0前言
近年来，随着我国城市电网的不断改造，交联聚乙烯电力电缆作为主流产品已经广泛应用于输电线路和配电网中。北京地区截止到2004年6月，投运的220kV电压等级交联聚乙烯电力电缆有83km，110kV电压等级的有300多km。全国据不完全统计，已投入运行的110kV及以上的高压电缆线路已经超过1000km，最高电压等级已达500kV。
资料表明：在对全国主要城市126家电力电缆运行维护单位10kV以上的电力电缆(总长度91000km)在1997至2001年期间运行状态进行调查统计和故障原因分析发现，10-220kV电力电缆的平均运行故障率由1997年的11．3次／(百公里·年)逐年下降到2001年的5．2次／(百公里·年)，但相对经济发达国家仍高出约10倍。
1高压电缆故障分析
高压电缆系统故障分类的方法很多，按照故障产生的原因大致分为制造原因、施工质量原因、设计单位设计原因、外力破坏四大类。
1．1制造原因
制造原因根据发生部位不同，又分为电缆本体原因、电缆接头原因和电缆接地系统原因三类。
1．1．1电缆本体制造原因
因为现在高压电缆制造在原材料及机器设备方面已经成熟，而且电缆在出厂前要进行交流耐压试验，试验标准160kV，半小时通过为合格(1EC60840标准要求)，所以一般电缆本体出现问题的概率比较小。经笔者的考察了解，有了好的设备并不等于就会有好产品，保证产品质量不仅要有好的设备(国内现在有好几个电缆厂家的设备都具有国际先进水平)，更需要有好的技术人员、操作人员和严格的检验控制。一般在电缆生产过程中容易出现的问题有绝缘偏心、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、电缆受潮、电缆金属护套密封不良等，情况比较严重的可能在竣工试验中或投运后不久即出现故障，大部分在电缆系统中以缺陷形式存在，对电缆长期安全运行造成严重隐患。
事故案例：电缆本体击穿事故。110kV电缆竣工后通过丁5min，1.7Uo变频交流耐压试验(当时的竣工验收试验标准，后来标准改为60min，1．7Uo)，但投运12h之后就发生了电缆本体击穿事故，击穿情况见图1，经分析排除了敷设过程破坏和外力破坏的可能性，确认为电缆本体缺陷导致击穿，怀疑为电缆内外屏蔽有突起或杂质，在工厂和现场试验时电缆绝缘已经部分受损所致。
1．1．2电缆接头制造原因
高压电缆接头以前用绕包型、模铸型、模塑型等类型，需要现场制作的工作量大，并且因为现场条件的限制和制作工艺的原因，绝缘带层间不可避免地会有气隙和杂质，所以容易发生问题。现在国内普遍采用的型式是组装型和预制型。组装型接头的绝缘部分分为环氧树脂绝缘筒和预制的应力锥两部分。为了保证应力锥与环氧树脂绝缘筒和应力锥与电缆绝缘结合界面有足够的压力，以提高结合面允许的最高场强，设计了一组用于压紧应力锥的弹簧压紧装置。预制型接头由富有弹性的硅橡胶或三元乙丙橡胶制成。接头集改善电场分布的应力锥、导体屏蔽、绝缘屏蔽和接头的主绝缘于一体，全部在工厂预制成型，由过盈配合来保证结合面的压力；又由于硅橡胶和三元乙丙橡胶的膨胀系数接近且具有弹性，在运行中当负荷变化、温度变化引起热胀冷缩时，能自动平衡，不会产生相对位移。
电缆接头又分为电缆终端接头和电缆中间接头，不管什么接头形式，电缆接头故障一般都出现在电缆绝缘屏蔽断口处，因为这里是电应力集中的部位，因制造原因导致电缆接头故障的原因有应力锥本体制造缺陷、绝缘填充剂问题、密封圈漏油等。
事故案例1：110kV电力电缆预制式中间接头发生击穿事故。电缆运行一年，被击穿部位是硅橡胶应力锥，见图2。解剖发现应力锥本体开裂，接头发生滑闪放电导致击穿，电缆表面爬电痕迹见图3。这批中间接头在制作过程中预扩充时曾发生过多次应力锥破裂问题，厂家确认是部分产品在工厂内硫化过程中出现氯原子混入导致硅橡胶弹性下降所致，通过预扩充没有破裂的应力锥可以保证安全运行。该项目在2001年进行交流耐压试验时又有2只接头在试验过程中击穿，击穿原因也是应力锥本体开裂，接头发生滑闪放电导致更进一步击穿，证明该公司这批产品质量不稳定。
1．1．3电缆接地系统原因
电缆接地系统包括电缆接地箱、电缆接地保护箱(带护层保护器)、电缆交叉互联箱、护层保护器等部分。一般容易发生的问题主要是因为箱体密封不好进水导致多点接地，引起金属护层感应电流过大。另外护层保护器参数选取不合理或质量不好，氧化锌晶体不稳定也容易引发护层保护器损坏。
1。2施工质量原因
因为施工质量导致高压电缆系统故障的事例很多，主要原因有：①施工现场条件比较差，电缆和接头在工厂制造时环境和工艺要求都很高，而温度、湿度、灰尘都不好控制。②电缆接头施工工艺要求比较高，一般要求施工人员练习3年后才能安装110kV及以上接头，而有些施工队伍施工水平不高，甚至存在盲目施工问题。③电缆施工过程中在绝缘表面难免会留下细小的滑痕，半导电颗粒和砂布上的沙粒也有可能嵌入绝缘中，另外接头施工过程中由于绝缘暴露在空气中，绝缘中也会吸人水分，这些都给长期安全运行留下隐患。④安装时没有严格按照工艺施工或工艺规定，没有考虑到可能出现的问题。⑤竣工验收采用直流耐压试验造成接头内形成反电场导致绝缘破坏。⑥因密封处理不善导致。
对于终端接头密封，主要应是防止绝缘油渗漏。终端接头漏油问题是困扰各地电缆运行管理部门的主要问题之一，因为一般终端接头都不采用外置油压补偿装置，所以终端漏油后运行部门并不知道内部油量多少，只能加强监测。终端内油量减少会导致电场分布的改变，造成电缆内绝缘爬距变化，最终导致接头击穿。目前堵漏技术很难解决绝缘油渗漏问题，虽然现在各地开始采用干式终端接头，但因为大量油终端的存在，终端接头渗漏还将是一个长期问题。
对中间接头密封来说，主要应提高防水性。南方水位高，不管采用排管、直埋接头还是沟槽电缆接头都经常泡在水中。北方虽然水位低，但在雨季隧道、排管的接头井内也经常有积水。所以保证中间接头的密封防水性至关重要。因为从严格意义上讲，塑料无法保证水分子的侵入，所以北京地区规定中间接头必须采用金属铜外壳外加PE或PVC绝缘防腐层的密封结构，在现场施工中保证铅封的密实，这样有效地保证了接头的密封防水性能。
因施工质量原因造成的严重缺陷一般在投运前的竣工试验时或投运后一两年内就会出现故障，而一些小的问题可能就成为长期运行的隐患。采用专业的施工队伍和加强接头安装人员的技术水平和质量意识是减少电缆事故的重要手段。
事故案例1：因安装工艺错误导致220kV电缆户外终端发生击穿事故。击穿部位在绝缘屏蔽末端上部，运行时间11个月，接头形式为组装式。与厂家一起对事故终端进行解剖分析，确认事故原因是顶应力锥的弹簧机构在安装时被锁死，没有起到保证应力锥与电缆绝缘结合界面有足够的压力的作用，导致界面强度不够，引发界面放电，见图5。
