电力电缆是构成电力系统网络的重要组成部分之一,随着城市电网改造和升级步伐的进一步加快,XLPE电缆以其优越的电气性能,良好的热、机械效应和敷设安装方便等特点被广泛地应用于电力系统各个电压等级的输电线路和配电网中,并不断向高压、超高压领域发展。全国据不完全统计,已投入运行的110kV及以上的高压电缆线路已经超过1000km,最高电压等级已达500kV。
一般认为XLPE电力电缆在正常环境中的寿命为30年左右,然而受敷设环境与使用状态的影响,运行中的电缆线路也常常一些出现绝缘击穿闪络的严重事故。基于全国2001年主要城市电力电缆抢修记录、事故现场照片和故障电缆封样等材料分析,导致电力电缆线路运行绝缘故障的原因可大致划分为四大类型:外力破坏、电缆附件制造质量、电缆敷设安装质量和电缆本体制造质量,各自所占比重分别为58%,27%,12%和3%,如图1所示。若不计外力破坏引发的故障,电力电缆线路故障率和多数电力设备一样,投入运行初期(1-5年内)容易发生运行故障,主要原因是电缆及附件产品质量和电缆敷设安装质量问题;运行中期 (5-25年内),电缆本体和附件基本进入稳定时期,线路运行故障率较低,故障主要原因是电缆本体绝缘树枝状老化击穿和附件进潮而发生复合介质沿面放电;运行后期(25年后),电缆本体绝缘树枝老化、电一热老化以及附件材料老化加剧,电力电缆运行故障率大幅上升,如图2所示。
电缆故障类型图
电缆不同时期的故障率
110kV XLPE电缆预制型中问接头结构