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高壓XLPE電纜安全運(yùn)行隱患分析與防范

文檔作者：徐紹軍黃鶴鳴陳平文檔來源：北京電力電纜公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年02月22日
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上一篇：高壓充油電纜與交聯(lián)聚乙烯電纜的比較

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2007年第3期
No．3 20O7
電線電纜
Electric W ire&amp;amp; Cable
2007年6月
Jun．，2007
高壓XLPE電纜安全運(yùn)行隱患分析與防范
徐紹軍， 黃鶴鳴， 陳 平
(北京電力電纜公司，北京100013)
摘要：分析了影響高壓交聯(lián)聚乙烯(XLPE)絕緣電力電纜長期運(yùn)行的各種隱患，并以實例說明了其危害性，提
出了防范措施。
關(guān)鍵詞：高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜；線路；運(yùn)行安全；隱患；防范
中圖分類號：TM247．1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672 6901(2007)03。0037—03
Analysis of the Hidden Troubles Afecting the Safe Operation of
HV XLPE P0wet Cables and Preventive M easures
XU Shao-jun．et al
(Beijing Power Cable Co．，Ltd．，Beijing 100013，China)
Abstract：This paper analysed the hidden troubles afecting the long-term safe operation of HV XLPE power cab les an d
identified the hazards，taking practical case as an example．Th e authors also recommended preventive measures．
Key words．HV XLPE power cab le；line；safety of operation；hidden trouble；preventive measures
0 引 言
在我國用電環(huán)境普遍緊張的情況下，各級各種
電網(wǎng)設(shè)備長期處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。隨著社會的發(fā)
展，110 kV及以上電壓等級的交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電
力電纜應(yīng)用越來越廣泛，電纜網(wǎng)在電力系統(tǒng)中已占
有非常重要的地位。這些都意味著我們對電纜長期
安全可靠運(yùn)行的要求將越來越高。
近年來，電纜本體及附件事故屢有發(fā)生，而且事
故發(fā)生頻率有所升高。隨著運(yùn)行電纜逐年老化，電
纜本體及附件事故在今后多年內(nèi)都將是我們不得不
面臨的嚴(yán)峻問題。
如何能有效杜絕電纜事故的發(fā)生?保障電纜線
路的安全可靠運(yùn)行，應(yīng)從線路的隱患人手、及時消除
隱患，做好防范工作，為電纜線路的運(yùn)行營造一個良
好的內(nèi)、外部環(huán)境。只有這樣，我們才能將事故消滅
在萌芽狀態(tài)。
1 高壓XLPE電纜隱患分析
高壓電纜線路隱患大致可以歸納為兩大部分：
(1)電纜及附件的內(nèi)在因素，比如絕緣老化，設(shè)
計、施工不良，或者制造及材料缺陷等；
(2)電纜線路的運(yùn)行環(huán)境問題，比如隧道環(huán)境、
收稿日期．'2006．12．20
作者簡介：徐紹軍(1975一)，男，湖北漢川人，工程師．
作者地址：北京市東城區(qū)和平里民旺南胡同甲18號
[100013]．
外力破壞、戶外污穢等。
1．1 電纜制造過程中遺留隱患
電纜各部分的原材料質(zhì)量、生產(chǎn)工藝的控制等
因素將直接影響電纜的質(zhì)量。原材料的純度、質(zhì)量
不夠、批量生產(chǎn)工藝控制不當(dāng)?shù)榷伎赡芙o電纜長期
