电力电缆爆炸原因分析及解决方法研究石兴志

电力电缆爆炸原因分析及解决方法研究石兴志

石兴志

（北京中唐电工程咨询有限公司北京100041）

摘要：电力电缆是电力系统正常运行的关键设备，其长期处于高电压和大电流的运行环境中，且接头部位极易出现超温过热现象，容易出现火灾、爆炸事故，对电力系统的安全稳定造成不良影响，给国家财产和居民人身安全造成诸多安全隐患。因此在我国电力系统发展过程中，相关单位必须充分意识到电力电缆爆炸问题的严重性，明确其具体原因，进而采取有针对性的治理措施，为经济发展和社会进步提供高质量的电能资源。

关键词：电力电缆；爆炸原因；解决方法

一、电力电缆爆炸原因分析

在现代电力系统中，电力电缆应用较为广泛，如长期运行于高温高压环境下，易出现爆炸故障，常伴有火灾，给电力系统造和人民生产生活成严重的威胁，因此在电力系统工作中必须有效处理此类事故，以保证整个电力系统的正常运行。

经过笔者多年统计和分析，导致电缆事故的主要原因有：

1）电缆绝缘损坏。由于电缆制造原因、敷设不当或者绝缘机械损伤等，均会造成电缆绝缘损坏，导致电缆间或电缆对地的绝缘被击穿，在击穿过程中会产生电弧，使得电缆保护层或者绝缘材料燃烧，进而造成爆炸事故；

2）電缆头出现问题。由于电缆头多暴露在外界，其表面极易受潮积污，使得电缆头绝缘破裂，并且引出线之间的距离缩短，从而造成闪络着火故障，最终造成电缆接头爆炸。

3）电缆中间接头盒的绝缘被击穿。在电力电缆运行中，由于接头压接不良和接头材料选择不当等问题，导致接头出现氧化、发热和流胶等问题。同时在电缆中间接头处理时，如果灌注的绝缘剂不符合要求，且在灌注过程中电缆盒密封不严导致潮气进入，便会引起绝缘击穿，出现短路故障，使得电缆中间接头爆炸。

4）电缆长时间过载运行。在使用中，电缆如处于长时间过载运行状态，其绝缘材料温度超过正常数值，长时间超温导致电缆线路绝缘老化干枯，从而降低了材料的绝缘性能和机械性，极易出现击穿和着火问题，最终酿成爆炸事故。

5）电缆散热条件差。由于电力电缆散热条件差，致使电缆长期蓄热，热量蓄积超过允许值后，绝缘被逐渐烧坏，从而导致电缆之间或电缆对地之间的绝缘被击穿，在这一过程中会产生电弧，使得电缆保护层或者绝缘材料燃烧，进而造成爆炸事故。

事例1：

2016年03月某电厂机组主变高压侧开关跳闸、发电机出口开关跳闸，发电机解列，汽轮机跳闸，锅炉MFT。经分析确定故障是220KV系统C相电缆。通过定点仪检测，确定故障点在主变侧电缆迂回段沙坑内。当开挖沙坑至回填土与沙土接合面时，测试回填土下方温度约40℃，当挖到沙土时，测试温度70℃。挖掘后发现故障区域电缆外护层（PVC层）过热碳化剥落，露出铝护套，电缆间方木垫块碳化严重，该区域电缆表面温度普遍在110-120℃左右，最高点温度在电缆迂回段沙坑西北角五根电缆垒叠处，电缆表面温度163℃（测量时间为主变跳闸后26小时）。将全部电缆扒开后，再次对C相电缆进行故障测试，最终找到C相绝缘故障击穿点和B相电缆绝缘损坏位置，B、C相故障位置在同一竖直面上。从电缆故障处外绝缘PVC层碳化和电缆之间所垫方木碳化程度分析，故障时温度在500℃以上；从铜导线未融化情况看，温度在1000℃以下。由此判断，故障时故障区域温度在500-1000℃之间，电缆绝缘因过热损坏。

