討論高壓電纜常見問題產(chǎn)生的原因

電纜是供電設(shè)備與用電設(shè)備之間的橋梁，起傳輸電能的作用。應(yīng)用廣泛，因此故障也經(jīng)常發(fā)生，下面簡要的分析YJV高壓電纜常見問題產(chǎn)生的原因，按照故障產(chǎn)生的原因進行分類大致分為以下幾類：廠家制造原因、施工質(zhì)量原因、設(shè)計單位設(shè)計原因、外力破壞四大類。

　　電纜是供電設(shè)備與用電設(shè)備之間的橋梁，起傳輸電能的作用。應(yīng)用廣泛，因此故障也經(jīng)常發(fā)生，下面簡要的分析YJV高壓電纜常見問題產(chǎn)生的原因，按照故障產(chǎn)生的原因進行分類大致分為以下幾類：廠家制造原因、施工質(zhì)量原因、設(shè)計單位設(shè)計原因、外力破壞四大類。

　　一、廠家制造原因

　　廠家制造原因根據(jù)發(fā)生部位不同，又分為電纜本體原因、電纜接頭原因、電纜接地系統(tǒng)原因三類。

　　1、電纜本體制造原因

　　一般在電纜生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)的問題有絕緣偏心、絕緣屏蔽厚度不均勻、絕緣內(nèi)有雜質(zhì)、內(nèi)外屏蔽有突起、交聯(lián)度不均勻、電纜受潮、電纜金屬護套密封不良等， 有些情況比較嚴(yán)重可能在竣工試驗中或投運后不久出現(xiàn)故障，大部分在電纜系統(tǒng)中以缺陷形式存在，對電纜*ān全運行造成嚴(yán)重隱患。

　　2、電纜接頭制造原因

　　高壓電纜接頭以前用繞包型、模鑄型、模塑型等類型，需要現(xiàn)場制作的工作量大，并且因為現(xiàn)場條件的限制和制作工藝的原因，絕緣帶層間不可避免地會有氣隙和雜質(zhì)，所以容易發(fā)生問題。國內(nèi)普遍采用的型式是組裝型和預(yù)制型。

　　電纜接頭分為電纜終端接頭和電纜中間接頭，不管什么接頭形式，電纜接頭故障一般都出現(xiàn)在電纜絕緣屏蔽斷口處，因為這里是電應(yīng)力集中的部位，因制造原因?qū)е码娎|接頭故障的原因有應(yīng)力錐本體制造缺陷、絕緣填充劑問題、密封圈漏油等原因。

　　3、電纜接地系統(tǒng)

　　電纜接地系統(tǒng)包括電纜接地箱、電纜接地保護箱(帶護層保護器)、電纜交叉互聯(lián)箱、護層保護器等部分。一般容易發(fā)生的問題主要是因為箱體密封不好進水導(dǎo)致多 點接地，引起金屬護層感應(yīng)電流過大。另外護層保護器參數(shù)選取不合理或質(zhì)量不好氧化鋅晶體不穩(wěn)定也容易引發(fā)護層保護器損壞。

SYV75-5 -7 -9 -12視頻電纜 　　二、施工質(zhì)量原因

　　因為施工質(zhì)量導(dǎo)致高壓電纜系統(tǒng)故障的事例很多，主要原因有以下幾個方面：

　　1、現(xiàn)場條件比較差，電纜和接頭在工廠制造時環(huán)境和工藝要求都很高，而施工現(xiàn)場溫度、濕度、灰塵都不好控制。

　　2、電纜施工過程中在絕緣表面難免會留下細(xì)小的滑痕，半導(dǎo)電顆粒和砂布上的沙粒也有可能嵌入絕緣中，另外接頭施工過程中由于絕緣暴露在空氣中，絕緣中也會吸入水分，這些都給*ān全運行留下隱患。

　　3、安裝時沒有嚴(yán)格按照工藝施工或工藝規(guī)定沒有考慮到可能出現(xiàn)的問題。

　　4、竣工驗收采用直流耐壓試驗造成接頭內(nèi)形成反電場導(dǎo)致絕緣破壞。

　　5、因密封處理不善導(dǎo)致。中間接頭必須采用金屬銅外殼外加PE或PVC絕緣防腐層的密封結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)場施工中保證鉛封的密實，這樣有效的保證了接頭的密封防水性能。

     三、設(shè)計原因

　　因電纜受熱膨脹導(dǎo)致的電纜擠傷導(dǎo)致?lián)舸＝宦?lián)電纜負(fù)荷高時，線芯溫度升高，電纜受熱膨脹，在隧道內(nèi)轉(zhuǎn)彎處電纜頂在支架立面上，*大負(fù)荷運行電纜蠕動力量很大，導(dǎo)致支架立面壓破電纜外護套、金屬護套，擠入電纜絕緣層導(dǎo)致電纜擊穿。

防海水電纜及技術(shù)難點

交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜（XLPE）

交聯(lián)聚乙烯絕緣（XLPE）海底電纜發(fā)展于上世紀(jì)80年代，多數(shù)用于220kV及以下電壓等級［1］，其制造和運行經(jīng)驗還遠(yuǎn)不如充油海底電纜．截止到目前，電壓等級zuì高的XLPE交流海底電纜是耐克森（NEXANS）公司正在為位于挪威海的大型OrmenLange天然氣田安裝的2.2km長的420kV4根單心海底電纜．500kV交流長距離海底電纜，目前應(yīng)用的僅有充油電纜．

