张慧
（宁夏电力能源科技有限公司 宁夏银川 750002）
摘要：本文探讨了了电力电缆爆炸的发生机理，归纳分析了各种防范电力电缆爆炸方法的优缺点。
关键词：电力电缆 爆炸 防范
1.电力电缆爆炸故障的常见原因
1.1 电力电缆在非正常状况下运行
电力电缆在运行过程中难免经历过电压，短路电流的冲击，这是造成电缆发生爆炸起火的直接原因。Chengwei Chen
等人利用有限元方法初略研究了电缆头内部界面上存在杂质时，杂质周围的电场强度分布，试验观察发现，在强电场作用下，沿杂质会形成放电通道。分析认为主要原因是三相不平衡电流在铠装钢带中产生涡流发热而使绝缘损坏( 实际监测设备的三相电流确实是不平衡) 。在载流导体周围存在着磁场,且磁力线与通过载流导体的电流成正比。当通过三芯电缆的电流不平衡时, 在钢带中将产生交变磁力线,根据电磁感应原理, 在钢带中将产生涡流使电缆发热。不平衡电流越大, 所产生的磁场越大, 那么电缆发热也就越严重。
1.2电力电缆的绝缘水平下降
电缆绝缘水平下降是电缆发生爆炸起火的先决条件。具体来讲，电力电缆绝缘水平下降的原因有以下几种：
1）外界火源和热源导致电缆火灾。如油系统的火灾蔓延，油断路器爆炸火灾的蔓延，锅炉制粉系统或输煤系统煤粉自燃、高温蒸汽管道的烘烤，酸碱的化学腐蚀，电焊火花及其他火种，都可使电缆产生火灾。
2）铜带屏蔽层的铜带接头处, 因电缆制造厂没有点压焊接好, 引起该处接触电阻变大, 当两相接地短路电流流过时, 烧断铜带该处的接头点。由此而造成原应流过铜带屏蔽层的电流强行转向外半导电层流过, 导致该处外半导电层长期发热, 最终造成绝缘老化发热起火。
3）电缆进水。一般来讲，电力电缆在出产时都是不能进水的，电缆外部必需枯燥，由于严格的电场电压实验，因此进水的电缆不能出厂。一旦电缆进水后，在电场的感化下，会产生水树老化征象，末了致使电缆击穿。水树是直径在 0.1m到几微米布满水的空地调集。绝缘中存在的杂质、气孔及绝缘与表里半导电层连系面的不平均地方构成的部分高电场部位是产生水树的出发点。水树成长进程一般在 8 年以上，湿度、温度、电压越高，水中所含离子越多，则水树成长越快。
4）电缆头燃烧。由于电缆头表面受潮积污，电缆头瓷套管破裂及引出线相间距离过小，导致闪络着火，引起电缆头表层绝缘和引出线绝缘燃烧。
5）中间接头盒绝缘击穿。电缆接头盒的中间接头因压接不紧、焊接不牢或接头材料选择不当，运行中接头氧化、发热、流胶；在做电缆中间接头时，灌注在中间接头盒内的绝缘剂质量不符合要求，灌注绝缘剂时，盒内存有气孔及电缆盒密封不良、损坏而漏入潮气，以上因素均能引起绝缘击穿，形成短路，使电缆爆炸起火。
6）油浸电缆因高差发生淌、漏油。当油浸电缆敷设高差较大时，可能发生电缆淌油现象。淌流的结果，使电缆上部由于油的流失而干枯，这部分电缆的热阻增加，使纸绝缘焦化而提前击穿。另外，由于上部的油向下淌，在上部电缆头处腾出空间并产生负压力，使电缆易于吸收潮气而使端部受潮。电缆下部由于油的积聚而产生很大的静压力，促使电缆头漏油。
7）电缆终端头制作不规范。电缆终端头是电缆运行过程中最薄弱的环节，①电缆头半导电层剥离、表面处理和热缩工艺质量控制不到位，造成运行时绝缘劣化和电场强度不均匀，最终导致绝缘击穿。②电缆与导体连接不可靠, 致使连接处发热。③电缆头固定时, 三相相互交叉, 使电缆头承受过大的机械应力。④ 绝缘护套热收缩时有气泡未处理；⑤在天气情况不理想制作电缆头时, 电缆三叉口护套有时会进行少量的水汽, 造成主绝缘受潮。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆⑥电缆三叉口内应填入应力锥, 而有时检修人员只是简单的使用制作电缆余物做填充物, 没有规范的使用应力锥。⑦电缆热缩头应力带施工工艺控制不严, 应力带搭接截面不够, 应力带收边不规则、不平、不整齐。⑧没有按照相应电压等级的热缩缆头要求进行制作。
