直埋电力电缆绝缘电阻降低故障的原因备课讲稿

直埋电力电缆绝缘电阻降低导致电缆线路故障的现象经常发生，也是电缆用户与电缆制造厂发生质量事故纠纷最多的项目。需要从电缆材料、电缆制造和电缆施工的角度，对电缆绝缘电阻下降的原因进行全面的解释，包括电缆材料、电缆制造、使用环境、自然条以及敷设施工等方面。主要有以下几点：

一、电缆绝缘受潮

1、电缆原材料受潮

电缆绝缘和护层所用的原材料，主要是塑料类和橡胶类材料，并由此改性衍生出许多种具有特殊功能的材料。材料制造厂在制造材料时，经过配合剂混合、混炼、造粒、冷却和烘干等过程，以及在材料运输、储存期间，往往会发生程度不等的受潮，使材料含有程度不等的潮气。因此，电缆制造厂在把材料挤包在电缆导体上之前，都要把材料进行烘干处理，挤出机组上都配有材料烘干装置，使挤出的绝缘层和护层内不会发生气泡和砂眼、表面不会起泡等缺陷。这是电缆制造厂的硬性工艺规定，否则电缆成品通不过出厂耐电压试验。

2、电缆制造过程受潮

在绝缘挤包过程中，绝缘层被刮伤，造成绝缘层破洞或脱胶，绝缘线芯在冷却水槽中进水，导致绝缘电阻下降。或者在挤包护层时，发生护层被损伤而进水，使绝缘层受潮，绝缘电阻下降。当制造多芯电缆时，即使绝缘层挤包完好无损，但在绝缘线芯绞合成缆时，以及在挤包护层时也可能发生损坏而进水受潮，于是成品电缆通不过出厂耐电压试验。

3、电缆施工过程受潮

在直埋电缆施工过程中，如果电缆沟开挖、电缆埋设作业、电缆中间接头和终端接头制作不规范等，都很有可能损伤电缆护层和绝缘层。如果土壤潮湿或者电缆沟积水，一定会发生电缆进水。绝缘受潮后，使电缆绝缘表面电阻降低而表面泄漏电流增加，绝缘电阻下降，还会引起导体与绝缘层之间的电场畸变。绝缘内电场分布不均匀，会引发绝缘内部游离放电，甚至引起电缆击穿。售后服务实践证明，有95%以上的直埋电缆绝缘电阻下降事故是由施工不当引起的。

二、电缆使用环境

1、环境温度

根据介质物理学理论和工程实践，绝缘材料的电阻随温度升高而呈指数式下降，而电导则随温度降低而按指数式增大。温度升高导致绝缘电阻下降。这是由于绝缘温度升高时，材料内的分子热运动增强，使导电离子的产生和迁移数量都随之增大。电缆通电运行后，在电压的作用下，由导电离子运动所形成的传导电流增大，绝缘层温度升高，势必造成绝缘电阻下降。

实验证明，电缆绝缘材料在70℃时的绝缘电阻值只有20℃时的10％。也就是说，电缆在导体工作温度70℃时的绝缘电阻，只有在导体工作温度20℃时绝缘电阻测量值的10%。如果供电线路发生过负荷，电缆导体温度超过70℃，绝缘电阻下降会更严重。

电缆的敷设环境温度对绝缘电阻也有很大影响。在不同气候带地区（热带、亚热带、温带和寒带）测量的直埋电力电缆的绝缘电阻是不同的。在中国，虽然电缆产品标准中都规定了导体允许的长期工作温度，以确保电缆的绝缘水平，但在南方亚热带和热带地区，直埋敷设电力电缆的绝缘电阻下降数值，比在北方温带和寒带地区下降数值大得多。这就是地区气候条件不同对电工产品性能要求的重要差异。

2、环境湿度

众所周知，电缆在制造和敷设运行过程中进水受潮，是危及电缆电气性能和使用寿命的主要因素。不论电缆制造厂还是用户，都对此非常重视。

实践经验证明，造成电缆进水受潮的主要原因如下。

1）材料纯度

如果电缆绝缘料中混入杂质，特别是金属杂质，甚至所使用的不同颜色的颜料，都会直接影响绝缘的电气性能，使绝缘电阻下降。其原因，一是绝缘层内非金属杂质在电缆受潮时，会吸收水分，形成众多的导电点；二是绝缘层内的金属杂质直接就是导电点。在导体运行温度和外部环境温度联合作用下，这些导电点在绝缘层内形成导电通道，导致绝缘电阻减小和泄露电流增大，进而导致绝缘被击穿。

