110 kv以上電壓等級的高壓電纜，絕大部分采用單芯結(jié)構(gòu)。由于電纜運行時導(dǎo)體電流的電磁感應(yīng)，在金屬護層(護套和屏蔽層，下同)上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。為避免感應(yīng)電壓在金屬護層上形成環(huán)流，降低電纜的載流量，除在金屬護層的連接上采取措施外，電纜的外護套須具有良好的絕緣性能，使金屬護層對地絕緣。電纜的外護套受損，輕則引起電纜金屬護層環(huán)流增大，降低電纜線路的輸送容量；重則使金屬護套受到腐蝕，進而危及電纜的主絕緣，直至絕緣擊穿發(fā)生事故。
近年來，輸電電纜外護層故障造成電纜護層環(huán)流增加，電纜發(fā)熱，載流量降低的問題已經(jīng)引起了電力電纜運行管理人員的關(guān)注。但是由于一般不會引起停電事故，因此單芯電纜外護層接地故障的危害一直沒有受到足夠的重視。本文介紹的就是一個護層故障引起主絕緣故障的典型案例。隨著運行10年以上的輸電電纜逐漸增多，預(yù)計這類故障可能會越來越多，需要引起電纜運行管理人員重視。
據(jù)了解，我國目前在護層故障查找方面不是很好，這主要是由如下幾個原因引起的：
1.重視不夠。管理人員對護層故障的認識是:可以運行，很少引起主絕緣故障。認為護層故障沒要查找，所以不愿查找。
2.工作太忙，沒精力查找。查找方法落后，自然需要大量精力，沒精力，也就只好不查了。
3.找不到或不會查找。這主要表現(xiàn)為查找方法過于落后，通過看與摸的方式查找，沒有使用電纜故障探測儀器。這對于可以觸摸到電纜的地方，例如隧道和電纜井內(nèi)，是可以得，但對于直埋、穿管或故障點正好在溝槽內(nèi)托梁下方、防火帶內(nèi)等觸摸不到的地方就沒有辦法了。
如圖所示的是某220kV單芯電纜護層故障點的照片。這條電纜的主絕緣還沒有擊穿，敷設(shè)方式為沙土直埋。
故障原因一般都歸結(jié)為電纜接頭質(zhì)量或制作工藝不良，結(jié)論主要含有以下三種：
1.電纜接頭制作剝切時，傷到電纜芯線的外半導(dǎo)層，運行過程中由局部放電引起主絕緣擊穿。
2.煻鉛時間過長，鋁護套過熱燙傷電纜主絕緣，引起主絕緣擊穿。
3.電纜接頭制作時，鋁護套斷口打磨不徹底，有毛刺尖端，電場不均應(yīng)力集中引起主絕緣擊穿。
然而，在對本故障電纜接頭解剖時發(fā)現(xiàn)，接頭內(nèi)有大量水，但水未浸到接頭中間的金屬導(dǎo)體處，擊穿點位于煻鉛葫蘆根部與鋁護套連接處。這個擊穿位置非常特殊，表明引起擊穿的原因不是上述三種。因為這個位置不是在鋁護套的斷口處，而是在鋁護套內(nèi)，剝切時傷不到;并且如果因塘鉛時間過長，燙傷的位置也不應(yīng)該在這個地方，況且被燙傷的電纜也不可能運行這么長時間。所以，在對故障接頭解剖后的放電通道、水浸痕跡、氧化為渣土樣的鉛葫蘆仔細觀察分析后，得出本次造成主絕緣擊穿的原因是鉛葫蘆與鋁護套連接處進水、護層接地引起的。
分析認為故障大致的形成過程為：電纜長時間運行使煻鉛葫蘆外的防水層老化，產(chǎn)生縫隙，水浸至鉛葫蘆與鋁護套連接處，使護層發(fā)生接地故障;此接頭的護層直接接地點與護層故障接地點之間存在環(huán)流(這段電纜很短，環(huán)流增加很小，此為運行過程中沒有檢測出接地環(huán)流發(fā)生較大變化的原因)，環(huán)流流過故障點電離該處水分子，使鉛葫蘆與鋁護套的接口處被氧化侵蝕;常年侵蝕使接口處產(chǎn)生縫隙，縫隙慢慢擴大讓整個鉛葫蘆與鋁護套脫焊，同時水也進入到銅管內(nèi)，附著在芯線外半島上;與鉛葫蘆脫焊后的鋁護套處于懸空接地不良狀態(tài)(護層另一端為保護接地)，鋁護套上出現(xiàn)較高感應(yīng)電壓;感應(yīng)電壓使鋁護套與鉛葫蘆在接觸不良處放電，繼續(xù)氧化鉛葫蘆的同時也在燒灼鋁護套;鋁護套被燒穿后就會損傷主絕緣;主絕緣受傷后先是引起局部放電，然后產(chǎn)生泄漏，泄漏電流沿主絕緣上的外半導(dǎo)體層、水、銅管內(nèi)銅網(wǎng)屏蔽層、護層直接接地線傳至大地，在電纜主絕緣上形成一條彎曲的電流泄漏通道;泄漏電流使主絕緣損傷加大，最后造成主絕緣擊穿放電。
上述事故案例絕不是個案，目前我國運行十年以上的輸電電纜逐年增多，電纜接頭泡在水里或處于潮濕環(huán)境中的更是常見，同類事故存在多發(fā)的可能，須引起足夠重視。
對于防范這類事故的方法，筆者認為需做到如下幾點：
1)對于運行十年以上的輸電電纜，除了在環(huán)流異常時要測試護層絕緣外，還要增加定期測量護層絕緣的工作。
2)運行十年以上的輸電電纜，要增加接頭局放測試的頻率。
3) 要時，可把運行十年以上輸電電纜接頭的防水層加固一次。
4)盡量不要讓電纜在水或潮濕的環(huán)境中運行。
5)加強電纜檢測，出現(xiàn)護層故障，盡快進行查修。
武漢凱迪正大電氣有限公司是專業(yè)的電纜檢測儀器生產(chǎn)廠家，相關(guān)產(chǎn)品請參閱 電纜故障測試儀。 KD-216電纜故障智能測試儀是一套綜合性的電纜故障探測儀器。能對電纜的高阻閃絡(luò)故障，高低阻性的接地，短路和電纜的斷線，接觸不良等故障進行測試，若配備聲測法定點儀，可準確測定故障點的精確位置。特別適用于測試各種型號、不同等級電壓的電力電纜及通信電纜。
