10kV電纜絕緣擊穿事故分析及防范措施

交聯(lián)聚乙烯（XLPE絕緣）電纜結(jié)構(gòu)簡單、電氣性能和耐熱性能穩(wěn)定、抗腐蝕、機械強度高、傳輸容量較大、易于彎曲、附件接頭簡單、安裝敷設(shè)方便，具有聚率乙烯（PVC絕緣）電纜無法比擬的優(yōu)點。因此，交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜廣泛應(yīng)用于交流50Hz、額定電壓6～35kV的輸配電線路，主要功能是輸送電能。但是，在交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜附件選用、安裝和電纜頭制作過程中，由于制作工藝不規(guī)范造成的電纜頭絕緣擊穿事故時有發(fā)生，影響了電力系統(tǒng)的供電可靠性。

事故經(jīng)過

2017-04-01T09:56:07，龍口水電站5號發(fā)電機縱差保護動作，跳機組滅磁開關(guān)、跳機組出口805開關(guān)，機組監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行事故停機流程后停機。

機理分析

如圖所示，對故障電纜的終端頭拆開進行檢查，發(fā)現(xiàn)如下問題：

(1）半導(dǎo)體層切斷處斷口不平整、光滑，臺階處未做成坡形，導(dǎo)致半導(dǎo)體切口處電場畸變，容易發(fā)生放電。

(2）電纜主絕緣未打磨光滑，有半導(dǎo)體層殘留，且切口處可以觀察到刀痕，使電纜主絕緣下降，受傷處擊穿電壓下降，容易在薄弱處發(fā)生擊穿。

(3）半導(dǎo)體屏層斷口處未加裝應(yīng)力管，導(dǎo)致斷口處的電場應(yīng)力（電力線）較集中，沒有很好改變斷口處的電場分布。

(4）半導(dǎo)體層外露尺寸超過制作要求，影響了電纜對地的爬電距離，對地泄漏電流變大，長期運行容易引起發(fā)熱，導(dǎo)致絕緣逐步老化。

(5）半導(dǎo)體層劃傷，存在氣隙，氣隙處產(chǎn)生局部放電，雖然不會立即導(dǎo)致整個絕緣介質(zhì)的擊穿，但是氣隙內(nèi)部會逐步形成電“樹枝”，并向縱向發(fā)展，使得絕緣發(fā)生老化，直至發(fā)生絕緣電擊穿或熱擊穿。