2）材料受潮

如果电缆绝缘材料已受潮，在挤包在导体上之前又没有烘干，将会出现绝缘层内有大量气孔、挤出表面不光滑以及机械强度降低、甚至开裂等质量缺陷。因此，电缆厂家在挤出电缆绝缘层时，都要进行材料烘干。挤出低烟无卤料时，更要注意烘干。这些已是电缆厂家的基本工艺常识。

3、线路过负荷

实验证明，在供电线路不发生过负荷，电绝缘介质处于工作电场强度比较低的情况下，介质材料内的导电离子迁移率与电场强度大小成正比，即介质内的导电离子迁移率随电场强度的增强而增大。当电场强度比较高时，介质内的导电离子迁移率随电场强度的增强而增大的趋势，逐渐由线性关系变为指数关系。介质内的导电离子迁移率增大到一定程度时，绝缘电阻突然大幅度降低，进而发�"离子雪崩"，使绝缘层发生瞬间击穿。当电缆长期超负荷运行时，通常会发生这种故障。电缆制造厂在产品出厂前，都要按产品标准进行成品耐电压试验。电缆用户应根据线路额定电压，正确选择电缆型号，尽量避免电缆线路长期超负荷运行。

三、自然条件

1、白蚁损伤

白蚁是地下电力电缆的大敌，特别是东南亚和我国南方湿热地区，经常发生白蚁侵蚀电缆塑料护层的事故。白蚁遇到电缆时，除了啃咬之外，还会分泌出蚁酸，严重腐蚀电缆绝缘和护

层，导致电缆绝缘性能下降甚至短路。因此，在电缆使用部门制定的敷设规程中，都有关于电缆线路防蚁措施的明文规定。

电缆的防蚁性能试验方法有三种，即国家标准GB2951.38和机械行业标准JB/T10696.9-2011规定的击倒法、群体发和蚁巢法防蚁试验。以往多年来，采用最多的是群体法。但经过多年来电缆蚁害防治经验教训，击倒法和群体法试验，并不能真实地反映电缆在不同环境中的防蚁性能。于是，广东电网公司从2009年起的电力电缆招标中，规定防蚁电缆必须通过蚁巢法试验，电缆试样的被蛀蚀状况必须要达到I级水平。

2、鼠类损伤

鼠类对地下电缆的损害主要是啃咬造成的机械损伤，当电缆护层材料的硬度低于老鼠门齿的硬度时，电缆就很有可能被老鼠啃咬。世界上还没有统一的电缆防鼠试验标准，但各国都有自己制定的试验方法。我国JB/T10696.10-2011规定了大鼠啃咬试验方法。另外，由山东华能线缆有限公司牵头制定的国家标准《防鼠和防蚁电线电缆通则》，已于2016年3月19日召开了编制工作启动会，不久我国即可拥有正式的防鼠防蚁电缆产品标准。

3、霉菌损伤

早在上个世纪50年代末，有些国家就已经规定湿热带地区使用的电器产品应具有防霉性能。我国针对出口到这些地区的电线电缆，制定了相关的湿热带用电线电缆防霉性标准。在我国南方部分地区，由于各年份中气候的湿热程度、延续时间不同、地域以及电线电缆使用环境的差异，直埋电缆霉害程度也不等。

根据有关微生物霉菌繁殖研究报告，霉菌生长的主要条件是温度和湿度。适合霉菌生长的一般温度是15℃～35℃，而最适宜的温度是25℃～30℃，当温度低于0℃或高于40℃时，霉菌实际上停止生长。适合霉菌生长的相对湿度为80%～90%，而当相对湿度超过95%时，是霉菌生长最为旺盛的条件。因此环境温度为30℃±2℃和相对湿度大于95%时，最适合于霉菌大量繁殖。海南岛的湿热气候正好适合于霉菌大量繁殖生长。

如果电缆表面大量生长霉菌，对电缆的性能有较大影响，会引起：电缆表面变色、起麻点、