电缆树枝放电介绍.ppt

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1、35kV及以下塑料绝缘电力电缆在运行中产生的故障简析电缆故障产生的原因根据国内外报导，XLPE电缆发生事故的原因如下：1.水树枝劣化它是XLPE电缆事故的主要原因，约占事故的71%，多发生于自然劣化。2.铜屏蔽带断裂在铜屏蔽带一端接地的电缆中，当铜屏蔽带断裂时，非接地一端的铜屏蔽带成为非接地状态，该铜屏蔽带上将感应出高电压，这个高电压若导致断裂部位发生放电，往往引起绝缘破坏。断裂部位放电的示意图如图所示。铜屏蔽带断裂的特征是：（1）单芯电缆比三芯电缆的事故多。（2）从投运到破坏的时间，从数周到数年不等。（3）断裂部

2、位的导体电阻增大到数千欧，不能保护非接地侧电缆的对地闪络。（4）断裂部位放电时冒火、冒烟，严重时可能引起火灾。3.铜屏蔽接地故障XLPE电缆铜屏蔽接地故障已逐渐引起现场的重视。例如某地区的XLPE电缆多半采取直埋方式，为此将终端头的铜屏蔽地线和钢铠地线分别引出，接地线截面分别不小于25mm2和10mm2，从热缩手套下引出时应互相绝缘，通过以上两项改进，就有条件在终端头处定期测量钢铠对地和钢铠对铜屏蔽的绝缘电阻，可间接反映电缆内、外护套有无损伤，从而可以判断电缆是否受潮。检测发现电缆铜屏蔽接地，在某变点所终端侧绝缘电阻为0

3、.01MΩ。电缆敷设示意图如图所示。进一步检测发现，故障点的位置在离变电所1973m的4号电缆接头上。把4号接头刨开，把接头内、外护套分别剥开检查，发现造成铜屏蔽接地的原因是内、外护套搭接处密封不严，钢铠甲和铜屏蔽处均有潮气存在。针对故障原因，用喷灯对该接头进行充分排潮后，把铜屏蔽在接口处断开，分别遥测接头两侧铜屏蔽对地绝缘电阻，测量结果是：变电所侧为4.5MΩ，终端侧为5MΩ。由于处理及时，避免了事故发生。４.电缆护层故障单芯XLPE电缆能否安全可靠地运行，与其护层能否安全可靠运行关系密切。电缆护层采用一端接地方式时，要

4、求该电缆的护层必须绝缘良好。当电缆护层发生接地时，运行中电缆护层将受到交变磁场的作用，在铝波纹护层上将产生感应电压，使直接接地端和电缆护层的绝缘不良处产生“环流”。“环流”使铝波纹层发热，并使输送容量降低30%～40%；而且严重的可将金属护层烧穿，护层烧穿后将使电缆的主绝缘裸露在外，与地下（或空气中）的水分或潮气相接触，使绝缘层遭受破坏，最终导致绝缘击穿。５.线芯屏蔽层厚薄不均匀电力电缆线芯在紧压过程中容易产生尖锐毛刺。随着运行电压升高，导体表面电场增大，毛刺尖端电场严重畸变，导致引发主绝缘树枝状放电。因此，3kV及以上的

5、XLPE电力电缆均要求设计由半导电材料构成的线芯屏蔽层和绝缘屏蔽层。半导电线芯屏蔽层的主要作用是：均匀线芯表面电场、防止气隙、提高电缆局部放电电压、屏蔽线芯毛刺、抑制树枝引发和树枝状放电，还起热屏障作用。因此它直接影响电缆的安全运行和寿命。例如：（1）某YJV-26/35型、3×400mm2的XLPE电缆投入运行8天后发生故障，电缆本体绝缘几乎全部烧融，铜芯均有过热退火痕迹，位于铜屏蔽接地处上方16mm和51mm两处的铜线芯被烧熔化为黄豆大小粒状，铜接线端子完好。（2）某YJV-26/35型、3×400mm2的XLPE电

6、缆敷设竣工后做直流耐压试验时，在距一端点约4.7m处发生击穿。现场解剖检查、分析两起故障电缆、起主绝缘和绝缘屏蔽层无明显制造质量问题，而线芯屏蔽层厚薄不均匀，最薄处厚度约0.67mm，最后处厚度约1.22mm，碳黑分散比较均匀，体积电阻率约为106Ω·cm。因此，可以判断：故障的原因是线芯屏蔽层比较薄、体积电阻率偏高，不足以屏蔽线芯毛刺或铜屑所引起的畸变电场尖端放电，主绝缘迅速被破坏，最后导致电击穿。塑料电缆的树枝放电老化塑料绝缘电力电缆运行的可靠性，除绝缘材料本身特性不良外，其决定因素就是电缆绝缘结构的完善程度。在电缆绝

7、缘层中恶化的电场将导致场致发射，引发电树枝、水树枝，最终使电缆绝缘层击穿。塑料电力电缆的运行寿命与其绝缘中树枝老化的现象密切相关，这是在20世界60年代和70年代被发现的。由于发现了塑料电缆击穿前的这种“预击穿”现象，引起世界各国电缆制造界的极大兴趣。1.树枝老化简介有机材料的树枝化是由于材料内部细微开裂造成的，开裂的细小通道如同冬天无树叶的树枝状——有枝干、分枝、枝芽。“树枝”就是这种中空开裂现象的统称。实际上，它的形状已大大地超越了“树枝”的概念。塑料电缆的树枝化放电现象也是固体介质击穿前漫长的先导击穿过程，在引发树枝

8、萌芽之前已有漫长的诱导（诱发）期。树枝引发后，或者很快发展到固体击穿，或者经漫长的发展（老化）过程，最后导致固体介质击穿（电老化击穿）。树枝放电通常指树枝的发生、发展的全过程，也有特指管道细微开裂中的气体的局部放电。各种有机材料中，管道细微开裂的引发，可以是原有亚微观裂纹的存在；或气隙、水分、化学杂质的