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DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.22.044
摘 要：电缆外护套试验，是衡量电缆健康状况的重要指标，是电缆运维部门有针对性地运行、检修工作的重要依据。按照相关标准规定，橡塑绝缘电缆外护套试验，重要电缆试验周期为一年，一般3.6 kV/6 kV及以上电缆试验周期为3年。该文简要叙述了单芯电缆外护套绝缘良好的重要性，结合110 kV海机线外护套绝缘电阻测试、故障查找对绝缘电阻不达标的几点原因进行分析。
關键词：电力电缆 外护套 绝缘电阻 不达标 分析
中图分类号：TM24 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）08（a）-0044-04
The Analysis of 110 kV Cable Outer Sheath Substandard Insulation Resistance Causes
Bu Wei Wang Tao Pu Kai Tong Qiyun Zhang Xu
（Yunnan Power Grid Co.， Kunming Power Supply Bureau， Kunming Yunnan， 650000， China）
Abstract： Cable outer sheath test， is an important indicator of how healthy your cable， cable operations is the important basis of targeted operation， maintenance and repair work. In accordance with the "power equipment preventive test code" regulation， rubber insulated cable outer sheath test， cable test cycle is one year， more than general up to and including 3.6 kV/6 kV cable test period is 3 years. This paper briefly describes the importance of the single core cable outer sheath insulation good， combined with 110 kV sea machine line outer sheath insulation resistance testing， troubleshooting to analyze several reasons substandard insulation resistance.
Key Words： Power cable； Outer sheath； Insulation resistance； Not up to standard； Analysis
66 kV及以上电压等级的XLPE单芯电缆的导线与金属护套的关系，可以视为一个变压器的初级绕组与次级绕组。当导体通过电流时，其周围产生的一部分磁力线将与金属护套交联，在金属护套上产生感应电压。感应电压的大小，与导体当时通过的电流及线路长度成正比，当电缆线路长度在1 000 m以上时，一般考虑采用金属护套交叉互联接地的方式。
交叉互联接地，是将电缆线路分成若干大段，每大段需分成长度相等的三小段，其中，每三小段中安装两组中间绝缘接头，将电缆金属护套断开。中间绝缘接头处，将三相之间用同轴电缆经交叉互联接地箱（含保护器）进行换位连接，两端终端接頭分别经接地箱直接接地。在正常情况下，由于各段金属上感应电压的相位互差120度，通过交叉互联箱进行互联后，使电缆护套感应电压互相抵消，将护套感应电压限制在允许范围值内（无保护措施50 V，有防范措施新规定300 V）。
1 单芯电缆外护套绝缘良好的重要性
当电缆外护套绝缘破损，护套上感应电压出现不平衡时，交叉互联系统中三段护套感应电压无法实现完全的抵消，金属护套上的感应电流将升高，使金属护套发热。这种情况下，将浪费大量电能，降低了线路的输送容量并加速了电缆主绝缘的老化，因此，电缆外护套绝缘好、坏直接影响着电缆线路的经济运行、安全稳定及使用寿命。
