万代，齐飞，周恒逸，赵邈，段绪金，黄耀旗

(1. 国网湖南省电力有限公司电力科学研究院，湖南长沙410007；2. 国网湖南省电力有限公司张家界供电分公司，湖南张家界427000)

0 引言

随着我国经济与社会的发展, 以及城镇化、工业化、信息化进程的推进, 电力网络在广度和深度上都在快速延伸[1-4]。电力电缆的安全可靠运行与人民的生产生活息息相关, 10 kV 配电电缆敷设数量的不断增加、湖南地区高温潮湿的恶劣气候、电缆通道基础台账不准确等问题, 对电缆运维提出了更高的要求和更大的挑战[5-8]。

近年来, 电力电缆的火灾事故频发, 2018 年1月至8 月, 全国共发生火灾1.42 万起, 造成直接经济损失1.25 亿元, 电气火灾占比最大, 达到34.17%。此外, 2005―2014 年, 美国电气火灾占火灾发生总数的26%[9]。电缆的广泛使用, 也引发了一系列电缆过热而导致的事故。近几年的事故案例表明: 由电缆中间接头、电缆终端等薄弱点受恶劣环境长期侵袭或施工工艺不良等主要因素导致的局部放电, 对电缆线路薄弱设备绝缘结构造成损失, 在操作过电压等异常工况下引发的电缆局部过热或外部热源, 是电缆故障乃至火灾发生的重要致因[10-12]。

电缆外层包含有外护套、阻水层和绝缘层等多层聚合物结构, 使得电缆的传热、形变与燃烧过程变得复杂。因此, 对于带电电缆, 可抽象为一种外层聚合物包裹生热金属的物理结构。各种原因引发的局部过热或外部热源, 是电缆故障乃至火灾发生的重要致因。例如存在绝缘损伤、局部放电缺陷的电缆遭遇操作过电压等异常工况时, 极易发生相间击穿短路, 从而在击穿点急剧发热燃烧。……