压缩机电机10KV动力电缆击穿故障研究

王 辉¹，周亚辉²，罗劲科¹，邱蒙琪³，张斌彪³

（1.湖南能源集团天然气投资有限公司，湖南 长沙 410200；

2.上海能源建设工程设计研究有限公司湖南分公司，湖南 长沙 410200；

3.湖南湘投天然气投资有限公司衡阳分公司，湖南 衡阳 421099）

摘  要：随着交联聚乙烯（XLPE）电缆在天然气长输管道压气站电气设备中的广泛应用，电缆头故障引发的绝缘击穿问题已成为威胁电气设备安全运行的关键隐患。以长输天然气管道压气站压缩机电机10kV动力电缆击穿故障为研究对象，通过故障现场排查、击穿机理理论分析及多因素可能性评估，系统剖析了电缆击穿的核心原因。基于此，提出针对性防范措施，为压气站压缩机电机电缆安装、运维及故障预防提供技术参考，对保障天然气长输管道核心设备安全稳定运行具有重要意义。

关键词：交联聚乙烯电缆；绝缘击穿;局部放电；电场畸变；工艺缺陷；防范措施

离心式压缩机作为天然气长输管道的核心动力设备，其稳定运行直接决定管道输气效率与能源供应安全性。当前国内天然气压气站压缩机多采用10kV高压电机驱动，而交联聚乙烯（XLPE）电缆因具有优异的电气绝缘性能、耐热性及机械强度，已成为电机动力传输的主流选择。然而，XLPE电缆在终端制作、安装及长期运行过程中，易因工艺缺陷、环境因素或材料特性变化引发绝缘击穿故障。据相关数据统计，高压电缆故障中约60%集中于电缆终端部位，其中工艺相关缺陷占比>50%。

某压气站电驱离心式压缩机自2015年投运以来，电机10kV动力电缆先后2次发生电缆头击穿故障，导致机组紧急停机，严重影响站场正常输气作业。在故障分析基础上，深化技术分析XLPE电缆绝缘击穿的微观机理，以期为同类压气站压缩机电缆故障诊断与预防提供更全面的技术支撑。

1 故障描述

某日，压缩机D机组监控画面出现变频器IOC故障，压缩机保压停机，现场排查发现检测回路、元件及接线均无异常，初步判断为干扰信号触发。然后再次启动压缩机D机组进行测试运行，在机组启动升负荷的过程中，上位机出现变频器输出接地故障停机，检测发现电机侧主进线电缆C相一根电缆头击穿，如图1所示。

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