此次事故即是电缆敷设不当，散热条件差，致使电缆长期蓄热，将绝缘烧坏，导致高压单相电缆对地之间的绝缘被击穿。

再如：在我国某地方电力系统运行中，其电缆应用的主要是10kv交联电缆，2016年7月，某线路出现保护动作，开关跳闸。检查发现10KV开关柜内部电缆终端头出现爆炸，导致供电设备跳闸，并波及其他设备安全运行，进一步扩大了故障的影响范围。

又如：2012年1月内蒙古某电厂主厂房与锅炉房连接处的电缆井着火，造成机组失控，直接损失1亿多元。事后查明，是由于电缆井中的10KV电缆损伤，电缆井封闭不严，致使电缆着火且不灭，导致电缆井内全部电缆被烧毁，损失惨重。

二、预防电力电缆故障的措施

1．创建良好的运行环境，避免电缆绝缘加速老化和损坏。

1.1在电缆设计和施工中，在电缆隧道和电缆沟中配备良好的排水设施，防止积水，保持内部干燥。

1.2防止水、腐蚀性气体或液体及可燃性液体或气体进入电缆沟、电缆隧道。电缆隧道宜自然通风，当电缆正常负荷使隧道内空气温度高于40-50℃时，可采取自然排风和机械排风相结合的方式进行通风。通风系统的风机应与火灾探测器连锁，以保证隧道发生火灾时能自动停风，电缆隧道不得作为通风系统的进风道。

1.3对于直埋电缆，不得采取紧密盘绕的方式进行敷设。需要严格按标准要求施工，将电缆间距扩大至标准规定要求值以上，并设置合理的测温装置、告警装置，在电缆温度上升超过规定值予以报警，减少负荷，降低电流，减少发热，减少故障的发生。

1.4在电缆敷设中，使用合格的敷设机具工具，严格按规定要求施工。防止在敷设中造成电缆损坏，包括外部和内在的。

1.5电缆井、电缆桥架等的设置合理，通风流畅，风量足够，防止热量蓄积，致使绝缘损坏。

2.加强电缆的预防性试验

在施工中，当电缆、电缆附件安装完毕后，需要进行交流耐压试验、介质损耗、直流耐压试验等预防性试验。对测试数据进行对比分析，新电缆可以与可以与同一电缆的实验数据进行比较，也可以与电缆历史的实验数据进行比较，从而找出实验数据的规律。如果直流耐压试验的泄漏电流测量值有下列情形之一的，有可能是电缆绝缘缺陷，需重视并予以处理：

（1）随着试验电压的升高泄露电流值迅速增加；

（2）实测数据与历史数据相比有明显增加（超过20%）；

（3）三相之间的泄漏电流不平衡系数超标。

以上情况应仔细分析，如因试验方法不当造成试验结果不准，可重新测试，或适当增加试验电压或延长试验时间，以确定电缆是否符合运行的条件。

3.电缆头制作过程中一定要仔细认真

电缆头制作过程中，严格按规范进行操作，保证接头距离、压力、压接方法、环境温度、湿度符合规定的要求，绝缘材料的配比、灌注、填充、固化时间符合规范要求。试验一定要按程序对各项目进行认真检测，发现问题，仔细分析，电缆头不合格的，必须重新制作，再次检验，合格后方可投运使用。

4.防止其他物料着火引燃电缆

电缆敷设在输煤系统、制粉系统、油系统周边或其中时，必须采取相应的防护措施。在输煤和制粉系统附近敷设的电缆应定期清除电缆上沉积的粉末，以防止电缆上的煤粉尘因高温自燃，导致电缆损坏。在油系统附近的电缆沟盖应该密封，防止漏油、溢油、事故油流入电缆槽内沟内，因电缆高温引燃油，导致电缆损坏。

三、结论

综上所述，电力电缆故障较为常见，爆炸着火事故虽不常见，但对整个电力系统造成严重影响，因此工作人员应合理分析电缆爆炸故障原因，科学有效地处理电缆故障，促进电力系统安全平稳运行。

参考文献：

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