運(yùn)行埋下致命隱患。
1998年、2001年、2005年北京電力公司孫湖、湖
花線路連續(xù)發(fā)生接頭擊穿事故，經(jīng)解剖后發(fā)現(xiàn)，電纜
中間接頭應(yīng)力錐材質(zhì)不合格是發(fā)生事故的主要原
因。
2005年北京電力公司張蓮一線路連續(xù)發(fā)生接
頭擊穿事故，經(jīng)解剖后發(fā)現(xiàn)，電纜中間接頭生產(chǎn)工藝
控制不當(dāng)是發(fā)生事故的主要原因。
1．2 電纜設(shè)計環(huán)節(jié)遺留隱患
電纜線路設(shè)計壽命通常約為30年，但部分線路
設(shè)計選型不能滿足其負(fù)荷的持續(xù)增長。經(jīng)濟(jì)的迅猛
發(fā)展帶動用電負(fù)荷持續(xù)高速增長，電纜的設(shè)計選型
必須考慮今后的發(fā)展，并適當(dāng)留有裕度。北京電力
公司原220 kV石八雙電纜線路1992年投運(yùn)，設(shè)計
選型為XLPE一1×630 mm2，該線路投運(yùn)后長期處于
高負(fù)荷運(yùn)行，并逐漸發(fā)展成為電網(wǎng)瓶頸，2005年公
司對其進(jìn)行改造，電纜更換為XLPE一1×1600 mm 。
電纜線路局部遷改后，原本平衡的交叉互聯(lián)接
地系統(tǒng)被破壞。例如，目前，由于地鐵、熱力等地下
管線施工而使電纜線路局部遷改的情況很多，部分
線路繼續(xù)架空入地的工程也常有。這些局部遷改工
程的設(shè)計有時候沒有整體考慮電纜線路的接地情
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2007年第3期
No．3 20o7
電線電纜
Eleetile Wire&amp;amp; Cable
2007年6月
Jun．，2007
況，使接地系統(tǒng)交叉互聯(lián)段出現(xiàn)不平衡，金屬護(hù)套接
地電流過大，既影響了電纜線路的載流量，又加速了
電纜絕緣的老化。
北京電纜網(wǎng)內(nèi)110 kV及以上電纜線路的設(shè)計
出現(xiàn)了很多串接、并接現(xiàn)象，給故障查找?guī)砝щy，
最多時有6路110 kV電纜串在一起。和10 kV電纜
網(wǎng)不同，110 kV及以上電纜還不能進(jìn)行有效的故障
分段指示，一旦發(fā)生故障，串接、并接現(xiàn)象就會給故
障查找?guī)順O大的困難。
1．3 電纜施工過程遺留隱患
線路敷設(shè)過程中，牽引力、側(cè)壓力、扭力等控制
不當(dāng)，或者彎曲半徑不滿足要求，使電纜金屬護(hù)套、
屏蔽層或絕緣留下隱患，雖然當(dāng)時試驗合格，但運(yùn)行
一段時間后，這些隱患將逐漸顯現(xiàn)出來。
電纜附件制作過程中，周圍環(huán)境不滿足要求將
帶來許多隱患，比如：空氣濕度大、環(huán)境溫度低、空氣
內(nèi)雜質(zhì)或灰塵太多等問題，會使附件內(nèi)含有過量水
氣和雜質(zhì)，嚴(yán)重縮短電纜及附件壽命。
電纜附件制作過程中，工藝尺寸和質(zhì)量控制出
現(xiàn)偏差將產(chǎn)生嚴(yán)重后果。尺寸誤差超出允許范圍、
關(guān)鍵部位(比如應(yīng)力錐端部外半導(dǎo)電層斜坡的處理)
質(zhì)量控制不好，將最終導(dǎo)致附件擊穿。北京電力公
司也發(fā)生過類似的事故。
1．4 電纜運(yùn)行環(huán)境帶來的隱患
近年來，電纜線路外力破壞事故形勢嚴(yán)峻，直接
威脅著電纜線路的安全運(yùn)行。北京電力公司2001
年220 kV清春二西支電纜發(fā)生單相外力破壞事故，
2002年110 kV八紫、里紫兩路電纜三相被外力破
壞，造成嚴(yán)重?fù)p失。
電纜隧道環(huán)境差也為電纜安全運(yùn)行埋下了諸多
隱患：
(1)北京電力公司隧道滲漏水情況嚴(yán)重，大部分
隧道積水較深，電纜交叉互聯(lián)箱、接地箱常年泡在水
里，加之箱體密封性能不好，嚴(yán)重破壞了電纜的交叉
互聯(lián)接地方式。
(2)北京地區(qū)電力隧道資源緊張，部分區(qū)段電纜
放置混亂，10 kV、110 kV和220 kV電纜擠在一起，
一旦10 kV電纜發(fā)生故障，極有可能危及110 kV和
220 kV電纜。
(3)有些隧道內(nèi)電纜多、支架發(fā)熱或者離熱力管
線太近且通風(fēng)不暢，隧道溫度太高，影響電纜安全運(yùn)
行。北京地區(qū)恩濟(jì)莊終端站至八里莊變電站隧道溫
