「再生能源發電設備（ＯＯ發電）併聯系統衝擊檢討」報告書 之格式規定

停電後復電的69kV交連PE電纜事故

1. 電纜擊穿點

電纜擊穿點

2. 交連PE電纜構造

交連聚乙烯電纜(Cross Linked Polyethylene Cable簡稱 XLPE或PEX 電纜)，是目前全世界公認最佳的地下電纜之線材，係將聚乙烯原料以化學交連製造方法由熱塑物質轉變成熱固體，作為電纜的絕緣介電材料。

因XLPE電纜其具有優良的電氣特性、可撓機械特性、徑向防水特性、耐化學藥劑及抗腐蝕、耐臭氧等特性等優點，已廣泛的被台灣電力公司及其他公民營企業機構所採用，其絕緣物的容許溫度可達90℃，在各電壓等級皆被大量使用，特高壓等級的69 kV 與161 kV 電纜常常被應用在地下管路的鋪設。

構成69kV交連PE電纜的各要件由內而外分別包含了軟銅導體、導體遮蔽層、絕緣層、遮蔽銅帶，繃紮層及外披覆等部分，其各構造層，詳剖面圖。

69kV XLPE電纜剖面圖

3.地下電纜埋設環境對電纜的影響

在台灣潮濕燜熱的氣候，加上四季更替，還有用電負載大小變動，線路發熱量有所不同，造成電纜經年累月熱脹冷縮、反反覆覆，常常是造成電纜絕緣老化的外在原因。

地下電纜配置示意圖

4. 絕緣劣化

電纜的絕緣與披覆常因此疲乏而產生劣化，劣化產生的縫隙容易被濕氣侵入，一旦濕氣侵入披覆層進入絕緣層後，很容易助長水樹(Water Tree)的生成，水樹在絕緣層生成後，會扭曲電力線的分布，使得絕緣層所受應力不平均，詳下圖，局部高電場部位是發生水樹的起始點，水樹加快了電纜劣化的速度，學術上稱為”水樹老化現象”，電纜絕緣特性降低，也因此大大降低了電纜耐受電壓的能力。

69 kV 高壓交連 PE 電纜的絕緣體必須採用均勻且等向性的介質材料，如此才能使得絕緣體每一點的特性相同，將電場侷限於外半導電層與導體之間，俾獲得均勻的等電位梯度分布。

電纜中電力線及等電位面的分布示意圖

5. 原因探討

交連PE電纜具有非常良好的物理特性，但仍像其他設備一樣有其使用壽命，同樣的也可能是因外在因素的破壞而減少使用年限，一般在正常運轉下，使用壽命可達30年甚至以上，須依其使用環境不同而有所差異。

依據系統分析結果，在發生單相接地故障時，故障電流可高達數千安培，當此大電流經水樹路徑對大地釋放能量時，足以破壞電纜的絕緣結構，符合在電纜上所發現的披覆破壞與絕緣層所見的圓孔跡證。

低壓保護裝置之測試X/R值

低壓保護裝置之測試X/R值

Device Type	Test X/R Ratio	Test Power Factor
Low Voltage Power Circuit Breakers	6.6	0.15
Fuses, Fused Low Voltage Power Circuit Breakers, Insulated Case Circuit Breakers, Molded Case Circuit Breakers (rated >= 20kA)	4.9	0.20
Molded Case Circuit Breakers (rated > 10kA and < 20kA)	3.2	0.30
Molded Case Circuit Breakers (rated <= 10kA)	1.7	0.50

TG Room

A TURBINE-GENERATOR ROOM IN INDEPENDENT POWER PLANT(IPP).

TURBINE-GENERATOR ROOM

在市郊的傳輸鐵塔 Transmission Tower at suburb in Taiwan

IEC 60947-2之Icm,Icu及Ics定義

Icm - Rated short-circuit making capacity

於額定電壓下，斷路器能夠關閉和斷開的非對稱短路電流的最大值。斷路器在短路時關閉其應力是最大的。

Icu - Rated ultimate breaking capacity

於額定電壓下，斷路器能夠啟斷的最大短路電流值，而斷路器必須不是有危險的。
測試操作順序：O - t - CO

Ics - Rated service breaking capacity

於額定電壓下，斷路器一旦啟斷開短路電流三次後，仍能夠提供完全正常的操作。
測試操作順序：O - t - CO - t - CO

電弧閃絡危害的介紹與計算(八) _Introduction and Calculation of Arc Flash Hazard -8

Appendix - ETAP for Arc Flash is similar to SKM does.