Page 75 - 电力与能源2024年第四期

第 45 卷 第 4 期 电力与能源
2024 年 8 月 469

DOI：10.11973/dlyny202404015

高压 XLPE 电缆缓冲层故障机理与检测技术研究

张斌斌，王平羽
（国网上海市电力公司电缆分公司，上海 200122）

摘 要：高压 XLPE 电缆缓冲层故障频发，严重影响电缆安全运行，引起了广泛关注。根据缓冲层烧蚀故障特
征，分析了高压 XLPE 电缆缓冲层电场特性并进行了初步仿真研究，得出局部放电是导致缓冲层故障的直接原
因。提出了几种理论上可行的缓冲层故障检测方法并进行了简单验证，其有效性还待后续进一步试验与研究。
关键词：高压 XLPE 电缆；缓冲层；故障机理；电场分布；局部放电；检测技术
作者简介：张斌斌（1990—），男，硕士，从事高压电缆运行及维护相关工作。
中图分类号：TM247 文献标志码：A 文章编号：2095-1256（2024）04-0469-05
Research on Fault Mechanism and Detection Technology of Buffer Layer in High Voltage
XLPE Cables

ZHANG Binbin，WANG Pingyu

（State Grid Cable Branch，SMEPC，Shanghai 201122，China）

Abstract：The frequent occurrence of faults in the buffer layer of high voltage XLPE cables significantly affects
their safe operation, attracting widespread attention. Based on the characteristics of buffer layer erosion faults,
this study conducts an analysis of the electric field distribution in the buffer layer of high voltage XLPE cables and
performs preliminary simulation studies. It is determined that partial discharge is the direct cause of buffer layer
faults. Several theoretically feasible detection methods for buffer layer faults are proposed and subjected to initial
validation, although their effectiveness requires further testing and research.

Key words：high voltage XLPE cables ，buffer layer ，fault mechanism ，electric field distribution ，partial

discharge，detection technology
电力电缆作为电力能源的主要传输装备，是 的损失 ［3-5］ 。
构建稳定高效电力网络的关键电力设施之一。自 高 压 XLPE 电 缆 缓 冲 层 烧 蚀 的 原 因 多 种 多
20 世纪末以来，我国在高压交联聚乙烯（XLPE） 样，其交互关系较为复杂。由于运行单位对于其

［1］
电缆的生产与运行方面得取得了迅猛发展 。高 故障机理不明确、故障检测方法不完善，并且缺少
压 XLPE 电缆具有电气性能优良、传输容量大、质 系统性、源头性技术手段，因此对此类故障的发生
量轻、制造工艺简单、辅助设备少、安装与维护方 仍然束手无策，只能被动地进行修复，而无法实现
便、火灾风险小等优势，成为大城市中大容量电能 主 动 检 测 、预 防 和 排 除 。 由 此 可 见 ，针 对 高 压
传输至负荷中心所采用的地下输电系统的核心电 XLPE 电缆缓冲层烧蚀的故障机理和故障检测技
［2］
力设备之一 。 术的研显得尢为迫切和必要 ［6-9］ 。
随着高压 XLPE 电缆规模的迅速扩张，电缆
1 高压 XLPE 电缆缓冲层故障机理
线路的运维检修面临着更多挑战。近年来，一线
城市多次发生 110 kV 及以上电压等级电缆因缓 1.1 高压 XLPE 电缆结构及缓冲层故障特征
冲层烧蚀而引发的故障，严重影响了输电系统的 当前，国内高压 XLPE 电缆中，皱纹铝护套是
稳定性，损害了供电的可靠性，并造成了不可估量 实际应用最为广泛的金属护套结构，见图 1。