电力电缆运行、故障及试验探讨

董洁琛

摘  要：电力电缆是当前城市供电网络采用的主要方式，本文对电力电缆发展进行了简单地介绍，并对电力电缆附件进行分析，然后对电力电缆故障统计和电力电缆试验技术进行了探讨。

关键词：电力电缆;运行故障;试验

最近一些年来，我国经济得到了快速的发展，对于电力的需求也不提升，电力短缺现象比较突出。在进行城市化建设时，应该为人们营造出良好的生存环境，地下铺设的电力电缆不断取代了架空线路，为创建整洁的市容创造了条件，城市地下电缆管网的是对电网技术水平进行衡量的重要指标。尤其是XLPE绝缘电缆可以实现较大的输送容量，不存在落差方面的约束，可以实现较为安全的运行，具有较长的使用寿命，已经得到了人们的广泛认可。

1电力电缆发展简史

早在十九世纪，国外就有学者提出了采用螺旋纸带绝缘的构想，并在1890年就生产出10kV同轴电缆，并应用在英国的伦敦市。进入到二十世纪，又提出了中空的充油电缆，从而解决了高压及超高压电力输送问题，之后地下铺设的地下电缆电压等级在不断提升。进入到二十世纪中期，瑞典生产的电缆等级达到了380kV。近期，美国及加拿大的电缆电压等级已经达到了530kV左右，现有的技术可以使地下铺设电缆电压等级达到了1100kV，意大利已经应用并安装了该种电缆。地下电力电缆输配电技术经过一个多世纪的发展，电缆绝缘材料从油纸、不滴流油纸、充油及充气绝缘，再到挤出电缆等，电压等级从原来的几百伏电压变成现在的500kV特高压。特别是二十世纪70年代左右，随着材料及电子技术的进步，促进了电力电缆制造技术发展。我国在十九世纪末期，在上海市应用了低压路灯电力电缆，成为国内应用地下电缆供电的开端。到了二十世纪中期，国内的6kV油纸绝缘电力首次问世，在1953年制造出10kV油纸绝缘电缆，1969年，国内生产的330kV充油电缆得到应用，在1982年开始对500kV充油电缆进行测试。国内的XLPE电缆技术虽然开始的比较晚，在1970年，国内开始生产10-35kV交联电缆，在1985年，在南京、广州等多个城市把110kV电缆投入使用，之后在发电机、变电站等场合进入了220-500kV的XLPE电缆。在二十世纪90年代，国内的首个自主生产的110kV XLPE今年缆在首钢进行了 应用，在1996年，我国生产的220kVXLPE电力电缆通过技术部门的鉴定，并在2002年经过武汉高压研究进行试验及验收，并开始进行推广和应用。上海市为了举办世博会，把市区内的架空输电线路都改用地下电缆进行供电，北京为举办奥运会把四环内的架空线路转成地下电力电缆配电。

2电力电缆附件概述

电力电缆线路是由电缆本体、附件（主要有中间接头及终端）、输配电线路和电力设备构成。生产制造电力电缆附件的厂家较多，随着我国对电力电缆进行规范，很多电缆命名正在不断进行规范。很多国家都应用XLPE电力电缆实现对地下的送电，所以，应该把电力电缆附件作重要内容，电力电缆附件具备的绝缘保护结构来对附件进行合理的划分，高压、超高压XLPE电缆附件可以分成预制型、绕包型及装配型三个类型 。同时，中低压XLPE电缆附件也被分成预制型、绕包型 、模塑型及热缩型四个类型。XLPE电力电缆附件的技术关键为绝缘结构内的电场应力控制，大多采用几何电场应力控制锥及参数型电场应力控制管两个办法。国内的XLPE电力电缆故障种类及数量来看，电缆中间接头故障占到了27%，多层固体复合介质沿面进行放电的原因，是引起中间接头被击穿主要原因，为电缆接头故障的97%，所以，电力电缆附件的研究工作主要调节及持续使应力锥及电缆主绝缘结合面间的压强，采用何种材料取代硅脂材料和沿面放电的问题。

3电力电缆故障统计

我国与发达国家地下电力电缆出现故障进行比较来看，故障率可高出10倍左右。引起电缆故障率高的原因主要为：1）上世纪70-80年代，投入使用的XLPE绝缘电缆是采用1+2挤出设备进行生产的，应用湿法蒸汽交联制造工艺，约有长度为3.7万公里长的质量无法保证的电缆应用在供电网络当中，很多电缆已经进入到故障高发时期。2）约有72%的电缆经常工作在超负荷状态，没有对其进行有效的维护。而且，受制于投资规模方面的制约，很多城市把原来应用的6kV油纸绝缘电缆提高到10kV电压系统当中，从而使电缆供电线路运行故障次数提升。3）国内在进行城市规划时，市政供水、绿化、通信等方面的基建工程会使电力电缆管道受到破坏，该种故障机率较高。4）没有对电力电缆提高重视，电缆的安全质量及维护水平不高。由于我国电缆制造业得到了较大的进步，電缆本体绝缘生产缺陷及电缆附件的安装质量引起的故障正在不断减少。

如果不存在外力破坏，电力电缆在应用后的1-5年是最容易出现故障的，主要是由于电缆本体和附件质量和安装问题。而投入应用后的5-25年，电缆进入到稳定的工作时期，出现故障的机率也显著减少，故障的主要原因为树枝状老化及附件受潮而产生的沿面放电。如果电缆应用25年，电缆树枝状老化问题会变得更加严重，出现故障的可能性也会增加。

4 XLPE电力电缆试验技术现状

电缆试验技术没有与电缆应用技术及制造同步，国内采用的XLPE绝缘电缆试验方法，还采用上世纪70年代的办法，很多内容都比较老旧，部分内容还采用油纸绝缘电力电缆的试验办法。在上世纪末，对电力设备预防性试验规程福建莆田地了修订，只采用了很少的篇幅提到XLPE绝缘电缆投入使用后的预防性试验办法，没有很好的操作性。

电缆的试验按着试验方法可以划分为离线及在线试验，按着试验性质可以分成破坏及非破坏试验。XLPE绝缘电力电缆具有很大的容量，对试验设备要求较高，在对试验办法及项目进行选用时，应该结合运输、试验场地、试验设备的重量及体积，并考虑试验条件等多个因素。当前，直流耐压试验是被各国认可的无害试验手段，其它的试验方法还在探索当中。

5结束语

综上所述，电力电缆被应用到多个领域，由于电缆的铺设方式、运行环境及和条件比较得杂，应该建立起专业化的管理机制，从而保证电缆线路的正常供电。电缆故障的原因多是由于受到外力破坏、于电缆附件质量存在缺陷或者安装质量引起的。电缆的试验最好采用直流耐压试验，可以有效地发现电缆绝缘质量问题。

参考文献：

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