與充油電纜相比，XLPE電纜具有以下優(yōu)點：

①XLPE電纜是固體絕緣，不需復(fù)雜的充油系統(tǒng)，不需要檢測油位、控制油壓，運行費用低；

②XLPE電纜沒有鉛護套，彎曲半徑小、質(zhì)量輕，可生產(chǎn)、敷設(shè)的長度更長，且在敷設(shè)安裝和運輸時都要比充油電纜簡單；

③XLPE海底電纜的電氣性能和機械性能也都優(yōu)于充油電纜．正因如此，XLPE絕緣海底電纜的發(fā)展有著更廣闊的前景，但也有眾多技術(shù)問題尚需解決．普通的交聯(lián)聚乙烯電纜在直流電壓作用下，電纜絕緣中的空間電荷會在某處集中，從而造成此處局部場強過高而被擊穿．在絕緣材料中采用添加劑可以減緩電纜絕緣中空間電荷累積，使得交聯(lián)聚乙烯電纜可以用于直流高壓供電．2002年，dì一根擠包型單心直流海底電纜（輕型直流電纜，瑞典ABB），電壓±150kV，長度40km，容量330MW，用于連接紐約長島和美國的康涅狄格．這種直流海底電纜采用3層聚合材料擠壓成單極性電纜，內(nèi)外屏蔽層與絕緣層同時擠壓，具有高強度、環(huán)保和便于掩埋等優(yōu)點，適用于深海等惡劣環(huán)境．

XLPE絕緣直流海底電纜現(xiàn)zuì高電壓可達320kV交流電纜絕緣中的等效電容隨電纜長度增加而增大，在能量傳輸過程中，等效電容與電源間不停地進行著充電放電，其充電電流可達到*值而影響正常有功負(fù)荷的傳輸，所以交流海底電纜有個理論上的極限傳輸距離，多個跨海工程表明，該距離約為40km［3］，超過這個距離，采用交流傳輸電能就不具經(jīng)濟性了．而直流電纜長度不受充電電流限制，無需無功補償裝置，制造安裝簡便，介損和導(dǎo)體損耗小，有著良好的市場前景．但高壓直流海底電纜還有如空間電荷積累機理及其抑制方法、直流電壓下的絕緣老化機理、新開發(fā)絕緣材料的*穩(wěn)定性，局部放電的影響等眾多問題有待研究解決．"

一般超高壓交流海底電纜都是單心的，但由于3心交流海底電纜可以節(jié)省生產(chǎn)和敷設(shè)的費用，所以大截面、

高電壓等級的3心XLPE交流海底電纜也在逐步推廣．2008年，耐克森公司在加拿大敷設(shè)了世界上dì一根電壓達245kV的3心XLPE絕緣海底電纜．聚乙烯（PE）絕緣電纜和EPR（乙丙橡皮）絕緣電纜乙丙橡皮電纜與XLPE電纜（tgδ≤0.0005）相比，介損正切值tgδ、和介電常數(shù)ε都比較大，但與聚乙烯電纜相比更能防止樹枝及局部放電，一般只用于中等電壓的海底電纜．截至目前為止，zuì高等級的乙丙橡皮海底電纜是2001年安裝在意大利威尼斯－穆拉諾－梅斯特（Venezia-Murano-Mestre）的150kV海底電纜．SYV75-5 -7 -9 -12視頻電纜

充氣式電纜

充氣式海底電纜在結(jié)構(gòu)上與充油電纜很相似，也使用預(yù)先浸漬好的紙帶做絕緣，再充入帶壓力的氮氣，帶壓力的氣體填充了紙帶間的空隙，提高了擊穿電壓．充氣式海底電纜可用于交直流輸電，它比充油式電纜更適合于較長的海底電纜網(wǎng)．但由于需在深水下使用高氣壓操作，故此增加了設(shè)計電纜及其配件的困難，該電纜一般限于水深為300m以內(nèi)．

海底電纜的相關(guān)技術(shù)問題

海底電纜的防水

當(dāng)機械應(yīng)力或外力造成電纜護套及絕緣損傷、接頭損壞時，潮氣或水分會沿著電纜縱向和徑向間隙浸入，降低絕緣的電氣強度，因此多數(shù)高壓海底電纜都具

有防止水分入侵的縱向、徑向防水措施．徑向措施主要是在絕緣屏蔽和金屬屏蔽層外面繞包半導(dǎo)電阻水膨脹帶，在金屬屏蔽層外面添加金屬防水層即金屬護套，中壓電纜電場強度相對較低，一般使用鋁塑復(fù)合護套，也有僅用聚合物護套的，高壓電纜則采用鉛、鋁、不銹鋼的金屬密封套．聚合物護套具有防水性，但卻有一定的吸水率，這是因為其結(jié)構(gòu)主要是由結(jié)晶相和無定形相組成的半結(jié)晶高聚物．結(jié)晶相結(jié)構(gòu)緊湊，無定形相中的分子排列疏松，分子間存在較大的間隙．在交變電場的作用下，極性的水分子不斷來回翻轉(zhuǎn)，可以透過間隙和晶界缺陷處滲透到絕緣材料中．采用聚合物護套時，護套里要加具有吸水作用的阻水劑．

縱向阻水主要采用①壓緊型線心；②在導(dǎo)線之間和纜心屏蔽區(qū)添加阻水性物質(zhì)，阻斷水分在纜心中的擴散通道．縱向阻水采用阻水粉填充效果好，它的吸水量為自身的幾十倍乃至幾千倍，吸水強度大、膨脹率高，吸水后可迅速膨脹形成凝膠狀物質(zhì)，阻塞滲水通道，終止水分和潮氣的進一步擴散和延伸，使受潮電纜的長度降到zuì低。