摘要：因电缆企业性质的特殊性，近年来国家对电缆企业一直处于严管、严控的高压态势，时刻提醒电缆企业在生产与服务过程中的使命在心、责任在肩、担当在行的超强责任感，客户在产品投入使用后的反馈信息（无论是否为质量问题），生产企业都应积极处理；然而在接到的反馈信息中有很多不属于电缆质量缺陷，而是电缆的选型与施工不规范造成的，尤其是直埋型电缆，事后生产企业与用户的沟通也最为困难。直埋电缆一般深埋地下0.7～1m之间，常用于工业与民用建筑电气工程施工作业，敷设方式比较隐蔽。然而在敷设过程中，使用方往往忽略了起到主要保护作用的外护层的作用，认为此层主要起到施工过程中保护电缆线芯免受摩擦及防范一定范围内的挤压等，忽略了电缆外护层破损后对电缆的长期损害与隐患。一旦直埋电缆发生故障，由于其深埋地下，故障点寻测困难，探挖工程量大，势必造成修复和更换周期长，从而带来较大的经济损失。
关键词：直埋型电缆；外护层破损
引言：
电缆外护层在生产、敷设施工及使用过程应引起充分的重视，防止因电缆外护层损坏而引起的安全事故，应采用系统的方法，实行全过程的控制。为此，在接下来的文章中，将围绕直埋型电缆外护层破损原因以及影响方面进行详细分析，希望能给相关人士提供重要的参考价值。
1.直埋电缆外护层破损原因分析
直埋电缆外护层破损多由以下几个方面造成：老鼠啃咬、白蚁蛀蚀以及蚁酸腐蚀；施工及转运过程中机械损伤、擦伤，如在允许施工温度以下的野蛮施工致使绝缘层和保护层损伤，电缆剥切尺寸过大、刀痕过深等损伤；外护层在挤出过程中模具配置、水槽冷却工艺不合理和过度弯曲造成的应力开裂，此故障一般在安装铺设等前期过程中能够及时发现，在安装初期便能及时更换；直埋环境不符合要求，如深度不够、未铺细沙、未加盖板、沟内有硬/尖碎石或瓦砾等；施工过程中因线路标识遗失或被破坏而误伤地下电缆。
2.直埋电缆外护层破损造成的影响
2.1钢带腐蚀
对于铠装电缆来说，外护层主要保护铠装层免遭腐蚀。在电缆正常运行环境下，电缆金属层的腐蚀一般属于电化学腐蚀。电化学腐蚀的条件是：电解液和金属直接接触。外护层一旦破损，在直埋情况下电缆周围势必含有水分，从而形成电解液，造成钢带腐蚀、断裂、脱落，使电缆的纵向抗压作用减弱，电缆在受到外界压力后会使电缆绝缘线芯相互挤压磨损绝缘层，从而使绝缘层变薄，在受到外界过电压或操作过电压时容易使电缆击穿而导致事故的发生；或者在受到外界压力作用，脱落或断裂的铠装层刺伤或刺穿绝缘从而导致事故的发生。
2.2水树枝老化
特别是对于中压及以上电缆，外护层破损易伴随水分进入电缆内部的现象发生。交联聚乙烯绝缘在交变电场及水分存在，经过长时间的作用后，使水粒的电场极化形成水电极，在电场的作用下产生振动，使绝缘疲劳损坏，水分进一步渗透扩散；另一方面，在产生上述现象的同时，使水加热汽化，产生局部高电压，加速水的渗透和扩散，产生带电荷的离子，捕捉附近的极性质点撞击绝缘发生水树枝现象，加速电缆的老化，甚至会造成电缆击穿，形成短路，造成电路瘫痪。而且水树枝老化比电树枝老化触发条件低，老化速度快，电缆在施工、存放、转移过程中，应避免电缆外护层破损。
2.3电缆受潮
若水分进入导电线芯，水在电缆内部过电压下产生电离，生成游离O2-，O2-与Cu作用，使线芯氧化，铜氧化后导致氧化部位电阻增加，使其载流量降低，电缆在原有设计载流量下工作时，导致局部氧化部位发热量增加温度升高，使绝缘层热老化作用增强，使其使用寿命降低；绝缘在老化电离时，气隙中产生的臭氧及酸性化学物又会加速腐蚀绝缘层及导电线芯，从而加速绝缘的老化和线芯老化，发生绝缘击穿碳化导致供电故障[1]。
2.4特性防护性能降低
对于特种电缆来说，外护层具有特殊的性能，外护层破损会使这些电缆的特殊性能大打折扣，甚至使电缆遭到其他生物破坏，如防鼠防蚁电缆因外护层损坏，很可能会造成绝缘遭受老鼠啃咬以及钢带受蚁酸腐蚀。
3.使用过程中对外护层故障预防措施
3.1停电状态下电缆维护
采用跨步电压法，对电缆外护层进行检测。电缆外护层通过脉冲电流时，在其周围产生同样频率的交变磁场，放置在电缆附近的线圈将因电磁感应产生一个电势，电缆外护层如果损坏，金属铠装层在破损点接地，接触电阻比金属层大很多，该接地点可看作一个深埋地下的球状接地体，近似认为接地点范围内土壤电阻率均匀，测试电流从故障点向四周流散，地面上电势在故障点最强，两侧随距离逐渐减弱，在故障点前后跨步电压极性相反。当电缆外护层出现故障时，便会出现异常显示信息。
3.2设计过程中的电缆选型
在电缆的选型上，应注意环境因素对电缆的影响，如温度、生物侵害等。对于寒冷地区，外护层应采用耐寒性材料制作，以免外护层因温度低而产生脆裂现象；南方地区鼠蚁活动频繁，对于敷设的电缆就要求具有防鼠防蚁特性，以免电缆遭受鼠蚁破坏。
3.3施工过程的控制
施工过程中提高电缆敷设安装质量，注意敷设环境的影响，不要将各种垃圾回填入电缆走廊，杜绝各种隐患。这一点非常重要，其意义在于杜绝外护层由于安装敷设不良造成的安全隐患，防止因此对电缆造成的直接损害。图1是在同一个施工段中处理的一次比较典型的单芯中压直埋电缆外护层破损后造成的事故图片，主要是由于施工不规范最终造成了使用过程中的电缆击穿事故[2]。
图1.单芯中压直埋电缆外护层破损后造成的事故图片：
3.4对运行过程中电缆的维护
电缆在运行中应每月记录电缆载流量和终端地线环流，通过对数据的分析找出外护层绝缘的状态与环流的关系。测量线缆的外护层、绝缘和保护器性能，防患于未然。
结论：
简而言之，直埋型电力电缆在使用和维护过程中电缆外护层破损导致用电安全事故时有发生，本文从生产企业的制造、施工单位的安装敷设、使用部门的维护等方面对直埋型电缆外护层破损的原因进行分析，并提出相应预防措施[3]。
参考文献：
[1]中国电力企业联合会，中国电力科学研究院.GB50168-2018电气装置安装工程电缆线路施工及验收标准[S].北京：中国计划出版社，2019.
[2]浙江省工业设备安装集团有限公司.GB50303-2015建筑电气工程施工质量验收规范[S].北京：中国计划出版社，2015.
[3]中国建筑科学研究院.GB50300-2013建筑工程施工质量验收统一标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2014.
论文作者:石皇剑1,刘凌2
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/15
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