①絕緣形狀系數(shù)
近年來6-35kV電壓級的電力電纜,使用橡膠預制件終端、冷收縮終端等有機材料制作的終端頭越來越多,由于這些電纜外形尺寸,比以前使用的瓷終端頭小得多:電纜終端爬電距離比瓷終端小。污穢條件下運行的戶外終端頭是否會出現(xiàn)放電現(xiàn)象,與終端頭外絕緣的泄漏電流有關,而泄漏電流又與外絕緣表面電阻有關。表面電阻高,泄漏電流就小,放電電壓就會提高。
②材料表面特性
材料的表面特性,會影響污穢條件下絕緣的表面電阻。橡膠預制件裝配式終端頭漏電痕跡材料表面特性主要是指材料對水的親和力(憎水性還是親水性),以及材料的靜電效應。作為高壓絕緣的無機材料,如電瓷,玻璃等,通常都具有親水性,受潮后表面形成薄薄的水膜。而有機材料如乙丙橡膠、硅橡膠、聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯等,通常都具有憎水性,雨水滴在這些材料表面上一般都成水珠狀,硅橡膠的憎水性尤為明顯。強的憎水性會提高在污穢潮濕狀態(tài)下絕緣材料的表面電阻,從而提高了放電電壓,這就是硅橡膠作為外絕緣材料的優(yōu)點之一。上述這些有機材料的另一個特性,就是一般都具有靜電效應。運行中的電纜終端頭外絕緣靜電效應,將起到不良的作用,它會使周圍的灰塵吸附在絕緣表面,從而在潮濕狀態(tài)下形成水膜,表面電阻下降,同時,由于靜電效應,使得落在絕緣表面上的灰塵難以被雨水沖走,自潔性大大降低。硅橡膠的靜電效應,比其他幾種常用有機絕緣材料更強,這是硅橡膠作為終端頭外絕緣的一個不足之處。
③電場分布不均勻
XLPE電力電纜的絕緣中的電場呈圓柱形分布,在靠近電纜線芯的區(qū)域電場較強,向外電場逐漸降低,設計電纜絕緣時一般會充分考慮絕緣承受電場強度的能力,并且留有一定絕緣裕度,在正常情況下,是不會發(fā)生電纜的局部放電的,但是,當電纜由于其他原因,如含有雜質(zhì),氣泡,水份等等,就會使得電纜的絕緣部分的電場分布發(fā)生嚴重畸變。
如當有氣泡存在時,由于氣體的介電系數(shù)比聚乙烯絕緣的介電系數(shù)小,而電壓的分布與介電系數(shù)的大小成反比,在氣泡存在處的電場遠遠大于其它地方的電場,加之氣體的耐電強度又低于聚乙烯的耐電強度,所以首先在氣泡處發(fā)生放電。長期的局部放電使絕緣發(fā)生老化,最終導致故障發(fā)生。
④電纜頭制作工藝不夠要求
電纜頭是電纜絕緣最薄弱點,如電纜頭制作工藝、質(zhì)量不符標準,內(nèi)部就不可避免地存在缺陷,導致電場分布不均勻,潛伏的隱患就會在以后運行中體現(xiàn)出來。當缺陷反復受到過電壓沖擊,在場強達到一定值以上,就會在其絕緣上形成樹枝化放電(樹枝一樣的細微通道和放電痕跡)而劣化,發(fā)生局部放電。局部放電經(jīng)過長期的累積效應,會使劣化通道逐漸擴大,使絕緣性能下降并形成貫穿性通道,導致事故發(fā)生。
電纜頭制作工藝不符合要求主要在以下幾個方面:
1)電纜頭制作工藝不精細,在制作過程中,留下氣泡、水分等雜質(zhì)缺陷,導致局不放電而引起擊穿,主要體現(xiàn)在:a、剝離半導體時,損壞內(nèi)絕緣或絕緣表面有微粒、灰塵等雜質(zhì);b、電纜頭密封不良,使絕緣內(nèi)部有水分、潮氣,導致絕緣受潮;c、電纜接頭工藝不標準,密封不規(guī)范,造成接地;d、制作環(huán)境濕度、潮氣偏大,引起制作部位(電纜頭)絕緣整體性受潮。
2)電纜施工過程中,使電纜本體受損。a、彎曲過度,損壞內(nèi)絕緣或?qū)е陆^緣內(nèi)部氣隙產(chǎn)生;b、車輛振動等機械作用外力,使電纜變形,形成不均勻電場。
3)電纜接地工藝,出現(xiàn)錯誤接線等接法,導致接地線形成環(huán)流或斷裂,主要表現(xiàn)在:a、接地線截面較小、未焊接,導致接地線斷裂;b、單芯電纜接地,有兩點或多點接地現(xiàn)象,導致在接地線上形成電流回路,長時間的熱效應而破壞絕緣。
⑤屏蔽網(wǎng)和絕緣材料變形
電纜在安裝運輸過程,由于擠壓、彎曲過度,或者在安裝施工中擠壓、拉伸、彎曲過度,使屏蔽網(wǎng)或絕緣層發(fā)生變形,使電力電纜的電場分布發(fā)生畸變,局部電場被加強,導致局部放電,長期的局部放電更加使絕緣材料變形,形成惡性循環(huán),導致電力電纜發(fā)生故障。