第８期 ２０１７年８月 中国氯碱 Ｃｈｉｎａ Ｃｈｌｏｒ—Ａｌｋａｌｉ Ｎｏ．８ Ａｕｇ．，２０１７ 高压电缆接地故障的分析 冯建民 （内蒙古兰太实业股份有限公司，内蒙古自治区阿拉善盟７５０３３６） 摘 要：通过一起高压电缆接地事故，分析了电缆事故形成的原因。其中，包括电缆施工要求以及电 缆运行中的各种电老化现象，并通过工作经验对各种环节都予以考虑。 关键词：高压电缆；电老化；高阻接地；绝缘 中图分类号：ＴＱ０８３￣．１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９—１７８５（２Ｏ１７）０８—００４６—０２ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｃａｂｌｅ ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ ｆａｕｌｔ Ｆ Ｅ Ｇ Ｊｉｃｌｎ—ｍｉｎ （Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｌａｎｔａｉ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ａｌｘａ Ｌｅａｇｕｅ ７５０３３６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ａ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｃａｂｌｅ ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ ａｃｃｉｄｅｎｔ，ｃａｂｌｅ ｆｒｏｍ ｅｖｅｒｙ Ａｎｇｌｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｃｃｉｄｅｎｔ．Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｃａｂｌｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｃａｂｌｅ ｒｕｎ ｉｎ ｖａｒｉｏｕｓ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｇｉｎｇ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ，ａｎｄ ｂｙ ｈｉｓ ｏｗｎ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｌｉｎｋｓ ａｌｌ ｇｉｖｅ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｃａｂｌｅ；ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｇｉｎｇ；ｈｉｇｈ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ ａｎｄ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ １事故经过 ２０１４年３月，内蒙古兰太实业股份有限公司 氯酸钠分厂３７３线路发生接地事故。该线路由公司 ２２０ ｋＶ变电站出线，前５００ ｍ线路是电缆，电缆由 ２２０ ｋＶ变电所高压室下面电缆沟敷设，出电缆沟后 埋地敷设，在院墙外上架空线，架空线再到分公司 院墙外，再由电缆接架空线到氯酸钠高压室。晚上 障点。仪器接好后试验人员沿电缆走向探测，最终 发现故障点在电缆刚出电缆沟的地方，有明显的放 电痕迹。仔细观察电缆沟出口的时候发现在电缆故 障点下方是混凝土结构，当时可能敷设电缆的时候 电缆沟出口结构影响到电缆的敷设，电缆沟出口有 砸过的痕迹，有部分钢筋裸露出来，故障点正好在裸 露钢筋尖锐点上面。电缆敷设时间是２００９年，估计施 工人员在施工时没有遵守有关规定要求，存在野蛮 施工现象，电缆直接放到裸露钢筋上，没有采取防护 措施。再加上施工人员可能电缆上来回踩踏，造成 十一点左右２２０ ｋＶ变电所发现３７３线路有单相接 地故障。 维护人员进行分段排查故障。先上氯酸钠院墙 外架空线铁塔拆开故障相电缆，检查氯酸钠高压室 到院外架空线电缆没有问题；然后到２２０ ｋＷ变电 所院墙外断开架空线故障相电缆，检查架空线没有 问题。