(1、本钢板材股份有限公司炼铁厂 辽宁省本溪市 117021;2、本钢机电安装公司 辽宁省本溪市 117021)
摘要：交联聚乙烯高压电缆的致命弱点之一就是其外绝缘护套损伤或者是中间接头密封不严导致水和潮气以及导电介质浸入电缆线芯绝缘表面，引起其绝缘减弱或形成“水树”，是交联聚乙烯高压电缆绝缘击穿事故的主要因素。
关键词：密封不严 水和潮气 绝缘击穿
前言：交联聚乙烯（简称XLPE）高压绝缘电缆，制造工艺先进，储存和运输方便，敷设容易，耐热性能好，传输容量大，运行维护简便等优点，深受用户的好评，是当今电力输送重要的产品。东北地区从七十年代初期开始生产和使用交联聚乙烯电缆至今已经走过了近五十年的历程，如今制造出的交联聚乙烯电缆绝缘等级越来越高，品种越来越全，使用范围也越来越广且一代产品比一代产品设计更加合理及人性化。然而通过近些年来高压电缆事故分析交联聚乙烯高压电缆受潮引发的事故承上升趋势，特别是投入运行十余年后的交联聚乙烯高压电缆事故率相对的高些，值得人们的关注，因此，研究探讨交联聚乙烯高压电缆受潮引发的事故很有必要。
案例
案例1：炼铁厂煤粉变电所共设两路10KV电源，受电电源分别采用ZR—YJV8.7/15KV 3×185m㎡交联聚乙烯高压电缆输送方式，全长约700米，其中从煤粉变电所端至能源总厂开关站电缆敷设方式为，400米为直埋200米为架空，后100米沿厂房电缆桥架进开关站。2015年7月一天煤粉变电所10KV一段显示B相接地故障且中速磨电机低电压保护动作跳闸，由于煤粉突然停止输送，影响了高炉的喷煤生产。经专业人员绝缘检查和耐压试验确定该电缆B相绝缘对地击穿，最后分别采用脉冲法、高压直闪法、测声法相互配合在距煤粉变电所端260米直埋处确定出了故障点，经挖开为一热缩附件电缆中间接头，割剖附件电缆中间接头B相呈现如下状态。
图片1：热缩管层“电化” 图片2：绝缘层“电化”
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案例2：炼铁厂6号高炉中控楼高压配电室一段二段两路电源分别取自供电厂1号开关站的一段二段，全长各2000米，两路电源均釆用ZR—YJV8.7/15KV 2（ 3×240m㎡）双根电缆输送方式，2018年7月2日高炉停炉65大修，由于6号高炉中控楼高压配电室的50余面高压柜老化严重这次也在升级改造范畴，首先更换二段25面高压柜时间点为2018年7月2日上午8时至2018年7月29日下午16时工期30天，作业内容包含旧高压柜内一、二次馈出线拆除利旧，其余盘间连线保留性拆除集中保管，新高压柜安装、试验，一、二次线利旧恢复、调试，受电运行。一段25面高压柜更换时间点为2018年8月2日上午8时至2018年8月26日下午16时工期24天，作业程序与二段相同，在8月20日根据项目指挥部要求一段具备受电条件，作业人员对改造后的高压柜系统作了全面检查并由工程监理以及业主相关部门专业人员组成联合验收组进行送电前验收，当检查到受电柜时联合验收组要求对停运20余天的受电高压电缆进行绝缘检查和泄漏耐压试验并出具合格试验报告后方可受电运行。由于该电缆不在改造范围因此没有引起人们高度重视，在得到验收组明确指示后中控楼高配室相关专业人员首先对高压电缆进行了绝缘检查，其中发现B相绝缘较其它两相低不少，AC两相为2000ΜΩ，后经电缆两端从开关上拆卸下来再分别检测，确定了两根电缆中其中一根电缆B相绝缘低于其它两相，为了确切判断有问题电缆B相绝缘偏低，专业人员全天从以下时间点对其进行了抽检。（没有问题的电缆绝缘电阻始终保持2000ΜΩ左右变化不大）
有问题的电缆绝缘电阻检查
从以上检测到的数据可以判断出电缆存在缺陷，第二天上午相关部门主管联系电气高压试验组专业人员到现场对高压电缆进行泄漏耐压试验。
泄漏试验数据如下：
以上电缆的绝缘检查和泄漏试验已经佐证了该电缆B相存在缺陷，这种缺陷就是人们常说的软故障，而这种软故障也许还能投入运行一段时间，但是能够运行多长时间这就需要看故障点的故障类型与故障“级别”了，有经验的人会根据用电级别和用电环境对软故障电缆继续投入运行，观察和监测其数据变化并判断其达到硬故障的临介，这样方便于故障查找，但一般重要负荷不会采用这种方法，而是采取各种手段排除故障。就这起案例而言专业人员先后采取了高压击穿法、电流法、脉冲法等查找方法，历时3天工作日最终确定了故障点为一根电缆的中间接头，打开时里面存了很多水。
图片1电缆里积水 图片2“水树”式故障
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从这两个故障类型来看都是由于电缆接头处密封不严导致水和潮气侵入而造成的。
交联聚乙烯（XLPE）高压电缆受潮的危害
交联聚乙烯（XLPE）绝缘电力电缆其有良好的防潮外护套作用，同时还根据使用环境不同对电缆的机械特性和耐腐性还有严格的要求，目的就是保证电力输送质量，然而在电缆的实际应用中不规范的施工或管理不到位，电缆外护套受到损伤造成水或潮气侵入电缆内部并长期运行，在这种环境下电缆绝缘会逐渐吸收含在电缆中的水分，在电场的作用下绝缘中水分就形成“水树”并老化使绝缘高分子裂解，达到饱和时电缆的绝缘电气和机械性能将急剧下降。“水树”变成“电树”向低电位处游离，达到一定时绝缘就被击穿，上述两起故障案例就属于此类型，因此“水树”形成的必要条件就是电缆外护套的损伤，确保电缆的外护套完好性是电缆安全运行的重要保证。
预防措施
交联聚乙烯（XLPE）绝缘的弱点之一就是在电缆运输、储存或是在运行中来自于外力导致电缆护套层损伤及电缆接头不规范电缆内部侵入水和潮气，无论何种原因杜绝电缆进水和受潮是必要条件，因此，要做好以下措施：
1、在运输装卸过程中，不应使电缆及电缆盘受到损伤，严禁将电缆盘直接从车上推下。
2、电缆敷设前外观无损伤，当对电缆密封有怀疑时应进行潮湿判断，直埋电缆和水底电缆应符合设计要求。
3、电缆敷设时应从电缆盘上方引出被免电缆与地面摩擦及拖拉，不许有绞拧和超出弯曲半径和其它机械损伤。
4、一旦电缆护套层面受到损伤必须及时处理，填料焊接、铠装缠绕等方法修补，修补后应保持良好的密封性能。
5、电缆接头的制作，必须按照电缆接头附件操作说明书进行操作，不允许偷工减料，特别是防水层要重叠缠绕至少三层以上，
铠装外护套和热缩附件必须仔细操作，做到严合无缝，终端接头制作密封胶条的正确使用，保证达到规范要求。
结束语
水树的形成来源于水和潮气侵入电缆绝缘层表面，因此预防水树的产生需要对交联聚乙烯（XLPE）绝缘电力电缆机理的认识，如何防范，如何管理都是对电缆运行的管理者和操作者提出了一个重要课题，愿和同行们共同学习分享不同的经验和管理方法。
参考文献：
特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司 电力电缆2009年第4期