8）电缆中间头制作不规范造成绝缘水平降低。电缆中间头是电缆在安装过程中由于电缆安装规划、电缆检修维护、电缆修复过程中必要产生的。由于电缆中间头制作规范要求严格，环境因素（例如温度、湿度）影响明显，所以电缆中间头的制作需要施工人员严格按照制作规范，精准制作，才能保证电缆中间头的运行正常。
9）电缆弯曲处的绝缘水平降低。电缆在安装过程中，由于机械扭力的作用，弯角处会发生半导电层弯曲，曲率半径变小，形成电荷易聚集的尖端，再加上此处绝缘层受力扭曲作用，电缆绝缘层表面受到张力作用而伸长，若这时存在局部放电，则会由于表面弯曲应力产生亚微观裂纹导致电树枝的引发，或表面受局部放电腐蚀引起新的开裂，引发新的树枝，绝缘水平降低。
10）外绝缘擦伤造成绝缘水平降低。电缆在运输过程中，保护措施不当会造成绝缘层擦伤，直接破坏绝缘层，造成绝缘水平降低。电力电缆的保护铅皮在敷设时被损坏或在运行中电缆绝缘受机械损伤，引起电缆相间或铅皮间的绝缘击穿，产生的电弧使绝缘材料及电缆外保护层材料燃烧起火。
11）电缆出厂时本身具有的缺陷。电缆制造时因技术手段、环境因素的确定性造成电缆原始性缺陷，再加上电缆出厂时要进行耐压试验，对电缆本体的绝缘造成不可逆转的破坏，这些都构成了电缆的出厂缺陷。
2 防止电力电缆爆炸起火的措施
1）防止其他设备着火引燃电缆可引燃电缆着火的有充油电器设备和输煤、制粉系统、汽油机系统。对他们必须采取相应措施：充油电器设备附近的电缆沟盖板要密封，纺织设备故障失火时油流到电缆沟里引燃电缆。输煤、制粉系统附近电缆上的积粉要定期清扫，防止煤粉自然引燃电缆。制粉系统的防暴门对着的电缆要有防火槽盒包装，防止防爆门动作喷火引燃电缆。
2）加强对电缆头制作质量的管理和运行监控据统计，因电缆头故障而导致的电缆火灾、爆炸事故占电缆事故总量的 70%左右。发现电缆头有不正常温升或气味、烟雾时，应急早退出运行，避免电缆投在运行中着火。各中间电缆头之间应保证足够的安全长度距离，两个以上的电缆头部的放在同一位置，电缆头同其他电缆之间应采取严密的封堵措施。
3）电缆剥切制作过程中一定要仔细，交联聚乙烯电缆的绝缘层是白塑料，剥切时刀口下深了不容易发现，当时试验可能合格，但对今后的安全运行留下了隐患，一定要将半导电层剥干净尺寸剥够，否则，要么试验不合格，要么运行一段时间后电缆头爆炸。
4）屏蔽一定要做好，不能只用绑扎 的形式将接地线绑扎在电缆外屏蔽上。电缆运行时间长了，接地线与屏蔽层之间容易产生氧化层，当电缆电场发生变化时，无法起到屏蔽电场的作用。
5）加强电缆的预防性试验
电缆在电缆及电缆附件安装完成后，应进行直流耐压试验[预防性试验]。如果做直流耐压试验时，所测得泄漏电流值具有下列情况之一者，电缆绝缘可能有缺陷，映照出缺陷部位，并予以处理：
①三相之间的泄漏电流不平衡系数较大；
②与本电缆以前所测数据比较呈明显的上升趋势；
③与相同电缆比较数值增大较多；
④随试验电压值的升高或加压时间的增加而上升较快.
常用的塑料绝缘电力电缆直流耐压试验值为 4 倍电缆额定电压；试验时间为 15 分钟。
6）创建良好的运行环境避免电缆绝缘加速老化和损坏电缆沟、电缆隧道要有良好的排水设施，如设置水浅沟、集水井，并能有效排水，必要时设置自动起、停抽水装置，防止给水，保持内部干燥。应避免将电缆防火门处于常闭状态、用防火隔板将电缆完全封闭、讲电缆沟盖板的缝隙填充封闭等影响电缆通风和散热的做法。而且将电缆完全封闭起来，也使对电缆的正常巡视成为不可能，不能及时发现电缆故障。另外，要有完善的防鼠、蛇窜入的设施，防止小动物破坏电缆绝缘引发事故。
论文作者:张慧
论文发表刊物:《电力设备》2016年第7期
论文发表时间:2016/7/1
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