电缆绝缘击穿事故分析及防范措施
交联聚乙烯(XLPE绝缘)电缆结构简单、电气性能和耐热性能稳定、抗腐蚀、机械强度高、传输容量较大、易于弯曲、附件接头简单、安装敷设方便,具有聚率乙烯(PVC绝缘)电缆无法比拟的优点。因此,交联聚乙烯绝缘电缆广泛应用于交流50Hz、额定电压6~35kV的输配电线路,主要功能是输送电能。但是,在交联聚乙烯绝缘电缆附件选用、安装和电缆头制作过程中,由于制作工艺不规范造成的电缆头绝缘击穿事故时有发生,影响了电力系统的供电可靠性。
事故经过
2017-04-01T09:56:07,龙口水电站5号发电机纵差保护动作,跳机组灭磁开关、跳机组出口805开关,机组监控系统执行事故停机流程后停机。
机理分析
如图所示,对故障电缆的终端头拆开进行检查,发现如下问题:
(1)半导体层切断处断口不平整、光滑,台阶处未做成坡形,导致半导体切口处电场畸变,容易发生放电。
(2)电缆主绝缘未打磨光滑,有半导体层残留,且切口处可以观察到刀痕,使电缆主绝缘下降,受伤处击穿电压下降,容易在薄弱处发生击穿。
(3)半导体屏层断口处未加装应力管,导致断口处的电场应力(电力线)较集中,没有很好改变断口处的电场分布。
(4)半导体层外露尺寸超过制作要求,影响了电缆对地的爬电距离,对地泄漏电流变大,长期运行容易引起发热,导致绝缘逐步老化。
(5)半导体层划伤,存在气隙,气隙处产生局部放电,虽然不会立即导致整个绝缘介质的击穿,但是气隙内部会逐步形成电“树枝”,并向纵向发展,使得绝缘发生老化,直至发生绝缘电击穿或热击穿。