度常年在40 qC以上，限制了電纜載流量，加速了電
纜的老化。
(4)隧道開裂、沉降等本體缺陷對電纜的安全運(yùn)
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行構(gòu)成威脅。比如北京西二環(huán)復(fù)興門橋南電力隧
道、南三環(huán)劉家窯橋區(qū)電力隧道出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，嚴(yán)重
威脅著電纜的安全運(yùn)行。
(5)隧道內(nèi)金具銹蝕給電纜安全運(yùn)行帶來隱患。
電纜支架銹蝕后承載力下降，既影響本層電纜的固
定，又可能硌傷下一層電纜。隧道接地極銹蝕后，接
地電阻不滿足電氣要求。
1．5 電纜日常運(yùn)行產(chǎn)生的隱患
電纜長期運(yùn)行過程中可能會產(chǎn)生一些隱患：
(1)電纜投運(yùn)時間太長，老化嚴(yán)重，威脅著電纜
的安全運(yùn)行。北京電力公司窯永一、二電纜線路為
1975年出廠的麻被護(hù)層充油電纜，其外護(hù)套及鉛包
老化嚴(yán)重，部分麻被護(hù)層已經(jīng)脫落，接頭內(nèi)部橡膠件
老化嚴(yán)重，絕緣開裂，全線接頭存在普遍的滲油現(xiàn)
象。
(2)電纜被支架或者周圍硬物硌傷。電纜在大
負(fù)荷作用下將產(chǎn)生熱蠕動，一旦電纜蛇行波幅過大、
部分卡具丟失或者電纜在隧道轉(zhuǎn)彎處離支架太近，
電纜極有可能被支架或者周圍硬物硌傷。2003年
北京電力公司草沙二張支電纜線路被支架硌傷，發(fā)
生電纜本體擊穿事故。
(3)在長期負(fù)載和故障電流影響下，電纜附件、
避雷器、刀閘的局部可能有發(fā)熱現(xiàn)象，嚴(yán)重時將導(dǎo)致
事故的發(fā)生。
(4)電纜運(yùn)行過程中，有一些人為破壞影響了電
纜的安全運(yùn)行。比如隧道內(nèi)接地線、固定卡具有時
發(fā)生被盜現(xiàn)象。
2 隱患防范措施
作為電纜線路運(yùn)行管理部門，我們的職責(zé)就是
要盡力消除隱患，為電纜線路營造一個良好的運(yùn)行
環(huán)境，盡量避免事故的發(fā)生，充分發(fā)揮電纜線路的運(yùn)
行能力。
2．1 招標(biāo)、制造過程嚴(yán)格把關(guān)
電纜及附件招投標(biāo)時，必須進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)審
查，同型號產(chǎn)品必須通過權(quán)威部門的預(yù)鑒定試驗，必
須具有2年以上同型號產(chǎn)品良好運(yùn)行業(yè)績。
電纜及附件制造廠商應(yīng)加強(qiáng)對制造材料選取、
工藝控制、出廠檢驗等環(huán)節(jié)的控制，必要時需有電力
公司技術(shù)人員到廠家監(jiān)督制造。
同時，產(chǎn)品到貨后，組織相關(guān)部門，進(jìn)行嚴(yán)格的
到貨檢驗。
2．2 提高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)格圖紙審核
提高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。對于北京地區(qū)來講，電氣與隧
道設(shè)計必須考慮首都特點，執(zhí)行首都標(biāo)準(zhǔn)。110 kV
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電線電纜
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及以上電纜必須采用隧道敷設(shè)方式，電纜隧道結(jié)構(gòu)
類型應(yīng)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或復(fù)合式襯砌結(jié)
構(gòu)，電纜隧道的防水性能，原則上按三級設(shè)計。
電氣設(shè)計需嚴(yán)格圖紙審核。電纜型號的選取必
須考慮未來地區(qū)負(fù)荷的增長，并保留一定的裕度。
電纜線路盡量避免發(fā)生串接、并接現(xiàn)象。電纜線路
的局部遷改必須綜合考慮全線接地系統(tǒng)的平衡性。
2．3 加強(qiáng)施工監(jiān)理及驗收
電纜施工過程中，嚴(yán)格按照施工工藝要求，控制
拉力、側(cè)壓力、扭力及彎曲半徑，施工環(huán)境滿足要求，
附件制作滿足工藝要求。
