35kv电缆半导体屏蔽层击穿的原因

35kV电缆半导体屏蔽层击穿的根本原因在于电场分布异常或材料性能失效，具体表现为局部场强超过材料耐受极限。以下是关键原因及其机理分析：

一、电缆头制作工艺缺陷

应力锥接触不良

应力管与半导体屏蔽层的接触长度若未达到工艺要求的20-25mm（仅10-15mm），会导致电场集中。例如，某光伏电站的8起击穿事故中，应力管与屏蔽层接触不足是主因，导致过渡区域电荷积累并引发放电。

典型案例：某35kV电缆终端头因应力管覆盖半导体层，铜屏蔽层与应力锥未有效接触，导致主绝缘层在运行中逐渐碳化击穿。

屏蔽层断口处理不当

半导体层切断时若未形成平滑过渡（如存在台阶或毛刺），电场畸变可达正常值的2-3倍。资料显示，未倒角的绝缘层末端易形成“尖端放电”，加速绝缘劣化。

二、材料性能缺陷

导电炭黑杂质问题

国产半导电屏蔽料的炭黑含硫、硅等杂质（杂质含量高于进口材料30%以上），导致体积电阻率波动（进口料为10^0-10^2Ω·cm，国产料可达10^3Ω·cm），易在高压下产生局部过热。

热缩材料密封性差

热缩套管与电缆本体因热膨胀系数差异，在温差变化下易脱层形成气隙。例如，某电站电缆头因热缩管缩进1cm，水分侵入后绝缘电阻下降50%，最终击穿。

三、机械损伤与外部环境

护套破损导致侵蚀

外护套损伤后，水分和化学物质渗入半导体层，长期腐蚀使体积电阻率升高。例如，某铅护套电缆因护层接地故障，铝护套与铅包放电蚀穿，最终引发主绝缘击穿。

热应力与老化

电缆运行温度波动（如光伏电站昼夜温差达40℃）导致材料疲劳。热缩附件因失去弹性无法“随缆呼吸”，界面压力下降60%以上，加速局部放电。

四、系统过电压

谐振过电压可使局部场强瞬时提升至额定值的3-5倍。某基频谐振案例中，35kV电缆在过电压下发生三相屏蔽层同时击穿。

关键数据对比

总结

半导体屏蔽层击穿是工艺缺陷、材料性能、机械损伤及系统因素共同作用的结果。其中，应力锥安装不当和屏蔽料杂质问题是两大主因，合计占比达75%。实际运维中需严格把控终端头制作工艺（如应力管接触长度≥20mm、半导体层倒角45°），并优先选用冷缩式附件以改善热稳定性。