一、高壓電力電纜結(jié)構(gòu)
要全面地分析電纜發(fā)生故障的原因并準確地找到故障點，我們需要了解電纜的結(jié)構(gòu)型式，掌握電纜各組成部分材料的選擇，并認識各組成部分在電纜中的用途。
?。ㄒ唬╇娎|基本結(jié)構(gòu)
所有的高壓電纜的結(jié)構(gòu)基本一樣，均是由電纜保護層、屏蔽層、絕緣介質(zhì)層及電纜芯四個部分構(gòu)成。
1.導電線芯。
作為傳遞電流的工具，電力電纜導線會存在一定的損耗，損耗的大小由導體的導電系數(shù)及截面積來決定。目前主要應(yīng)用的材料為銅、鋁，銅易焊接、導電性能強、機械強度也較高，是當前采用最為廣泛的電纜芯材料，鋁的導電系數(shù)比銅要低一些，但鋁資源豐富、價格低、質(zhì)量小、加工方便等優(yōu)點。多用于長距離傳輸，如架空線路等。
2.絕緣介質(zhì)層。
電纜絕緣介質(zhì)層最主要的作用是保證導電線芯對電纜各層間的絕緣，同時還起到保護電纜線芯免受機械、電場等外部環(huán)境的傷害。
3.電纜屏蔽層。
電壓電力電纜的線芯一般由多根導線絞合而成，這在線芯表面與絕緣層間就容易形成較多的間隙。由于間隙的存在，對電纜的性能影響極大，可降低電纜的游離特性和擊穿強度等。因此，在電纜絕緣層的內(nèi)側(cè)和外側(cè)均設(shè)備了屏蔽層，把間隙屏蔽在電場之外。通過采用一些半導體的導電材料使得電纜中的電場更加均勻。在電纜進行現(xiàn)場交流耐壓試驗及投入系統(tǒng)運行前，電纜兩側(cè)的屏蔽層必須可靠接地，防止電纜對地懸浮電位的產(chǎn)生，導致試驗電壓對電纜的擊穿。
4.電纜護層。
由于電纜是鋪設(shè)在一些復雜的環(huán)境中，因此需要對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行保護，用一層保護層來實現(xiàn)。從而在電纜的施工和安裝及長期運行中保護內(nèi)部結(jié)構(gòu)不受到外界的破壞。按保護材料可分為兩大類，第一類是金屬材料如銅、鋁、鋼等，第二類是非金屬材料，如纖維制品，塑料和涂料等，主要是防水和防腐蝕。
二、高壓電纜故障原因分析
電力電纜從生產(chǎn)，運輸、施工到投入運行，每個過程都環(huán)環(huán)相扣，聯(lián)系緊密。任何封環(huán)節(jié)的疏漏，都將會埋下電纜最終運行故障的隱患。分析歸納電纜故障的原因和特點，主要有：1、外界環(huán)境中的一些破壞，如一些違規(guī)施工而造成電纜的破壞；2、電纜敷設(shè)的時候沒有按照規(guī)則來進行合理的敷設(shè)；3、電纜出廠存在質(zhì)量問題。
據(jù)統(tǒng)計分析，電纜投運前5年內(nèi)發(fā)生故障原因，多數(shù)因電纜施工或電纜質(zhì)量導致。5至25年為電纜運行穩(wěn)定期，運行25年后由于電纜附件的老化導致的故障占到80%。根據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計，在所有的電纜故障中，外力破壞造成的故障點據(jù)了58%。施工導致的故障占12%，附件質(zhì)量帶來的故障占27%，本體的質(zhì)量問題占3%。表現(xiàn)如下：
1、外力破壞
德昌安臨河峽谷風電場布機均沿河道兩側(cè)展開，箱變高壓電纜出線很大部分沿農(nóng)田地下敷設(shè)或穿越基耕道后上架空線。建設(shè)過程中，施工單位存在不足的方面主要有：不按設(shè)計要求安裝、敷設(shè)電纜；開挖電纜溝深度、寬度不夠；直接將電纜敷設(shè)在溝道內(nèi)，電纜全程不作任何安全防護措施；表層未設(shè)立明顯的警示標志等。這些施工行為都導致在外力作用下極易造成電纜事故。村民的不當行為主要有：
?。?）由于村民安全意識不足，對電纜敷設(shè)詳細位置不清楚，每年春耕秋收時農(nóng)機反復碾壓造成電纜事故；
?。?）由于村民修橋擴路不作任何堪測，隨意開挖造成電纜破壞、短路事故；
就電纜的破壞原因可以總結(jié)如下：第一，工程管理部站的監(jiān)管不力，沒有責任感；第二，監(jiān)理施工驗收走過場，對工程質(zhì)量及業(yè)主單位不負責；第三，施工信息沒有及時與當?shù)卣蚕?，未及時組織當?shù)卮迕耖_展安全培訓、危險點告知。
2、電纜安裝、施工質(zhì)量及運行環(huán)境影響
根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計分析大約有12%的10kV以上的電纜由于施工和安裝的不當而造成的電纜事故。由于電纜在敷設(shè)的時候沒有按照規(guī)定以及合理的考察施工的條件而隨意的進行敷設(shè)，造成了電纜的壽命縮短為原來的25%，原因如下：
（1）電纜的接頭設(shè)置不當。要合理的設(shè)備電纜的中間接頭，比如，在很近距離就設(shè)備兩個以上班的接頭就以屬于違規(guī)設(shè)備；
?。?）導體的連接管接觸不良。制作電纜的過程中，導線壓接的質(zhì)量沒有保證，會導致接頭處的電阻過大，加大發(fā)熱量會導致絕緣熱脹冷縮，使得絕緣層的老化擊穿加快，出現(xiàn)接地短路事故；其次，由于兩段電纜之間的連接沒有進行很好的處理，存在一些尖角和毛刺等；
（3）電力電纜的終端接頭部位制作質(zhì)量不合格。將半導體剝開時，內(nèi)絕緣的表面容易被損壞，而且會在上面留下雜質(zhì)，有時候由于施工的時候沒有很好的處理半導層的爬電距離，在今后的運行過程中，很容易發(fā)生介質(zhì)游離等；
?。?）電纜的終端接地電阻沒有控制好。電纜的金屬屏蔽層需要有效接地，施工過程中往往麻痹大意造成接地不良使接地電阻過大，一旦金屬屏蔽層上感應(yīng)到一個高電壓，使得絕緣的老化加速；
?。?）中間接頭沒有良好的密封。作電纜接頭時沒有嚴格按照工藝要求執(zhí)行，造成接口的密封不嚴，會導致水分等入侵，產(chǎn)生水樹，使得絕緣劣化；
?。?）制作環(huán)境濕度大。電纜的安裝環(huán)境如果濕度較大，容易造成局部受潮，使得絕緣性能下降；
?。?）電纜外護層破損。由于施工單位電纜敷設(shè)隊伍中絕大部份人員為當?shù)剞r(nóng)民工，對施工工序與要求根本不清楚，經(jīng)常野蠻施工造成電纜外護層變形、裂口后僅采用自粘帶包扎處理后繼續(xù)使用，對于造成裂口的電纜金屬外殼會長期形成環(huán)流，環(huán)流會造成金屬護套發(fā)熱，使得電纜傳輸功率降低，外殼的損壞使得外界水分和腐蝕氣體進入絕緣層，加速絕緣老化；
