電纜外護套對保障高壓電纜的健康安全運行發(fā)揮著重要的作用，從電纜外護套接地故障的的類型、原因仔細分析，不少都是人為的原因所造成，而人為的原因?qū)嵲谑菓?yīng)該避免和減少的，再從設(shè)計、選型、施工、運行管理等方面加大力度，相信外護套的接地故障可以大幅度的減少。
1 對高壓電纜外護套維護的必要性
外護套位于電纜最外層，其材料有聚氯乙烯（PVC）和聚乙烯（PE）兩種。外護套在高壓電纜結(jié)構(gòu)中的主要功能有：一方面是機械防護功能。電纜的敷設(shè)環(huán)境，經(jīng)常伴有水分、腐蝕性物質(zhì)以及白蟻的侵蝕。對于有金屬護套（如波紋鋁護套）的電纜，位于電纜最外層的外護套是為保護金屬護套免受周圍物質(zhì)的腐蝕而設(shè)計的。而對于沒有金屬護套的電纜，外護套就直接起到對主絕緣的保護和密封作用。另一方面是絕緣功能。110kV以上電壓等級的高壓電纜，絕大部分采用單芯結(jié)構(gòu)。由于電纜運行時導(dǎo)體電流的電磁感應(yīng)，在金屬護層(護套和屏蔽層，下同)上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。為避免感應(yīng)電壓在金屬護層上形成環(huán)流，降低電纜的載流量，除在金屬護層的連接上采取措施外，電纜的外護套必須具有良好的絕緣性能使金屬護層對地絕緣。
當單芯電纜線芯通過交流電流時，由于交變磁場的作用，會在金屬護層上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，感應(yīng)電壓的大小與電纜的長度、運行電壓等有關(guān)。以110kV的單芯電纜為例，當單段電纜長度達1000米時，其中一端會有超過80伏的感應(yīng)電壓，超過了安全規(guī)程和運行經(jīng)驗在不采取有效防護措施下不得超過50伏的規(guī)定范圍；如果單段電纜長度在700至800米左右，其金屬護層上的感應(yīng)電壓大約在60伏左右。所以對于長度在700米以內(nèi)的電纜，我們通常采用一段直接接地，另一端經(jīng)保護器接地的方法；對于線路較長的，在適當長度下，斷開金屬護層，中間接頭采用交叉互聯(lián)經(jīng)避雷器接地，兩側(cè)電纜終端則直接接地的方式。
如果電纜金屬護層出現(xiàn)兩點直接接地的情況，不可避免在金屬護層中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，此感應(yīng)電流的大小與接地電阻、電纜的長度及線芯的電流有關(guān)。金屬護套上的感應(yīng)電流會產(chǎn)生很大的損耗，使電纜局部發(fā)熱，不僅浪費電能，關(guān)鍵還會降低電纜輸送能量，嚴重減少電纜使用壽命，威脅電纜安全運行。另外電纜金屬護層如果直接接地或暴露在外，也會導(dǎo)致金屬護層被腐蝕，護層腐蝕擊穿后，水分將極易進入電纜絕緣層，并在絕緣層上產(chǎn)生水樹及電樹，后果將不堪設(shè)想。
電纜的外護套受損，輕則引起電纜金屬護層環(huán)流增大，降低電纜線路的輸送容量；重則使金屬護套受到腐蝕，進而危及電纜的主絕緣，直至絕緣擊穿發(fā)生事故。由于目前尚無對高壓電纜運行狀況有效的監(jiān)測手段，對電纜外護套狀態(tài)的評價，實際上已成為對電纜運行狀況評價的重要指標。現(xiàn)行的預(yù)防性試驗規(guī)程對電纜外護套絕緣試驗規(guī)定了嚴格的標準。
2 高壓電纜外護套接地故障的類型及原因分析
據(jù)筆者的統(tǒng)計，在過去5年我們檢測出的318處外護套接地故障的類型（見表1）。
表1 外護套接地故障分類統(tǒng)計表
故障原因 數(shù)目 比率
施工的原因 90處 28.30%
接地線擊穿 52處 16.35%
接地箱進水 48處 15.09%
中間接頭防水密封不良33處 10.38%
沒有查明原因 12.26%
總故障數(shù) 318處 100.00%
2.1 電纜施工的原因