電纜放置、固定、蛇行敷設(shè)等嚴(yán)格按照設(shè)計要求
進(jìn)行，防止電纜被硌傷、亂放等現(xiàn)象發(fā)生。
電纜及附件各種電氣試驗合格，杜絕產(chǎn)品帶病
人網(wǎng)。
電纜及隧道施工過程中，應(yīng)聘請專業(yè)監(jiān)理公司
進(jìn)行全過程監(jiān)理，嚴(yán)格執(zhí)行監(jiān)理制度。
隧道施工過程中的關(guān)鍵工藝及最終驗收，必須
組織相關(guān)部門，嚴(yán)格按照驗收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗收把關(guān)，從
源頭上杜絕隧道開裂、滲漏水等缺陷。
2．4 加大電纜及隧道的綜合整治
加大隧道綜合整治力度。包括隧道本體開裂、
沉降、露筋、滲漏水、通風(fēng)不暢、金具銹蝕、部分井蓋
不防盜等。
整理電纜。隧道內(nèi)電纜放置混亂，使得原本有
限的隧道資源顯得更為緊缺，同時也加大了電纜相
互影響的危險性。通過更換大尺寸支架、10 kV電
纜懸吊等方式進(jìn)行電纜整理。
2．5 更換老舊電氣設(shè)備
北京地區(qū)電纜網(wǎng)內(nèi)有幾路老舊麻被充油電纜，
老化嚴(yán)重，多處滲漏油，電纜外護(hù)套絕緣老化、破損
嚴(yán)重，絕緣水平普遍下降到10 MI2以下，事實造成
多點接地。這部分電纜長期帶病運(yùn)行，急需更換。
2．6 加強(qiáng)巡視工作。及時處理缺陷
加強(qiáng)隧道、電纜的日常巡視工作，做好社會宣
傳，加強(qiáng)施工配合工作標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，控制外力事故的發(fā)
生。
加強(qiáng)運(yùn)行人員工作標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，規(guī)范運(yùn)行人員測
溫、測負(fù)荷及接地電流工作，以及加裝墊鐵、加長支
架等其他日常工作。
規(guī)范設(shè)備缺陷發(fā)現(xiàn)、上報、消除、反饋的閉環(huán)管
理機(jī)制，及時消除缺陷。
對于北京地區(qū)來講，還應(yīng)加大運(yùn)行人員的配置。
北京地區(qū)電纜巡視工作包括電纜和隧道兩部分，其
中，110 kV及以上電纜600 km，隧道360 km，而且增
長迅速，巡視任務(wù)非常繁重。必須加大運(yùn)行人員配
置以滿足日常巡視工作的需要。
2．7 推廣應(yīng)用在線監(jiān)測技術(shù)
只有應(yīng)用在線監(jiān)測技術(shù)，我們才能實時掌握電
纜線路的健康狀況，真正做到防患于未然。
目前，國內(nèi)外采用的幾種在線檢測方法包括：直
流分量法、直流疊加法、電纜絕緣tg 在線檢測法、
接地線電流法、局部放電在線檢測法、溫度在線檢測
法等。
電纜及附件故障之前均伴隨有局部放電發(fā)生，
局部放電會使電纜本體或接頭局部發(fā)熱，產(chǎn)生溫度
差別。由此可見，通過監(jiān)測局部放電信號，或者由此
產(chǎn)生的溫度差別情況，能真實反映電纜運(yùn)行狀況。
近年來，局部放電在線檢測和溫度在線檢測得到了
普遍關(guān)注。
3 結(jié)束語
本文結(jié)合北京地區(qū)的實際情況，分析了影響高
壓XLPE電纜長期安全運(yùn)行的隱患因素，有針對性
的提出了防范措施，得出以下結(jié)論：
(1)重視電纜運(yùn)行的前期工作。設(shè)計要具有前
瞻性、整體性，要提高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，并考慮方便運(yùn)行維
護(hù)；施工嚴(yán)格按照設(shè)計、工藝要求進(jìn)行。制定并規(guī)范
電纜監(jiān)造、施工監(jiān)理制度。
(2)加大電纜運(yùn)行環(huán)境的綜合整治力度。從電
纜和隧道兩方面人手，為電纜線路營造一個健康的
運(yùn)行環(huán)境。
(3)加大投入，做好老舊電纜大修、技改工作。
(4)加強(qiáng)運(yùn)行人員日常巡視工作，加大施工配
合、驗收力度，規(guī)范設(shè)備缺陷管理；加大運(yùn)行人員的
配置。
(5)推廣在線監(jiān)測技術(shù)，特別是電纜局部放電在
線檢測系統(tǒng)和溫度在線檢測系統(tǒng)的應(yīng)用。
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