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矿用电缆缆运行故障的分析和基本结构[一]、矿用电缆缆运行故障的分析
研究发现导致矿用电缆缆发生故障的原因有很多方面，主要可以总结为以下几种：
(1)机械损伤
机械损伤是引发的矿用电缆缆故障的一大因素。根据损伤程度的不同，其造成矿用电缆缆故障事故的时间长短也不一样，有些损伤很严重，立即就造成了大规模的停电断电，有些机械损伤较为轻微，不会立即产生影响，但是却留下了隐患，可能在几个月甚至几年后这些隐患才会引发故障。造成矿用电缆缆机械损伤的主要原因有以下几点：
①安装时损伤：在安装过程中，由于工人的大意，使得矿用电缆缆受到了过大机械牵引力，从而留下了机械损伤，或者在搬运过程中因为矿用电缆缆过度弯曲而损伤矿用电缆缆。
②直接受外力损坏：在矿用电缆缆隧道或地下铺设有矿用电力电缆的道路附近有工程施工，使矿用电缆缆受到直接的外力损伤。
③受附近自然因素破坏：受到附近震动或者负荷的冲击从而造成了地下矿用电缆缆的绝缘破损。
(2)绝缘故障
影响矿用电缆缆及其附件绝缘性能降低的原因主要有：局部放电、电树枝老化、水树枝老化和热老化。电树枝老化的主要成因是，矿用电缆缆的绝缘层之间并没有紧密连接，中间存在空隙，空隙中会有一些气体杂质和水分的存在，这就会使得矿用电缆缆内部的电场分布不均匀，一些局部区域场强过大而产生局部放电现象从而形成电树枝；水树枝老化是矿用电缆缆老化的主要表现形式之一，当水分渗入XLPE矿用电缆缆内部，在电场的作用下，矿用电缆缆绝缘层形成类似树枝状的缝隙从而导致矿用电缆缆绝缘能力下降；热老化是矿用电缆缆长时间在过高温度下运行，导致绝缘部分过热氧 化而发生质变，使它的物理和电气特性降低，然后导致绝缘故障。在高温的条件下，XLPE绝缘层上的水树枝也会发生显著的氧 化，对水的吸附能力增强，从而引起热击穿。
(3)产品缺陷
在矿用电缆缆的生产制作过程中，因为工艺不良，没有严格按照规章制造，材料不合格等原因造成了成品存在例如接头和终端的防水、电场分布设计不严谨等缺陷，从而导致了矿用电缆缆故障；矿用电缆缆绝缘介质内部存在气隙，气隙中的气体会在电场作用下发生电离从而使绝缘性能下降。
当绝缘介质发生电离时，还会与周遭物质发生化学反应，导致一些气隙中生成强氧 化性物质，腐蚀绝缘层和矿用电缆缆表皮；不严谨的生产制造过程造成的矿用电缆缆附件的质量不达标，如存在砂眼，机械强度不足，零件不符合规格或组装密封不严等问题；还有在绝缘材料制造完成后，还未投入使用时的维护保存过程中，因维护管理不到位，造成矿用电缆缆绝缘层受潮、脏污和老化现象。
[二]、低烟无卤电缆的基本结构
按照单根低烟无卤电缆线芯导体的根数，低烟无卤电缆主要为单芯和三芯两种。低烟无卤电缆的基本结构为：线芯导体、内衬层、绝缘层、金属护套和外护套。110kV电压等级及以上交联聚乙烯高压低烟无卤电缆均为单芯结构，其低烟无卤电缆结构主要是：线芯导体、绝缘层、金属护套和外护套。标称截面积为2500mmz，电压等级为127/220kV的YJLW02(03)型单芯交联聚乙烯高压低烟无卤电缆。
低烟无卤电缆结构各层的具体介绍和分析如下：
(1)线芯导体
导体是铜芯电力电缆线芯的导电部分，作用是传输电能。导体一般采用电导率较高的金属材料，如铜或铝，可以减少线路损耗和压降。
导体的形状主要有紧压圆形绞合导体和分割导体两种。中压低烟无卤电缆一般为紧压圆形绞合导体，高压低烟无卤电缆可以为紧压圆形导体或分割导体，低烟无卤电缆线芯采用分割导体结构可以低烟无卤电缆的集肤效应。
低烟无卤电缆的载流量与温度密切相关，低烟无卤电缆线芯导体的损耗是引起低烟无卤电缆温度升高的主因，由于导体都有较高允许工作温度，因此，线芯导体损耗的大小将直接影响低烟无卤电缆载流量的大小。因为低烟无卤电缆线芯导体和金属护套材料的直流电阻，从而交流电阻与温度有关，所以，一般要考虑温度对导体电阻产生的影响，在交流电阻的计算中引入温度系数，来对电阻值进行修正。此外，当交变电流通过低烟无卤电缆导体时，低烟无卤电缆本体产生的集肤效应，以及与其他相近低烟无卤电缆的邻近效应，也对低烟无卤电缆线芯导体交流电阻的大小产生影响，在计算交流电阻时，需考虑集肤效应和临近效应的影响，引入集肤效应系数和邻近效应系数。
(2)绝缘层
低烟无卤电缆绝缘层的主要作用是屏蔽线芯导体和外界的电磁场联系，保障电能输送。绝缘层的性能好坏直接影响到低烟无卤电缆是否能够可靠运行，绝缘层是低烟无卤电缆的核心结构之一，定期检查低烟无卤电缆绝缘性能。
低烟无卤电缆的绝缘材料，应具有良好的电性能，热性能，力学性能和防护性能。
目前，常用的绝缘材料有：塑料绝缘材料(聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯)、橡皮绝缘材料(天然橡胶NR、丁苯橡胶SBR、乙丙橡胶、丁基橡胶GR-1、硅橡胶)、以及浸渍纸绝缘等。
(3)金属护套
目前，高压低烟无卤电缆的金属护套以皱纹铝护套为主，低烟无卤电缆金属内侧常伴有半导体缓冲层。金属护套的作用是：一方面保证低烟无卤电缆一定的机械强度，不受水和潮气等有物质的损害，保证主绝缘的良好，避免机械损伤和有害物质的入侵，造成绝缘破坏；二是作为屏蔽层，避免轴向电场放电，保证电场方向和绝缘半径方向一致。金属护套的好坏会直接影响到低烟无卤电缆的使用寿命。
在电力传输中，低烟无卤电缆线路之间由于电磁感应，在金属护套上会感应出对地电压，皱纹铝护套会出现环流损耗和涡流损耗。感应电压过高时，不仅使金属护套的损耗增大，而且影响人身。为了过高的感应电压，减小环流损耗和涡流损耗，保证低烟无卤电缆线路和可靠的运行，低烟无卤电缆的金属护套接地。
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