外護套接地故障的主要原因是施工造成，故障絕大多數(shù)是由電纜敷設(shè)及施工時造成的輕微損傷發(fā)展而成，在做耐壓試驗時未被發(fā)現(xiàn)，雖短時間內(nèi)不至于擊穿， 但經(jīng)過一段時間，金屬護套上的電壓就會把薄弱點擊穿。如電纜溝內(nèi)小石頭、小蓋板等尖銳物對電纜外護套的擠壓造成的薄弱點就極容易被擊穿。運行中我們也發(fā)現(xiàn)當接地線、接地箱被人偷盜時，外護套的感應(yīng)電壓也往往會把外護套上的這些薄弱點擊穿。另外，電纜外護套在過路管道內(nèi)的故障也有3 處，說明管道沒有清理干凈或管道埋設(shè)質(zhì)量不佳等原因造成了缺陷。
2.2 接地線的擊穿
接地線的故障分為單芯電纜的故障和同軸電纜的故障，竟然也有18處之多。從筆者修復(fù)過的這18處接地線故障分析，這些故障莫過于兩大原因造成，一是施工原因，施工人員不夠細心，讓尖銳物或硬物碰傷了接地線的外皮，接地線上的感應(yīng)電壓把薄弱點擊穿。第二個原因是接地線的選料，以前我們多采用1kV電纜作接地線，外皮比較薄，施工中就較容易損傷外皮，造成故障。現(xiàn)在我們要求對單芯電纜采用10kV電纜就基本上杜絕了此類故障。對于同軸電纜，內(nèi)芯的絕緣已經(jīng)是采用了10kV電纜的絕緣層，絕緣水平已經(jīng)足夠，只是外層筆者認為完全有必要加厚絕緣層，保障接地線外芯的絕緣水平。因為目前發(fā)現(xiàn)的同軸電纜對地故障全部是外層絕緣層的故障。
2.3 接地箱進水
接地箱的故障為數(shù)不少，達16只之多，歸咎原因主要是因為接地箱防水密封性能不夠理想，在南方多雨的的運行環(huán)境中不能起到很好的防水密封作用。還有一些接地箱防水密封性能很好，但接地箱也常會儲存不少的水，分析原因，發(fā)現(xiàn)水是從接地線的另一終端進入，把接地線作為了管道，流入到了接地箱。造成這種現(xiàn)象的原因有兩個，一是接地箱安裝在電纜終端頭處時，終端頭處的接地線終端線耳的防水密封沒有處理好；二是中間頭處，中間頭的防水罩及防水密封材料失效，水分進入到中間頭的金屬護層處，再通過接地線流入到接地箱。對于后者，接地箱采取立式安裝的方法可減少進水的機會。
2.4 中間頭防水密封不良
中間頭防水密封不良，也會造成高壓電纜外護套接地系統(tǒng)故障。如我班管轄的110kV馬向線，該批采用了德國某公司的電纜附件，防水罩及防水密封劑的防水性能完全不能適應(yīng)南方多雨、電纜溝常常水浸的環(huán)境，采用了此種附件的8個中間頭全部進水至同軸電纜處，造成外護套絕緣全部不合格的惡劣后果。教訓(xùn)是我們對電纜附件的選型要嚴格把關(guān)，盡量采取成熟定型的設(shè)計尤為重要。另外還有三回路的三個中間頭由于安裝人員的不細心，造成中間頭的金屬護套接地的例子。
3 采取的對策
首先，對高壓電纜、中間頭、接地箱及接地線的選型及設(shè)計方面充分考慮深圳多雨水、南方多白蟻等運行環(huán)境惡劣的條件，如選用HDPE、退滅蟲護層等防白蟻性能更好的高壓電纜，選用防水密封性能更好的電纜附件，使外護套絕緣有更好的安全保障。其次，在電纜敷設(shè)、安裝等環(huán)節(jié)高度重視施工質(zhì)量。在土建施工、電纜準備、電纜敷設(shè)及安裝過程中應(yīng)加強現(xiàn)場監(jiān)督檢查力度，尤其要求電纜溝道內(nèi)不能有尖銳物，電纜轉(zhuǎn)彎半徑足夠、滑輪的布置要合理、敷設(shè)電纜的措施及技術(shù)要求要足夠。再次，運行部門制定《110kV及以上等級電力電纜線路驗收管理規(guī)定》，上報主管部門審核、頒布并實施，使越來越多參與高壓電纜施工的施工單位及監(jiān)理單位有詳細、嚴格的執(zhí)行標準，做到有章可循；運行部分嚴把驗收關(guān)、杜絕電纜帶病運行。然后，運行部門嚴格按預(yù)試規(guī)程對電纜線路進行預(yù)試， 對外護套絕緣不合格的電纜線路爭取停電機會進行外護套故障查找及修復(fù)。對于運行班組，還需在提高查找外護套故障效率方面采取措施。如采用較好的儀器、工具，更熟練掌握故障測試技術(shù)等。最后，高壓電纜因為接地箱、接地線的被盜而引起外護套擊穿的例子也有不少，所以在電纜防盜方面運行部門在組織、技術(shù)層面上應(yīng)加大力度，保障電纜的安全運行。
電纜外護套對保障高壓電纜的健康、安全運行發(fā)揮著重要作用，從電纜外護套接地故障的的類型、原因仔細分析，不少都是人為的原因所造成，而人為的原因?qū)嵲谑菓?yīng)該避免和減少的，再從設(shè)計、選型、施工、運行管理等方面加大力度，相信外護套的接地故障可以大幅度的減少。
