在高压电缆系统中,护层环流的产生会对电缆的安全稳定运行造成威胁,加速电缆绝缘老化,降低电缆使用寿命,严重时甚至引发故障导致停电事故。深入探究高压电缆产生护层环流的原因,对于保障电力系统的可靠供电至关重要。主要原因如下:
电缆本体制造缺陷:
在电缆生产过程中,若出现绝缘偏心、绝缘屏蔽厚度不均匀、绝缘内有杂质、内外屏蔽有突起、交联度不均匀等问题,会导致电缆内部电场分布不均匀。这种不均匀的电场会使金属护层上的感应电压分布异常,当感应电压在护层与大地之间形成通路时,就容易产生护层环流。例如,绝缘内的杂质可能会局部改变电场强度,促使感应电压升高,进而引发环流。
电缆接头问题:
应力锥本体制造缺陷:
应力锥是电缆接头中用于改善电场分布的关键部件。如果应力锥本体存在制造缺陷,如尺寸偏差、材料性能不佳等,会使接头处的电场分布不均匀,导致金属护层在接头部位的感应电压异常,从而产生护层环流。
绝缘填充剂问题:
绝缘填充剂若没有充分填充或存在气泡、杂质等,会降低接头的绝缘性能,使接头处的电场发生畸变,引起金属护层感应电压升高,形成护层环流。
密封圈漏油:
接头处的密封圈若出现漏油现象,会破坏接头的密封性能,导致水分和杂质进入接头内部,影响绝缘性能,引发电场畸变,最终产生护层环流。
电缆接地系统故障:
接地方式错误:
单芯电缆正常应采用一端直接接地,另一端经护层保护器接地或交叉互联接地等方式。若接地方式错误,如两端直接接地,会使金属护层与大地形成闭合回路,在电磁感应作用下产生较大的护层环流。
接地电阻过大:
接地电阻过大,会导致接地回路中的电流不畅,使金属护层上的感应电荷无法及时释放,从而积累形成较高的感应电压,产生护层环流。例如,接地极埋设深度不够、接地连接部位腐蚀等都可能导致接地电阻增大。
护层保护器损坏:
护层保护器的作用是在金属护层感应电压过高时,迅速导通将电压限制在安全范围内。若护层保护器参数选取不合理或质量不好,如氧化锌晶体不稳定,在正常运行时可能发生误动作或损坏,无法有效限制感应电压,进而引发护层环流。
外力破坏与环境影响:
外力破坏:
在电缆施工或运行过程中,电缆可能受到外力挤压、碰撞等,导致外护套破损。当外护套破损后,金属护层直接与大地接触,形成多点接地,引发护层环流。比如,在道路施工中,施工机械不慎挖到电缆,造成外护套破裂。
环境因素:长期处于恶劣环境中,如高温、潮湿、化学腐蚀等,会加速电缆外护套和绝缘材料的老化。老化后的外护套绝缘性能下降,可能出现裂纹甚至破损,使金属护层与大地连通,产生护层环流。例如,在化工厂等有腐蚀性气体的环境中,电缆外护套容易受到侵蚀。