電力電纜是構成電力系統網絡的重要組成部分之一,隨著城市電網改造和升級步伐的進一步加快,XLPE電纜以其優越的電氣性能,良好的熱、機械效應和敷設安裝方便等特點被廣泛地應用于電力系統各個電壓等級的輸電線路和配電網中,并不斷向高壓、超高壓領域發展。全國據不完全統計,已投入運行的110kV及以上的高壓電纜線路已經超過1000km,最高電壓等級已達500kV。
一般認為XLPE電力電纜在正常環境中的壽命為30年左右,然而受敷設環境與使用狀態的影響,運行中的電纜線路也常常一些出現絕緣擊穿閃絡的嚴重事故。基于全國2001年主要城市電力電纜搶修記錄、事故現場照片和故障電纜封樣等材料分析,導致電力電纜線路運行絕緣故障的原因可大致劃分為四大類型:外力破壞、電纜附件制造質量、電纜敷設安裝質量和電纜本體制造質量,各自所占比重分別為58%,27%,12%和3%,如圖1所示。若不計外力破壞引發的故障,電力電纜線路故障率和多數電力設備一樣,投入運行初期(1-5年內)容易發生運行故障,主要原因是電纜及附件產品質量和電纜敷設安裝質量問題;運行中期 (5-25年內),電纜本體和附件基本進入穩定時期,線路運行故障率較低,故障主要原因是電纜本體絕緣樹枝狀老化擊穿和附件進潮而發生復合介質沿面放電;運行后期(25年后),電纜本體絕緣樹枝老化、電一熱老化以及附件材料老化加劇,電力電纜運行故障率大幅上升,如圖2所示。
電纜故障類型圖
電纜不同時期的故障率
110kV XLPE電纜預制型中問接頭結構