2 110 kV海机线电缆预防性试验及故障查找
2.1 110 kV海机线绝缘电阻测试情况
110 kV海机线线路全长3.55 km，其中#0～#3、#3～#6接头区段构成金属护套的2段完整交叉互联；#6～#7接头区段约340 m金属护套单端接地。
结合线路的实际情况，在线路停运后，测试人员拆除全线接地箱内的连板，将全线分为#0～#1、#1～#2、#2～#4、#4～#5、#5～#7接头5段，分别采用500 V绝缘电阻表测量电缆外护套绝缘电阻、采用1 000 V分别测量接地箱绝缘板、护层保护器绝缘电阻值，测量数据如表1、表2所示。
通过测试数据可以发现接地箱绝缘件及箱体内部护层保护器均正常，但#2～#4、#5～#7接头两区段电缆外护套绝缘电阻不达标。
2.2 故障查找及原因分析
排查#2～#4、#5～#7两区段接地箱连扳拆除情况，发现#3直接接地箱接地线采用了带外半导电层的接地电缆，且接地电缆外半导电层未进行清除，与接地箱箱体形成了“死连接”，#5～#7区段接地箱无异常。
#3直接接地箱接地线外半导电层未清除，导致#2～#4区段电缆金属护套直接接地，绝缘电阻为零。首先，对#3接地箱接地线进行处理。处理后，测量发现B相绝缘电阻达5.6 MΩ，而A、C相绝缘电阻仍然为零。采用高压电桥法进行故障点预定位测试，选择B相为基础和A、C相电缆进行预定位，接线如图1所示。 L1=2·P‰·L
初步确定A相#2接头附近120～160 m区段，电缆外护套有破损情况。对A电缆施加2.5 kV脉冲电压，采用跨步电压法进行故障点精确定点（如图2所示），测量发现#2接头往#3接头区段140 m位置发现一处破损点，电缆金属护套对支架放电。
破损点经修复后A相绝缘0.2 MΩ，但仍不满足运行要求（每公里不小于0.5 MΩ）的标准，线路金属护套还存在接地迹象。采用故障点烧穿试验再施加脉冲电压，发现A相#2接头接地线端子放电（如图3所示），现场清除防火涂料、拆除接地端子发现，接地端子受潮明显。故障点的形成原因如下：（1）电缆随着负荷的变化，发生热胀冷缩，因呼吸效应导致中间头地线引出端子受潮，绝缘下降；（2）电缆接头处涂刷防火涂料后，涂料吸潮，在电缆中间头表面形成水膜，造成延面放電。
#2～#4区段C相、#5～#7区段A、B、C三相通过同样方式，发现均为电缆中间接头上接地端子绝缘下降，所导致的电缆外护套绝缘电阻不合格。故障点经清理，重新连接、包绕带材后再次测量，发现该线路外护套绝缘电阻均已达到运行标准，测量数据如表3所示。
综上所述，造成110 kV海机线外护套绝缘电阻不合格的原因主要有3种原因：（1）测量人员失误，#3接地箱接地线拆除不干净，导致测量失误；（2）电缆外护套破损，金属护套接地，绝缘电阻不达标；（3）中间头接地线引出端子受潮，绝缘下降，经防火涂料所形成的水膜与地贯通。
3 结语
根据该局目前电缆预防性试验的情况，电缆外护层绝缘电阻不达标的原因主要有以下几个方面。
（1） 外护套破损。
在电缆运行过程中，由于线路负荷的变化及同沟敷设电缆的影响，在热应力的作用下电缆本体会发生移动，若移动的过程不断与电缆支架上的螺栓发生摩擦，就会造成电缆外护套破损，从而造成金属护套多点接地。
（2） 接地箱受潮。
由于电缆隧道渗水及隧道内排水设施损坏，隧道内部分区段积水，致使部分接地箱受潮严重，造成箱体内部绝缘支柱绝缘水平下降，在箱體内形成了接地点，导致交叉互联系统失效。
（3） 施工工艺问题。
在施工过程中未将同轴电缆外半导电层剥除干净，在接头制作过程中绝缘胶带与半导电胶带混用；附件安装位置电缆外护套导电层未去除干净；施工过程中，接地电缆外皮破损等均将导致形成接地点，绝缘不合格。
（4） 中间接头接地线引出端子受潮。
在电缆中间接头接地线引出端子处，由于包裹的防水胶带及涂刷的防火涂料受潮，从而导致在试验过程在该处形成了接地点。
（5） 终端头绝缘支柱击穿。
电缆终端接头绝缘支柱发生绝缘击穿，形成接地，导致外护套绝缘不合格。
以上就是电缆外护层绝缘电阻不达标的原因分析，因水平有限，敬请同行谅解、指正。
参考文献
[1] 王伟.交联聚乙烯（XLPE）绝缘电力电缆技术基础[M].西安：西北工业大学出版社，2011.
[2] 《电力设备预防试验规程修订说明》编写组.电力设备预防性试验规程[M].北京：中国电力出版社，1997.
[3] 上海供电局.电力电缆安装运行技术问答[M].北京：电力工业出版社，1981.