分析问题就可能在２２０ ｋＶ变电所出线到院外 电缆外保护层与钢筋突出尖锐部分接触点在外力作 用下受到损伤。 ２电缆故障分析 电缆在使用一定年限后，绝缘性能都存在一定 程度的劣化，这被称为“绝缘老化”。绝缘材料的老 化原因是多样性、复杂的，最具代表性的有：机械老 化、热老化、电压老化等。绝缘材料的老化主要表现 为绝缘电阻下降、介质损耗增大等，随着老化程度的 增加，在显微镜下观察可以发现有树枝状结构存在。 （１）绝缘材料老化。绝缘材料机械老化指在生 架空线这段电缆上。这段电缆先经过２２０ ｋＶ变电所 电缆沟大约３０ ｍ后改为埋地敷设，在２２０ ｋＶ变电 所南墙外上架空线，电缆是单芯电缆，型号２６／３５一 ＹＪＬＶ２２—５００。电气人员测电缆绝缘在５００ ｋｎ以上， 为高阻接地。电气人员在电缆沟内检查后没有发现 有明显的故障点，只能借助电缆故障测试仪判断故 第８期 冯建民：高压电缆接地故障的分析 ４７ 产，安装及运行过程中受到各种机械应力的作用下 年的热胀冷缩电缆的外保护层彻底被磨穿后就和 电缆沟结构内部钢筋网联通，这样电缆的金属铠装 发生的老化。这种老化主要是绝缘材料在机械应力 下产生微观的缺陷，这些微小的缺陷随着时间的增 加和机械应力的持续作用慢慢恶化，形成微小的 裂缝并逐渐扩大，直至引起局部放电等破坏绝缘 的现象；热老化指的是绝缘材料绝缘介质的化学 结构在热量的作用下发生化学变化，使得绝缘性 保护层就多了１个接地点，在金属屏蔽层和金属铠 装层之间形成回路。在电缆运行过程中就会在金属 层之间形成环流，如果环流大的话就会产生一定的 能下降的现象。一般情况下，热老化的速度随着 环境温度的升高而加快。用于绝缘的高分子有机 材料在热的长期作用下发生热降解，主要是氧化 反应；电老化是指在电场的长期作用下，电气设备 绝缘材料发生的老化。电老化机理复杂，包含因 为绝缘击穿产生的放电引起的一系列物理和化学 效应。 （２）施工损伤。单芯电缆的线芯和金属屏蔽层 的关系，可以看做是变压器的初级绕组。当单芯电 缆的线芯通过电流时就会有磁力线铰链金属屏蔽 层，使其两端出现感应电压。感应电压的大小和电 热量。再加上电缆本身通过电流就很大，造成电缆 本体温度比较高。随着时间的推移电缆受到的损伤 越来越大，绝缘水平也会逐渐下降。再加上电缆受 到损伤的地方在电缆出了电缆沟的地方，碰上下雨 天会使电缆浸在水中，在有水的情况下，运行电缆 老化程度会进一步加快。机械老化、热老化、电压老 化已经水的作用，会使电缆的绝缘最终经受不了电 压的作业而击穿放电。 ３电缆故障防范措施 虽然电缆在使用过程中会逐渐老化，但如果在 施工的过程中不严格按照要求施工，造成电缆机械 损伤就会加快电缆的老化过程，在各种因素的综合 作用下，会大大缩短电缆的使用寿命。所以在施工 过程中首先要选择合格产品，在产品质量上保证电 缆的长度和流过的电流成正比。在线路发生短路故 障或操作过电压冲击时，屏蔽层上就会形成很高的 电压。这次发生事故的电缆屏蔽层和金属铠装保护 层都是和大地连通的。通过现场查看，发现电缆在 施工过程中就因为施工不规范使电缆的外保护层 缆的使用寿命；二是要根据电缆不同的敷设方式和 长度，设计好整条线路的接地方式，在技术上保证 电缆的使用寿命；三是要在施工过程中严格管理， 按照正确的施工方式进行施工，在措施上保证电缆 受到一定的损坏。北方的四季气温变化大，电缆在 使用过程中随温度的变化会发生一定程度的热胀 冷缩，由于故障电缆敷设在尖锐的钢筋上，经历多 （上接第３０页） 表２氧气成本（以ｋｍ 计） 的使用寿命。通过以上措施保证工程的质量，减少 隐患的发生。 收稿日期：２０１７－０３－１０ （３）氧气阀门的操作不可用金属物进行敲击且 操作时要缓慢进行。 （４）严禁人员进入氮气增浓区域。如需进入需 进行彻底通风置换并取样合格，且在安全人员监督 下进入。 （５）防止冻伤。处理低温液体时需穿着符合要 求的防护用具，裤脚不能塞进鞋子内防止低温液体 直接接触皮肤。 ５结语 该套３１ ０００ Ｎｍ３／ｈ空分装置是青岛海晶化工集 团采用的第一套深冷工艺制氧制氮装置，装置运行 １年多，针对调试中出现的部分问题也进行了技术 改造，也为后续的稳定运行提供了保障。目前，此套 （２）工艺操作人员不能穿易产生静电的衣物。操 作人员衣物被氧气浸渍，应及时进行空气置换，避 免出现事故，切勿长时间在富氧环境下停留。 装置已完成性能验收并无事故完全稳定运行半年 以上。 收稿日期：２０】７—０５—０９