淺談35kV冷縮電纜終端頭故障原因分析和防范措施

摘要：某電廠2013年3月5日發生了一起電力電纜終端頭因為制作工藝不到位而引起絕緣擊穿故障。本文主要從故障現象進行剖析，分析故障產生的原因，提出了重點加強施工關鍵環節質量控制的對策，建立和完善電力電纜終端頭的制作工藝。

關鍵詞：電纜終端 故障分析 防范措施

1 故障情況介紹

某電廠已投運了近3年的35kV變電站，于2013年3月5日12時50左右，電腦綜自系統發出35kV系統A相接地信號，B、C相電壓升高接近于線電壓，值調室人員隨即組織聯系查找接地故障點。后發現是桃興一回饋出線路上有故障，正準備倒開該回路負荷的時候，配電室內發出一聲巨響，綜自保護系統發出35kV桃魚二回開關“過流一段”保護動作跳閘的光字牌信號，運行人員到現場檢查發現是該開關柜頂部出線套管處的戶內B相單芯電纜終端頭絕緣擊穿，產生弧光短路（故障電纜型號均為26/35

kV-YJLV-1×150交聯電纜）。下為現場圖像：

由圖可見電纜終端頭擊穿故障點出現在銅屏蔽層半導體層斷口，該斷口處的電場畸變最嚴重， 熱熔后主絕緣材料流失，銅屏蔽至半導體層之間剝切口的線芯已經部分裸露。在電纜絕緣層表面存在放電碳化通道。分析可知，以下原因可能引起電纜終端頭被擊穿：一，銅屏蔽層斷口處留有尖角毛刺，產生放電；二，剝切半導體時劃傷主絕緣，導致該處絕緣比較薄弱，擊穿電壓過低，在出現系統接地情況時電壓過高，加速了電纜終端絕緣擊穿。

2 具體原因分析

金屬屏蔽斷開處是電場畸變最嚴重的地方，產生電場畸變的原因：屏蔽的切斷處是電纜接頭薄弱的環節，容易造成電場強度過大；另外，變電站的運行環境比較惡劣，導致灰塵、氣體等雜質不可避免地侵入半導體層與主絕緣表面結合處，這些雜質、氣隙、尖角毛刺等的存在造成固體絕緣介質沿面放電。因此，導致冷縮電纜終端頭絕緣被擊穿，在電纜制作工藝方面主要有以下幾點：

2.1 進行護套剝切時，銅屏蔽層被劃傷，或是剝切銅屏蔽時，斷口成不規則圓口，用力不當，劃傷半導體層，產生氣隙，增加了斷口處電場的強度，產生放電。

2.2 在剝切電纜半導體層的過程中，由于用力不當，劃傷主絕緣層表面，銅屏蔽和半導體層的斷開處處理不到位。

2.3 剝切電纜半導體屏蔽層之后處理不到位，主絕緣層上有半導體殘留，或沒有用硅脂對主絕緣及銅屏蔽斷口處進行填充處理。

2.4 應力管與絕緣屏蔽在安裝時搭接少于20mm。在運行中，由于交聯電纜內應力處理不良產生較大收縮，出現氣隙。

雜質和氣隙以及水分對交聯聚乙烯絕緣電纜的影響非常大，并且其耐局部放電性能比較差。交聯聚乙烯絕緣電纜存在的缺陷處容易形成局部電場集中，導致局部放電。另外，運行中彎曲變形、冷熱作用等，導致金屬屏蔽層與絕緣層之間產生氣隙，氣隙的局部放電，導致在絕緣內部空隙處產生縱深發展的電樹枝，使得絕緣老化加快發生絕緣電擊穿或熱擊穿；同時如果金屬屏蔽斷口處的尖角毛刺處理不徹底，出現集中的高強電場，導致絕緣介質出現裂紋并產生放電，進而形成：電樹枝引發局部放電、而局部放電又促進電樹枝的生成與成長的惡性循環圈。

綜上所述，嚴格遵循工藝標準進行電纜終端頭制作，尤其是在剝切電纜的過程中，把握持刀的力度顯得尤為重要，需要技術工人精心操作，如達不到要求必須返工制作，把好質量的驗收關。

3 防范對策建議

冷縮電纜終端頭制作中，多因施工人員責任心不強或是技術工藝了解不夠，導致電纜終端頭在運行一段時間后，出現局部放電或電樹枝放電，最后造成故障發生，現提出以下防范對策和注意事項：

3.1 選擇科學合理的環境，生產電纜終端頭。生產過程中保持清潔。剝切電纜后及時處理，因為在空氣中暴露的時間越長，被雜質侵襲的可能性就越大，最終危害到電纜終端頭的質量。

3.2 嚴格按照說明書的技術規范，附件的尺寸與電纜尺寸配合要符合規定的要求，進行制作時控制好電纜剝切力度和尺寸，外層剝除時不能弄傷內層的材質。

3.3 銅屏蔽層剝切時，通過扎帶進行固定，避免斷口處出現尖角或毛刺，對半導體層斷面的處理要到位，確保平整和光滑，并且向絕緣層的過渡保證光滑。

3.4 剝切完電纜絕緣層后，對主絕緣層表面通過細砂紙進行認真打磨，保證主絕緣層表面光滑無刀痕，不存在半導體殘點。采用清洗溶劑從線芯向半導體層方向對絕緣層表面進行清洗，清洗主絕緣層表面時嚴禁使用接觸過半導體屏蔽層的清洗紙。采用砂紙打磨后，殘留的雜質如果清除不干凈、不徹底也會導致放電，所以對電纜絕緣半導體層斷口用硅膠進行填充排除內部氣體，然后按照廠家說明書的工序逐步進行制作。

參考文獻：

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