障点，在用户配电室(775米)，还发现电缆中间头故障(电缆附件是热收缩附件)在外观上没有异常，切断故障电缆头后，在脱落的导体与导体连接管之间的主绝缘表面有明显的放电通道。这是典型的表面放电破坏失败。出现故障的缆线如图所示。2表面放电机理从现场情况来看，导体连接管显然是由于外部半导电层对直接接地电位的破坏，沿主绝缘表面放电的。交联聚乙烯电缆在工作中，一方面，由于热收缩后电缆热收缩附件不灵活，电缆附件和绝缘层之间的接口压力不够大，随着负载的变化，电缆附件和电缆绝缘层之间的接口会因热膨胀和冷却收缩而产生气隙，形成呼吸效果，并将呼吸系统吸收到接口中；相反，由于电泳效果，水分子在电场的作用下进行定向移动运动，进入电缆连接系统。湿气和流动水分子在界面凝结成介电常数高的水滴，界面的阻力急剧下降，刺激界面沿面放电。当隔热层表面受潮时，表面泄漏电流增加，沿表面路径加热和水分蒸发，局部电流密度高，首先容易形成干燥带，电压沿面均匀分配，在干燥带共享更高的电压，实现电弧放电，绝缘层表面过热，部分绝缘碳化，泄漏痕迹形成，碳化层大幅发展，绝缘层表面的闪光变大，最终界面沿表面放电。如上两个方面所示，沿面影响放电的两个主要因素是界面压力(紧力)和表面状态。也符合巴辛定律，界面压力增大，沿面放电电压增加。巴申定律认为，如果温度恒定，则气体的屈服电压Ub等于气体压力和电极之间距离的乘积PD函数，即Ub=f(pd)。要提高界面压力，必须使用弹性变形反应力大的材料，目前我们使用的乙丙橡胶材料的冷缩中间头收缩力大，效果好。如果要克服沿表面磷化，还可以使用涂硅的方法。沿面放电可以用碰撞电离理论解释。放电电压与界面状态密切相关，如果在界面上涂硅，硅分子就会起到屏障的作用，阻碍导电粒子激发界面沿面放电，界面会大大提高电压值。3起故障原因本故障除了配件材料和接口压力的因素外，主要是由于工程质量，配件安装不规则导致沿面放电速度快，造成损坏。主要原因可能包括以下几个方面：(1)剖切电缆的外翻层时，刀痕太深，主绝缘层表面有瑕疵，空气间隙。(2)电缆外的翻转导体被剖切后，主隔热层中的翻转度残余物不能清除干净，或者在拆卸时不遵循工艺方向，前后拖动。(3)电缆线芯连接后，尖端出现在连接管坑变形处，边缘产生尖端放电。(4)配件收缩不紧密，抓紧，产生气隙。(5)缩小后，两个端口未密封，潮波侵入。(6)电缆中间头完成后，翘曲产生缝隙，连接器被锁定在水中。4需要采取的应对措施要预防表面放电引起的故障，必须从以下几个方面进行严格检查：(1)在连接器制作之前，请仔细检查电缆附件，并与电缆配合工作，以确保接口具有足够的力量进行无缝接触。紧抓力方面，比冷缩材料明显强，但在做头发之前要看年限，如果不超过保质期，就会发生疲劳变形，会影响紧抓。(2)电缆接头在制作过程中要特别注意保持环境清洁，同时将制作时间降到最低。电缆被剖切后暴露在空气中的时间越长，湿气、气体等侵入的可能性就越高，可能会影响连接器质量。因此，在工程之前，充分做好各种准备工作，要求制作期间不中断，一口气完成。(3)切断电缆绝缘体后，用砂纸仔细打磨主绝缘体的表面，以确保没有刀痕和反转性残留物。(4)按下型芯后，小心地揉搓文件、砂纸，去除边缘和尖端，注意金属粉末不要留在绝缘层表面。(5)清洁绝缘层必须使用清洁溶剂，清洗方向从线芯走向反转导板层，并严禁用与导电层多数接触的清洁纸清洗主绝缘面。(6)在主绝缘接口上涂抹适量的硅，确保硅长期保持湿润。(7)收缩后，在每个相硅橡胶绝缘套管的两个端口上分别缠上反转性自粘胶带，硅橡胶外部反转导体能与电缆外部反转度良好接触，防止湿气、气体、灰尘侵入。(8)防水胶带周围是接头防潮密封的核心环，用反叠加法从接头一端缠绕到另一端，从这边一端反过来缠绕到起点端，然后缠绕到2层。每层包裹后，要用双手紧紧抓住一次，牢牢粘合。包得绳子拉得很紧。5结论介质接口的正面放电电压值与接口压力和接口条件密切相关。确保接口上有足