摘要：电缆终端是线路中的关键部位，也是线路中的绝缘薄弱环节，通过一起电缆终端击穿事故剖析电缆终端击穿的主要原因，并研究制定相应的对策，对今后变电站的电缆运行和管理具有借鉴和指导意义。
关键词：电缆；绝缘；放电；电压；击穿
一、事件概述
笔者所在的变电站35千伏母线突然报接地故障，A，C相电压为线电压，B相电压为零，运行人员到现场检查后发现室外穿墙套管处电缆终端对地放电，电缆绝缘击穿。此电缆击穿前的工作环境及状态是：电缆型号为YJV-35KV-1×300交联聚乙烯电缆，终端采用冷缩制作，有防雨帽，暴露在室外；平时负荷变化较大，高峰负荷时4600KW左右，低谷时1000KW左右，用红外成像测温仪测量温度正常；电缆终端发生击穿前三年一直有轻微放电现象，运行人员初步判断为瓷瓶脏污。
二、原因分析
35千伏系统也曾多次出现接地现象，但电缆并未被击穿。那么究竟是什么原因造成电缆终端击穿呢？
固体电解质的击穿一般可分为：电击穿，热击穿和电化学击穿三种形式。我们接下来对击穿种类进行定性分析。
1）电击穿是由于电压很高，电场强度足够大时内部少量可自由移动的 载流子剧烈运动，与晶格上的原子发生碰撞使之游离，并迅速扩展而导致击穿。特点是：电压作用时间短，击穿电压高，与电场均匀度密切相关，但与环境温度及电压作用时间几乎无关。根据实际运行监视情况来看，击穿前半个小时后台机并未报电压越限，A相、C相并未报接地，B相电压也未升高到线电压。
2）热击穿，电击穿是高电压造成的击穿，热击穿是大电流造成的击穿。电介质在电场作用下，由于漏电流、电损耗或孔隙局部气体电离放电产生放热，材料温度逐步升高，随着时间延续，积热增多，当达到一定温度时，材料即行开裂、玻璃化或熔化，绝缘性能被破坏而导致击穿的现象。当外加电压足够高时，就可能从散热与发热的热平衡状态转入不平衡状态，若发出的热量比散去的多，介质温度将愈来愈高，直至出现永久性损坏，这说明热击穿是一个过程，电流较大，作用时间较长，从运行人员抄录的负荷及电缆参数来看，电缆允许通过的电流在350A左右，而当天的负荷保持在160A左右，当班人员无论是例行巡视还是全面测温，均没有发现有绝缘材料开裂和发热现象，因此热击穿可以完全排除。
3）电化学击穿，所谓电化学击穿，乃聚合物在高压电场作用下，发生介电击穿的一种机理。可以定性描述如下：如在高温和 高湿下或在直流和低频交流电作用下，材料内部发生电解作 用、使介质发生不可逆的化学变化，导致击穿场强降低，最后 被击穿。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电化学击穿一般需要时间较长、固体电介质受到电、热、化学和机械力的长期作用时，其物理和化学性能会发生不可逆的老化，击穿电压逐渐下降，长时间击穿电压常常只有短时击穿电压的几分之一。
三、对策分析
当聚合物表面或内部存在气泡时，其中的气体在高压电场作用下将会发生电离放电，被电场加速是离子或/和电子高速轰击聚合物表面或界面，导致聚合物大分子升温降解而老化；同时，放电产生的臭氧也可以导致大分子氧化老化，进而发生材料介电击穿。
1）电缆若长期超负荷时，则由于油温升高而产生膨胀油压，电缆铅包伸展；当负荷减少，电缆温度降低时，电缆铅包内部即会形成空隙。这些空隙在电场作用下，极易发生游离，使绝缘性能变坏，导致电缆击穿。另外，超负荷运行加速了绝缘的老化，缩短了电缆的寿命。
2）电缆头漏油电缆头漏油破坏了密封性，使绝缘油干枯，潮气侵入。当电缆绝缘中的水分从0.3％增加到0.7％左右时，电气强度平均降低20％～25％。此时，绝缘电阻变化更为显著，这也是电缆被击穿的主要原因之一。
3）外力损伤外力损伤包括外部机械损伤和地形变化受到的拉力，此外，还有一些是制造或敷设过程中造成的隐患（如磕碰、扭伤等）。
4）事故伤害如发生过接地或短路，当时损坏好像不太严重，但经过一段时间的运行就可能被击穿。
5）保护层失效。电缆的铅皮及铅皮外的钢铠、麻皮等也都有它的寿命。时间久了，麻皮会脱落，钢铠和铅皮会被腐蚀，以致会失去它们对绝缘层的保护作用而最终被击穿。当然，这与外部条件有很大关系，外部条件好，使用时间就长，外部条件不好，使用年限就短。
四、采取对策
针对电缆击穿的原因和对策分析我采取了一下措施来减少电缆击穿故障。
（1）加强管理，防止电缆机械损伤。
（2）合理控制用电负荷，减少电缆过负荷运行。
（3）加强电缆外防护层的绝缘维护，每隔2-3年要涂一层沥青，可有效防止电缆钢带锈蚀。
（4）加装均压罩和保护装置，在电缆屏蔽断口处加装金属材质的均压罩；将电缆接地一端直接接地，另外一端经保护接地。
五、结论
通过电缆头终端击穿故障的分析、采取合理措施后，增加电缆绝缘强度，降低电缆击穿故障发生率，减少了安全隐患。
论文作者:武胜欣
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/13
标签：电缆论文; 电压论文; 终端论文; 电场论文; 发生论文; 负荷论文; 相电压论文; 《电力设备》2017年第30期论文;