摘 要：电缆外护套试验，是衡量电缆健康状况的重要指标，是电缆运维部门有针对性地运行、检修工作的重要依据。按照相关标准规定，橡塑绝缘电缆外护套试验，重要电缆试验周期为一年，一般3.6 kV/6 kV及以上电缆试验周期为3年。该文简要叙述了单芯电缆外护套绝缘良好的重要性，结合110 kV海机线外护套绝缘电阻测试、故障查找对绝缘电阻不达标的几点原因进行分析。
關键词：电力电缆 外护套 绝缘电阻 不达标 分析
中图分类号：TM24 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）08（a）-0044-04
The Analysis of 110 kV Cable Outer Sheath Substandard Insulation Resistance Causes
Bu Wei Wang Tao Pu Kai Tong Qiyun Zhang Xu
（Yunnan Power Grid Co.， Kunming Power Supply Bureau， Kunming Yunnan， 650000， China）
Abstract： Cable outer sheath test， is an important indicator of how healthy your cable， cable operations is the important basis of targeted operation， maintenance and repair work. In accordance with the "power equipment preventive test code" regulation， rubber insulated cable outer sheath test， cable test cycle is one year， more than general up to and including 3.6 kV/6 kV cable test period is 3 years. This paper briefly describes the importance of the single core cable outer sheath insulation good， combined with 110 kV sea machine line outer sheath insulation resistance testing， troubleshooting to analyze several reasons substandard insulation resistance.
Key Words： Power cable； Outer sheath； Insulation resistance； Not up to standard； Analysis
66 kV及以上电压等级的XLPE单芯电缆的导线与金属护套的关系，可以视为一个变压器的初级绕组与次级绕组。当导体通过电流时，其周围产生的一部分磁力线将与金属护套交联，在金属护套上产生感应电压。感应电压的大小，与导体当时通过的电流及线路长度成正比，当电缆线路长度在1 000 m以上时，一般考虑采用金属护套交叉互联接地的方式。
交叉互联接地，是将电缆线路分成若干大段，每大段需分成长度相等的三小段，其中，每三小段中安装两组中间绝缘接头，将电缆金属护套断开。中间绝缘接头处，将三相之间用同轴电缆经交叉互联接地箱（含保护器）进行换位连接，两端终端接頭分别经接地箱直接接地。在正常情况下，由于各段金属上感应电压的相位互差120度，通过交叉互联箱进行互联后，使电缆护套感应电压互相抵消，将护套感应电压限制在允许范围值内（无保护措施50 V，有防范措施新规定300 V）。
1 单芯电缆外护套绝缘良好的重要性
当电缆外护套绝缘破损，护套上感应电压出现不平衡时，交叉互联系统中三段护套感应电压无法实现完全的抵消，金属护套上的感应电流将升高，使金属护套发热。这种情况下，将浪费大量电能，降低了线路的输送容量并加速了电缆主绝缘的老化，因此，电缆外护套绝缘好、坏直接影响着电缆线路的经济运行、安全稳定及使用寿命。
2 110 kV海机线电缆预防性试验及故障查找
