煤礦井下生產(chǎn)環(huán)境惡劣和工作狀況不穩(wěn)定，工作面長(zhǎng)，負(fù)荷波動(dòng)大。電纜長(zhǎng)期受到高電壓、強(qiáng)電場(chǎng)的作用，加之井下空氣潮濕、散熱條件差，工人經(jīng)常拖動(dòng)電纜，這些都會(huì)使電纜絕緣層劣化，導(dǎo)致絕緣強(qiáng)度下降，損耗增大，甚至引發(fā)嚴(yán)重的供電事故。國(guó)內(nèi)外學(xué)者和研究人員經(jīng)過多年分析總結(jié)，將常見的電纜絕緣故障原因分為機(jī)械損傷、絕緣老化變質(zhì)、過負(fù)荷、絕緣受潮和過電壓。
1、外力機(jī)械損傷
分析近幾年的運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，因機(jī)械損傷造成的電纜故障差不多占供電事故的一半以上。主要表現(xiàn)為：電纜敷設(shè)安裝時(shí)施工不規(guī)范，固定不牢固；井下工人經(jīng)常拖動(dòng)電纜；車輛輾壓，地面沉降及振動(dòng)等原因。如果損傷較輕，需要幾個(gè)月甚至幾年才可能使受損部位發(fā)生擊穿。如果破壞嚴(yán)重則會(huì)直接引發(fā)短路故障影響煤礦的安全生產(chǎn)。
2、絕緣老化變質(zhì)
電纜長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，在高電壓、強(qiáng)電磁場(chǎng)的作用下，絕緣介質(zhì)內(nèi)部氣隙發(fā)生電離，產(chǎn)生臭氧、硝鼓等酸性化學(xué)成分，腐蝕絕緣介質(zhì)，使得絕緣性能大大下降。電磁場(chǎng)的熱效應(yīng)和機(jī)械作用，也會(huì)使絕緣介質(zhì)發(fā)生物理老化。除此之外，電纜敷設(shè)區(qū)的酸堿化學(xué)成分也會(huì)腐蝕電纜的外護(hù)套、鎧裝等保護(hù)層，使其絕緣性能降低。電纜絕緣層的老化是不可避免的。一般來說，電纜的預(yù)期壽命基本能達(dá)到10^7h以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，絕緣老化故障率約為1/5，通常發(fā)生在電纜使用壽命的后期(約25年后)。
3、過負(fù)荷
電纜長(zhǎng)期處于過負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，由于電流的熱效應(yīng)、電荷的集膚效應(yīng)、鋼鎧的渦流損耗和絕緣介質(zhì)損耗等原因，再加之電纜安裝密集、通風(fēng)不良等因素，使得電纜溫度升高，加速絕緣層發(fā)生碳化等物理性變化，久而久之造成絕緣擊穿，引發(fā)火災(zāi)。
4、絕緣受潮
絕緣受潮不僅與電纜所處環(huán)境條件有關(guān)，而且與電纜接頭等附件的制作工藝密切相關(guān)。煤礦井下通風(fēng)條件欠佳，空氣潮濕，如果電纜接頭密封不良，或者電纜本身存在氣隙、裂紋等質(zhì)量缺陷，空氣中的水分就會(huì)進(jìn)入到電纜絕緣內(nèi)部，在電場(chǎng)的作用下，發(fā)展形成水樹枝，逐漸損壞電纜的絕緣介質(zhì)，使得絕緣性能下降。
5、過電壓
過電壓主要指大氣過電壓、操作過電壓和系統(tǒng)內(nèi)部過電壓，電纜絕緣層本身存在的缺陷在過電壓的作用下會(huì)發(fā)生擊穿造成電纜事故。
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