电力电缆的使用至今已有百余年历史。1879年,美国发明家T.A.爱迪生在铜棒上包绕黄麻并将其穿入铁管内,然后填充沥青混合物制成电缆。他将此电缆敷设于纽约,开创了地下输电。次年,英国人卡伦德发明沥青浸渍纸绝缘电力电缆。1889年,英国人S.Z.费兰梯在伦敦与德特福德之间敷设了10千伏油浸纸绝缘电缆。1908年,英国建成20千伏电缆网。电力电缆得到越来越广的应用。1911年,德国敷设成60千伏高压电缆,开始了高压电缆的发展。1913年,德国人M.霍希施泰特研制成分相屏蔽电缆,改善了电缆内部电场分布,消除了绝缘表面的正切应力,成为电力电缆发展中的里程碑。1952年,瑞典在北部发电厂敷设了380千伏**高压电缆,实现了**高压电缆的应用。到80年代已制成1100千伏、1200千伏的特高压电力电缆。
地下电力电缆故障复变,引起电力电缆故障的原因分类大致可归纳为以下几类:
1.机械损伤:由机械损伤引起的电缆故障占电缆事故很大的比例。有些机械损伤很轻微,当时并未造成故障,要在数月甚至数年后损伤才发展成故障。造成电缆的机械损伤的主要原因有:
(1)安装时损伤。安装时不小心碰伤电缆;机械牵引力过大拉伤电缆;过度弯曲折伤电缆。
(2)直接受外力损伤。在安装后的电缆路径上或附近进行土建施工,使电缆直接受外力损伤。
(3)行驶车辆的震动或冲击性负荷也会造成地下电缆的铅(铝)包裂损。
(4)因自然现象造成的损伤。如中间接头或终端头的内绝缘胶膨胀而胀裂外壳或电缆护套;装在管口或支架上的电缆外皮擦伤;因土地沉降引起过大拉力,拉断中间接头或导体。
2.绝缘受潮:绝缘受潮后会引起电缆耐压下降而产生故障。电缆受潮的主要原因有:
(1)因接头盒或终端盒结构不密封或安装不良而导致进水。
(2)电缆制造不良,金属护套有小孔或裂缝。
(3)金属护套因被外物刺伤或腐蚀穿孔。
3.绝缘老化变质:绝缘老化会引起电缆耐压下降而产生故障。电缆老化的主要原因有:
(1)电缆介质内部的渣质或气隙,在电场作用下产生游离和水解。
(2)电缆过负荷或电缆沟通风不良,造成局部过热。
(3)油浸纸绝缘电缆的绝缘物流失。
(4)电力电缆**时限使用。
4.过电压:过电压会使有缺陷的电缆绝缘层发生电击穿,引起电缆故障。其主要原因有:大气过电压(如雷击);内部过电压(如操作过电压)。
5.设计和制作工艺不良:电缆头与中间设计和制作工艺不良,也会引起电缆故障。其主要原因为:电场分布设计不周密;材料选用不当;工艺不良,不按规程要求制作。
电力电缆主要优点:
1、占地少:一般埋设于土壤中或敷设于室内,沟道,隧道中,线间绝缘距离小,不用杆塔,占地少,基本不占地面上空间;
2、可靠性高:受气候条件和周围环境影响小,传输性能稳定,可靠性高;
3、具有向**高压,大容量发展的更为有利的条件,如低温,**导电力电缆等;
4、分布电容较大;
5、维护工作量少;
6、电击可能性小;
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