2.1 110 kV海机线绝缘电阻测试情况
110 kV海机线线路全长3.55 km，其中#0～#3、#3～#6接头区段构成金属护套的2段完整交叉互联；#6～#7接头区段约340 m金属护套单端接地。
结合线路的实际情况，在线路停运后，测试人员拆除全线接地箱内的连板，将全线分为#0～#1、#1～#2、#2～#4、#4～#5、#5～#7接头5段，分别采用500 V绝缘电阻表测量电缆外护套绝缘电阻、采用1 000 V分别测量接地箱绝缘板、护层保护器绝缘电阻值，测量数据如表1、表2所示。
通过测试数据可以发现接地箱绝缘件及箱体内部护层保护器均正常，但#2～#4、#5～#7接头两区段电缆外护套绝缘电阻不达标。
2.2 故障查找及原因分析
排查#2～#4、#5～#7两区段接地箱连扳拆除情况，发现#3直接接地箱接地线采用了带外半导电层的接地电缆，且接地电缆外半导电层未进行清除，与接地箱箱体形成了“死连接”，#5～#7区段接地箱无异常。
#3直接接地箱接地线外半导电层未清除，导致#2～#4区段电缆金属护套直接接地，绝缘电阻为零。首先，对#3接地箱接地线进行处理。处理后，测量发现B相绝缘电阻达5.6 MΩ，而A、C相绝缘电阻仍然为零。采用高压电桥法进行故障点预定位测试，选择B相为基础和A、C相电缆进行预定位，接线如图1所示。 L1=2·P‰·L
初步确定A相#2接头附近120～160 m区段，电缆外护套有破损情况。对A电缆施加2.5 kV脉冲电压，采用跨步电压法进行故障点精确定点（如图2所示），测量发现#2接头往#3接头区段140 m位置发现一处破损点，电缆金属护套对支架放电。
破损点经修复后A相绝缘0.2 MΩ，但仍不满足运行要求（每公里不小于0.5 MΩ）的标准，线路金属护套还存在接地迹象。采用故障点烧穿试验再施加脉冲电压，发现A相#2接头接地线端子放电（如图3所示），现场清除防火涂料、拆除接地端子发现，接地端子受潮明显。故障点的形成原因如下：（1）电缆随着负荷的变化，发生热胀冷缩，因呼吸效应导致中间头地线引出端子受潮，绝缘下降；（2）电缆接头处涂刷防火涂料后，涂料吸潮，在电缆中间头表面形成水膜，造成延面放電。
#2～#4区段C相、#5～#7区段A、B、C三相通过同样方式，发现均为电缆中间接头上接地端子绝缘下降，所导致的电缆外护套绝缘电阻不合格。故障点经清理，重新连接、包绕带材后再次测量，发现该线路外护套绝缘电阻均已达到运行标准，测量数据如表3所示。
综上所述，造成110 kV海机线外护套绝缘电阻不合格的原因主要有3种原因：（1）测量人员失误，#3接地箱接地线拆除不干净，导致测量失误；（2）电缆外护套破损，金属护套接地，绝缘电阻不达标；（3）中间头接地线引出端子受潮，绝缘下降，经防火涂料所形成的水膜与地贯通。
3 结语
根据该局目前电缆预防性试验的情况，电缆外护层绝缘电阻不达标的原因主要有以下几个方面。
（1） 外护套破损。
在电缆运行过程中，由于线路负荷的变化及同沟敷设电缆的影响，在热应力的作用下电缆本体会发生移动，若移动的过程不断与电缆支架上的螺栓发生摩擦，就会造成电缆外护套破损，从而造成金属护套多点接地。
（2） 接地箱受潮。
由于电缆隧道渗水及隧道内排水设施损坏，隧道内部分区段积水，致使部分接地箱受潮严重，造成箱体内部绝缘支柱绝缘水平下降，在箱體内形成了接地点，导致交叉互联系统失效。
（3） 施工工艺问题。
在施工过程中未将同轴电缆外半导电层剥除干净，在接头制作过程中绝缘胶带与半导电胶带混用；附件安装位置电缆外护套导电层未去除干净；施工过程中，接地电缆外皮破损等均将导致形成接地点，绝缘不合格。
（4） 中间接头接地线引出端子受潮。
在电缆中间接头接地线引出端子处，由于包裹的防水胶带及涂刷的防火涂料受潮，从而导致在试验过程在该处形成了接地点。
（5） 终端头绝缘支柱击穿。
电缆终端接头绝缘支柱发生绝缘击穿，形成接地，导致外护套绝缘不合格。
以上就是电缆外护层绝缘电阻不达标的原因分析，因水平有限，敬请同行谅解、指正。
参考文献
[1] 王伟.交联聚乙烯（XLPE）绝缘电力电缆技术基础[M].西安：西北工业大学出版社，2011.
[2] 《电力设备预防试验规程修订说明》编写组.电力设备预防性试验规程[M].北京：中国电力出版社，1997.
[3] 上海供电局.电力电缆安装运行技术问答[M].北京：电力工业出版社，1981.