電力電纜的故障原因

來源：揚州國浩電氣有限公司 2025年07月12日 07:33

在正常環境中XLPE電力電纜的使用壽命一般為20-30年，然而在實際使用中電纜常常直接埋于地下或敷設在電纜溝內，導致電纜的使用壽命受敷設環境的影響極大。XLPE電纜長期與水分、土壤接觸，絕緣很容易受到腐蝕滲透，再加上電纜生產或安裝時的局部缺陷，在電、熱、水、油、機械外力、化學物質等的作用下，容易導致電纜加速老化，嚴重時可能發生短路等故障，導致電力系統無法正常運行。在惡劣環境中運行的電纜絕緣很容易損壞，根據有關部門統計，在電氣設備事故中電纜事故約占的比例為48%。

導致XLPE電纜發生故障的原因常常是在多種因素共同作用下造成的。因此，分析XLPE電纜故障的原因對于減少電氣事故的發生是十分重要的。綜合分析，導致XLPE電纜發生故障的原因主要有以下幾種。

1. 絕緣老化

1.1熱老化
電纜運行溫度超過電纜材料的允許溫度時，會產生氧化分解等化學反應，反應生成物由于電離作用，使電纜絕緣電阻和耐壓能力下降，可通過監測其直流高壓下的泄漏電流和測量交流電壓下的介質損耗角正切來判斷其絕緣情況。
1.2 電氣老化
絕緣內部氣隙、絕緣和屏蔽層之間的空隙部位的電暈放電會腐蝕絕緣，使電纜絕緣的耐壓強度下降，這是由電暈造成的絕緣老化。由于屏蔽層上有尖狀突起，引起局部放電，并逐漸發展為樹枝狀放電。因樹枝狀放電引起耐電強度下降，稱為電樹枝老化。
電氣老化程度可通過監測電纜的局部放電程度來判斷。但由于現場干擾嚴重，而規程規定電纜的局部放電水平要求較高，因此，在線監測電纜局部放電的難度很大。
1.3 水樹枝老化
有機材料的吸水現象在短時間內是不會有影響的，但長時間受水侵漬，材料將開始吸潮。由于電纜長時間在高場強下工作，水分將呈樹枝狀侵蝕電纜，形成水樹枝老化。
從形式上看，水樹枝老化分三種形式；內導水樹枝狀老化和外導水樹枝狀老化是由電纜屏蔽的突起造成；蝴蝶領結式水樹枝老化則是由絕緣內的氣隙或雜質造成的。
水樹枝老化也可用監測其介質損耗角正切或直流泄漏電流等辦法來監測。
1.4 化學性老化
化學性老化多發生在石油化工部門，其形態是溶脹、溶解、龜裂或化學樹枝狀老化。電纜的這種絕緣狀態亦可用測量介質損耗角正切和直流泄漏電流來判斷。
綜上所述，這些電纜的絕緣老化程度均可通過測量電纜的介質損耗角正切、直流泄漏電流或局部放電等辦法來判斷，這些方法一般均在停電離線的狀態下完成，介質損耗角正切則可采用在線監測的方法。

2. 機械損傷

機械損傷是指電纜受到直接的外力損壞造成的損傷。外力的破壞主要有交通運輸以及施工所造成的損壞，如搬運、打樁、挖土等都可能造成電纜的破壞。重載車輛行駛時產生的震動也會造成埋在公路以及鐵路附近的電纜的破壞。電纜在敷設過程中也會因為彎曲過度或拉力過大而造成電纜絕緣層的損壞，也會因土壤下沉所形成的拉力或地震等自然現象而導致電纜故障的發生。

3. 過電壓

內部過電壓和雷擊過電壓是指電纜所能承受的電應壓力超過其允許值而造成的電纜絕緣擊穿現象。通過對實際故障情況的分析研究表明，大多數電纜戶外終端頭的故障是由雷擊過電壓所引起的，在發生雷擊過電壓的時候電纜本身的缺陷也會導致故障情況的發生。

4. 材料缺陷以及制作工藝的影響

材料缺陷主要表現在三個方面；一是電纜制造的問題，在制造鋁保護層過程中留下的缺陷，即在包纏電纜絕緣過程中，紙絕緣上出現裂損、褶皺、重疊間隙以及破口等缺陷；二是制造電纜附件時存在的缺陷，如瓷件的機械強度不夠、鑄鐵件存在砂眼、零件組裝時不夠密封以及部分零件不符合國標規定等；三是對電纜的保護工作做的不夠，造成電纜絕緣老化、臟污、受潮等。電纜的設計制造問題是指電纜屏蔽處理不當，導體連接不良，機械強度不足等。

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